本期《自然》《科学》精选

　　

Nature vol.455 (7211), (18 Sep 2008)
封面故事：异常热年份之后陆地生态系统CO2吸收量减少
地球的陆地生态系统通过净植物生产力（CO2吸收）和土壤微生物呼吸（CO2释放）的季节性变化对大气中的CO2水平产生强烈调控作用。几十年前科学家就知道，这些过程对气候的季节变化、尤其是气温有反应，导致全球CO2曲线呈现为“之”字形，但在跨年度时间尺度上定量确定一个单一气候变化因素的影响所需的实验数据却一直没有。现在，利用在大型受控环境室（如本期封面所示即为这样一个环境室）中的完好高草草原生态系统所进行的一项为期4年的研究项目，提供了一些所缺失的数据。这些研究所获得的结果表明，一个异常热的年份能减少该年份及随后一年的净生态系统CO2交换量。一个“被加热的”生态系统中的碳封存量与对照组的生态系统相比被减少三倍。这些发现表明，异常热的年份更为频繁的出现（由人为因素造成的大气中CO2水平升高所产生的一个可能后果），有可能导致陆地生态系统二氧化碳吸收量持续减少。

大脑皮层神经细胞可在体外生成
大脑皮层是哺乳动物大脑中最复杂的结构，包含很多不同的神经细胞子类型。现在，对细胞培养中的小鼠胚胎干细胞所做的一项研究显示，多样化的皮层神经细胞可在体外生成。在“形态发生素”不存在而“sonic hedgehog”抑制因子存在的情况下，皮层生成是小鼠胚胎干细胞的一个内在性质。这一发现为了解神经分化的机制提供了线索，并且为脑病的模拟研究和治疗提供了新途径。

羟脂通道酶AOS的晶体结构已被确定
羟脂是从脂肪酸产生的具有生物活性的脂类。在植物中，羟脂通道产生前列腺素一样的、被称为茉莉酮酸的植物激素，同时产生能抵抗压力和使水果及蔬菜具有其特有香味的绿叶挥发物。 现在，羟脂通道酶“丙二烯氧化合酶”（AOS）（呈自由状态，与基质相结合）的晶体结构已被确定。该结构显示了这种酶是怎样控制关键中间体的活性的，并且说明，AOS活性点（与茉莉酮酸的合成有关）上关键氨基酸的突变可将其转变成一种过氧化物裂解酶（合成绿叶挥发物的酶）。另外，比较研究表明，羟脂生物合成基因存在于植物和动物的最后共同祖先中，但在演化过程中在除少数几个后生动物分支以外的所有动物身上都丢失了。

向北极水域添加有机碳可能会减少生态系统中总有机碳
一项将可降解有机碳添加进北极水域的实验获得了反直觉的发现：在某些条件下，碳的添加实际上会减少生态系统中的总有机碳。实验结果取决于食物链内物种相互作用以及它们怎样受营养供应的影响。当矿物营养有限时，有机碳会在系统中积累，而在一个有机碳有限的系统中，海洋细菌能够竞争过浮游植物，其净结果为总有机碳数量减少。这一结果凸现了这样一个关系，即对海洋碳循环当前和未来状态的描述，怎样依赖于对海洋食物链内的碳与限制生长的矿物营养之间的化学计量耦合的认识。

两种药物也许可用于HCMV感染的治疗
“人血小板源性生长因子-阿尔法”（PDGFRα）受体已被发现是“人巨细胞病毒”（HCMC）感染人体细胞的一个先决条件。HCMC是一种疱疹病毒，它是造成先天性人体感染的最常见原因，能在HIV及器官移植患者身上引起有生命危险的疾病。如果该受体的活性被抑制，HCMC将不能进入细胞，病毒基因也将不能表达。重要的是，两种当前已有的药物——抗癌药物Imatinib (Gleevec)和能够阻断PDGFRα的抗体IMC-3G3，对人体细胞中的该病毒有活性，说明它们在HCMV感染的治疗中也许有用。

人类干细胞的共同特点
数以百计的不同人类细胞系被统称为“干细胞”。它们可以来自胚胎、胎儿或者成年人体。而且，它们是多能的，即能够产生一系列不同细胞，或者产生种类有限的细胞类型。Müller等人试图根据从超过150个细胞样品获取的一个转录谱数据库建立一个“干细胞诊断”体系，来统一人类干细胞的定性和分类。生物信息分析显示，多能干细胞系有很多共性，它们都有一个典型的蛋白-蛋白网络，称之为“PluriNe”。其他细胞类型，包括来自大脑的神经干细胞系，要多样化得多。这些结果为对干细胞进行分类提供了一个新策略，并且支持这样一个观点：多能性和自我更新能力受特定分子网络的严格控制。

Hedgehog在癌症中的另一种作用
Hedgehog (Hh)信号作用通道在发育中的胚胎中所起作用是，充当控制细胞增殖和细胞命运的网络的一部分。人们也曾发现它与几种固体肿瘤有关，在这些肿瘤中，它被认为直接调控肿瘤细胞增殖。但一项新的研究表明，Hedgehog在癌症中起一种很不相同的作用。由癌细胞分泌的Hedgehog配体，在肿瘤表皮细胞中未能激活信号作用，而是在“基质”（stroma）上发挥作用（“基质”由细胞外基质、成纤维细胞、内皮细胞和微血管组成，恶性细胞着床于其中）。该配体能够促进肿瘤生长，但显然是通过对肿瘤细胞微环境的一个效应来进行的。这些发现对于Hedgehog拮抗剂作为抗癌药物的应用具有重要意义。