本期《自然》《科学》精选

本期《自然》《科学》精选

　　生物通综合：

8月23日《Nature》

封面故事： 细胞间隙连接处探秘

间隙连接处是相邻细胞形成小孔或通道、让信号分子和离子在细胞之间自由通过的地方，它们存在于脊椎动物的很多成年细胞和正在发育的细胞中。它们的功能一直被认为在很大程度上是由于细胞之间的分子流动。但事情并不是这么简单。现在，Elias等人提供的证据表明，间隙连接处在神经迁移中发挥一定作用，而对迁移来说重要的是间隙连接蛋白的黏附性能及细胞之间接触点的性质，不是它们通道的导通性能。这一发现的意义已经超出了脑发育。因为很多其他间隙连接功能(包括参与肿瘤的转移)也可能取决于黏附性能而不是小孔功能，所以间隙连接处可能因以前没有被考虑到的方式而易于操控。本期封面所示为沿着脑中的放射状纤维爬行的神经元，而提供黏附接触的一团团间隙连接处用橙色显示。

SAPAP3与强迫症的关系

强迫症的神经生物学原因基本上不清楚，尽管皮质纹状体回路的破坏受到怀疑。对很多医学状况来说，小鼠模型都能提供一个进行病理分析和试验潜在治疗方法的手段。令人吃惊的是，现在对强迫症也能做到这一点了。定向删除SAPAP3(一种在纹状体中高度表达的突触后支架蛋白)后，小鼠会表现出强迫症的很多行为特征：它们强迫性地自我修饰，表现焦虑，并有异常的皮质纹状体生理特征。它们的行为特征可以被血清素再吸收抑制剂减轻，这类药物经常被用来治疗强迫症。

南半球冰川形成早于北半球

不久前，人们还认为北半球冰川化开始于距今1100万年至500万年前，但这一观点受到与其相矛盾的证据的挑战，其中包括关于4160万年前超过南极洲存储容量的全球冰川体积的估计数字。Edgar等人利用来自赤道大西洋的海洋沉积物记录，对认为当时两个半球都存在大型冰层的假设进行了验证。他们关于冰层体积的估计值可以很容易按照南极洲的存储容量得到解释，这表明，大型冰层那时在北半球是不存在的。气候模型模拟结果表明，由于两极不同的陆地—海洋分布，大陆冰川化的临界值在南半球比在北半球更早被突破。本项研究的这些发现支持这样的模拟结果。

Croll-Milankovitch气候变化理论得到验证

Croll-Milankovitch气候变化理论认为，冰期—间冰期周期是由北半球高纬度地区夏季接收到的日照量的变化决定的，而后者又是由地球轨道的几何变化引起的。为了验证这一假设，Kawamura等人利用束缚在冰中的空气中的氧分子和氮分子比例(这个比例能够反映局部地区夏季日照变化，是一个间接指标)，构建了关于南极冰芯的一个新的年谱。结果表明，在过去36万年，轨道尺度的南极气候变化滞后于北半球日照的变化，在最后4个冰期—间冰期过渡阶段中，南极温度的上升发生在北半球夏季日照量增加的阶段。因此，这些发现支持Croll-Milankovitch假设。

逐步状态坍缩过程的观测

量子测量将一个微观系统置于这样一个状态，在该状态，其所观测到的数量(以前是不确定的)可以精确知道。其数值是随机的，具有一个由该系统最初状态决定的概率。这样的状态坍缩可以是渐进性的，能够对初级状态变化的效应进行累积。现在，研究人员利用光作为研究对象，用以非破坏性方式测量其光子数的一个原子流来不断进行测量，从而观测到了这种类型的逐步坍缩。这个过程具有量子测量所预测的全部特点，并且应当有助于束缚在空腔中的非经典电磁场的研究工作。

一荣俱荣，一损俱损

植物和它们的授粉者及种子扩散者形成相互依赖的复杂网络。这些网络具有强烈影响生物多样性维护的一个明确架构。Rezende等人利用一种系统发生学方法发现，植物和动物过去的演化历史部分可以解释该网络的模式。在系统发生学上接近的物种倾向于在该网络中扮演相似的角色。于是，在一个物种灭绝后发生的一系列共同灭绝现象会影响在分类上相关的物种，导致演化树发生一种非随机的修剪。从物种保护角度来讲，这意味着共同灭绝系列事件会在相关物种之间扩散，进一步加快分类多样性的损失速度。

　

8月24日《Science》


解释出体经历
利用虚拟现实的突眼镜将到达大脑的感觉信号混合起来，科学家在健康人身上诱发了类似出体经历(out-of-body-like experiences)的感受，这给一个通常被认为是一个想象的虚构的现象提出了一个科学解释。戴上突眼镜的人看到他们的身体位于别的位置，同时他们也能感到他们真正的身体受到触摸，这使得参加试验的志愿者感到身体移到了他们的物质躯体之外，本期一篇Henrik Ehrsson写的简报和一篇Bina Lenggenhager和同事的报告介绍了这项试验。研究人员说，大脑中处理这两类感觉信息回路之间的切断也许是某些出体经历的原因。 
英文摘要：The Experimental Induction of Out-of-Body Experiences,H. Henrik Ehrsson 
英文摘要：Video Ergo Sum: Manipulating Bodily Self-Consciousness,Bigna Lenggenhager, Tej Tadi, Thomas Metzinger, and Olaf Blanke 


天王星环的暗面
一篇新报告指出，一个地面望远镜首次拍摄的天王星环的图像表明，该系统自其被旅行者号太空飞船20年前拍照后有所变化。在一次罕见的直线排列中，天王星的环在2007年8月正好与地球看过去的视野水平(edge-on)，这是自1977年发现这些环后的第一次。这个非同寻常的构象揭示了这些环暗的一面，包括被散射光照亮的暗环。用夏威夷的Keck望远镜，Imke de Pater和同事拍摄了从环边缘看过去的红外线图像。虽然扩散的灰尘包围着整个环系统，但是这些灰尘与任何的环或其特征没有关系。灰尘的模式从环系统在1986年被旅行者号飞船拍摄之后有很大的变化，表明这些变化在太阳系很常见，而且发生在比过去想象的要大的尺度上。 
英文摘要：The Dark Side of the Rings of Uranus: Results from the First Ground-based Image,Imke de Pater, H. B. Hammel, Mark R. Showalter, and Marcos A. van Dam 


距离是决定恐惧响应的关键
新研究发现，当人受到凶猛动物威胁时，与凶猛动物的距离决定了大脑的哪个部分参与这个情况的处理。确定人类大脑中涉及对付威胁的部分也许能帮助患有焦虑紊乱的人。Dean Mobbs 和英国的这项研究是建立在用大鼠研究得到的类似结果之上的。在他们的这项研究中，志愿者用一个计算机游戏装置，用一个红点代表凶猛动物，它能通过键盘电击游戏者使其感到疼痛。研究人员用功能磁共振成像监测游戏者大脑中的血液流动，当凶猛动物在远处时，高级的前额叶皮层是活跃的。这个区域是基于价值的复杂决定的中心，它让被测试者产生有充分准备的逃离路线。但是，当凶猛动物出现在近处时，血液流向低级的中脑，那是涉及搏斗、逃离、或装死决定的快速反射的区域。在一篇相关的研究评述中Stephen Maren进一步解释了这项研究。 
英文摘要：When Fear Is Near: Threat Imminence Elicits Prefrontal-Periaqueductal Gray Shifts in Humans,Dean Mobbs, Predrag Petrovic, Jennifer L. Marchant, Demis Hassabis, el al. 
英文摘要：The Threatened Brain,Stephen Maren 


蓝光增加了一种细菌的毒性
研究人员报告说，几种细菌具有蓝光检测器，这些蛋白质看来能调节布鲁菌病原体的毒性。植物和其他生物检测蓝光的蛋白质包括名为“LOV 结构域”的模块 , 这个模块在吸收了蓝色光子后，经历一系列的给蛋白质其他部分发出检测到蓝色光的信号的形状变化。Trevor Swartz和同事现在揭示，包括两个重要的病原体和一个海洋光合作用细菌在内的几种细菌也有带有蓝光激活的带有LOV结构域的组氨酸激酶。文章作者报告说，在其中一个名为牛牛种布鲁氏菌(Brucella abortus)的病原体上，蓝光诱发该激酶的上调控，在一个巨噬细胞感染模型中增加了病原体的毒性。一篇相关的研究评述进一步讨论了这些发现。 
英文摘要：Blue-Light-Activated Histidine Kinases: Two-Component Sensors in Bacteria,Trevor E. Swartz, Tong-Seung Tseng, Marcus A. Frederickson, Gastón Paris,et al. 
英文摘要：Blue Light as a Bacterial Virulence Factor,Trevor E. Swartz, Tong-Seung Tseng, Marcus A. Frederickson, Gastón Paris, et al.