《Nature》本月最受关注的十篇论文

　　

生物通综合：英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章（2009年11月17日～2009年12月15日）：

处在原始环境中的膜蛋白
Nature 462 (26 Nov 2009)

很多膜蛋白的X-射线晶体结构已被确定，但关于处在它们原始膜环境中的蛋白的直接结构信息却很少。现在，一项将中子衍射、固体NMR光谱和分子动态模拟结合起来的研究，为包含S1-S4电压感应域（它们被膜蛋白用来感应膜电压变化并对其做出反应）的类脂双层膜的结构和水合提供了一幅详细的画面。可以看到，这些电压传感器采用跨膜取向，使周围的类脂双层发生小幅度变形，但变形幅度之大足以让水分子能够与膜发生相互作用，从而使带电残体发生水合，使跨膜电场成形，同时将能量和结构扰动保持到最小程度。

用新方法生成超平石墨烯
Nature 462 (19 Nov 2009)

石墨烯因其新颖的基本性能及其在电子学上的潜在应用而受到很多研究。虽然石墨烯实质上是二维结构（只有一个原子厚的一层碳原子），但事实上它总是有较小皱褶的。不管是放在一个基质上还是悬浮着，它总是能产生微小波纹，这被认为是造成人们所观察到的石墨烯的多种不同性能的原因。现在，来自哥伦比亚大学的一个小组开发出一种生成超平石墨烯的简单而有效的方法，该方法是在一个从原子尺度来讲非常平的云母表面上进行沉降，该表面与碳原子紧密结合。所以，波纹的形成并不是高质量石墨烯的一个必要特征。超平样品的获得将有助于研究波纹对石墨烯物理和电子性质的影响。

人类DNA甲基化组
Nature 462 (19 Nov 2009)

DNA的“第五碱基”，即“甲基化的胞嘧啶”，是一个表观遗传修饰，占哺乳动物基因组的很小一部分，但在调控诸如基因表达和发育等细胞过程中却起重要作用。现在，来自人类胚胎干细胞和胎儿成纤维细胞的一个哺乳动物基因组中“甲基化的胞嘧啶”的首批分辨率为单碱基对的全基因组分布图（或“甲基化组”）已经发布，同时还发布了对转录组、组蛋白修饰、以及几个调控因素的DNA-蛋白互动点的分析结果。这些结果显示，在两种细胞类型之间，甲基化模式存在关键差别，说明多能性和细胞分化可能有不同的基因调控机制。

触觉对听力影响的实验研究
Nature 462 (26 Nov 2009)

当我们听人讲话时，我们综合使用了不同感官：耳朵是显然的；还有眼睛，用来看讲话者的脸部怎样改变我们所听到的辅音。此前，寻求将触觉也添加到其中的实验一直无法得出结论来。很多语言通过气流的用力排出（即送气音）来改变元音或辅音（比如说，在英语中来区分“da”和“pa”的发音——后者就是送气音）。Bryan Gick和 Donald Derrick将送气音作为起点，来研究触觉是否会有助于我们来“听”声音。他们向志愿者皮肤上喷出很小的、听不到的气流，与此同时志愿者又在听一系列辅音。以手部或脖子为目标喷出的气流使得“送气音”更有可能被听见。所以，在喷出一股气流之后，“b”被误听为“p”。这项工作在今后为听觉受损者研制助听器和辅助通信设备中可能会被证明是有用的。

异型杂交的两个优势
Nature 462 (19 Nov 2009)

生物学中最古老的问题之一是，为什么存在不同性别？通过异体受精繁殖的动物要多于通过自体受精繁殖的动物，尽管生出雄性后代及寻找交配对象都是有代价的。人们通常认为，异体受精或异型杂交具有可能超过其代价的两个优势：快速演化的能力和近亲繁殖的避免，但对此很难进行实验验证。现在，使线虫的自体繁殖变种和异体繁殖变种置于选择压力之下的一个实验，为以上观点提供了一个实用的验证，而且该实验还证明，以上两个潜在的标准解释（即两个优势）在促进异型杂交中似乎都扮演一个角色。

今后十年有望发现太阳系外可住人的行星
Nature 462 (19 Nov 2009)

Drake Deming和Sara Seager对迄今发现的绕太阳以外的恒星运转的370多颗行星的性质做了评述。太阳系外行星的早期发现工作依赖于径向速度或多普勒晃动方法，测量行星的引力对恒星光谱的效应。新的发现工作越来越多地依靠“中天法”，当我们从地球上看行星穿越其恒星时对其进行观测。这种方法使得我们有可能去测量行星的质量和半径，并且在有些情况下还能识别巨型太阳系外行星大气中的气体。在新的天文观测卫星即将问世之际，Deming 和Seager预测，在今后十年的某个时候，我们将会发现一颗“可以居住的”石质行星正在穿越离我们太阳较近的一颗温度较低的红矮星。


Foxa2的减肥潜力
Nature 462 (3 Dec 2009)

胰岛素调控对于节食和进食的代谢和行为反应的一个新颖机制已被发现。在节食期间，神经肽阿立新（亦称“苯基二氢喹唑啉”）和MCH（黑色素浓缩激素）在“下丘脑外侧区”（大脑中传统中被认为是“进食中心”的区域）释放，在那里它们诱导有动机的行为和刺激食物摄取。用小鼠所做的研究表明，阿立新和MCH的表达由转录因子Foxa2调控。进食之后，胰岛素信号作用会使Foxa2无效，使阿立新和MCH的生成停止。Foxa2的活性被永久打开的小鼠有更多的阿立新和MCH，吃的更多，身体更活泼，对胰岛素的敏感度也有所提高。打开肥胖小鼠身体中的Foxa2，会增加身体中瘦肉含量，减少脂肪含量。因此，通过药理手段阻断Foxa2的磷酸化，可能会增强身体活动水平，提高总体健康状况。


室温下的硅自旋电子器件
Nature 462 (26 Nov 2009)

在自旋电子体系中，电子自旋的自由度代替电荷（传统电子体系的基本单位）作为未来基于自旋的电子技术、数据存储技术和计算技术的信息载体。受硅在当今电子领域中普遍应用的影响，人们曾努力去实现基于硅的自旋电子器件，但迄今为止，对这种器件中载荷子的成功控制仅限于低温下和一种类型的载荷子（电子），因而限制了它们的技术潜力。现在，屯特大学的一个小组研制出一种基于硅的“三端子”器件，在该器件中，他们演示了在室温下对两个电子和它们带正电的对应体（即“空穴”）的自旋极化的成功注入、操纵和检测。


海洋对由人类活动排放的CO2的吸收
Nature 462 (19 Nov 2009)

海洋是一大碳汇，吸收约三分之一由人类活动造成的CO2排放，但CO2捕获的分布和速度存在相当大的不确定性。Khatiwala等人介绍了对在工业时代海洋中所吸收的由人类活动排放的碳所做的一个基于观测的重建工作。他们绘制了碳浓度最大的地区的分布图，并跟踪了碳随时间的积累。他们的发现表明，海洋对由人类活动排放的碳的吸收自上个世纪50年代以来急剧增长，在最近几十年增长速度有小幅下降。南大洋是最大的碳汇，占吸收总量的40%以上。这些结果还表明，陆地生物圈在上个世纪40年代以前一直是CO2的一个源，但随后变成了一个汇。


代谢疾病遗传研究最新进展
Nature 462 (19 Nov 2009)

人类基因组研究方面的进展，正在增进我们对由先天遗传缺陷与环境因素互动所造成的代谢疾病病理生理的认识。Stephen O\'Rahilly对在两种最流行的代谢疾病研究方面所取得的最新进展进行了综述，这两种疾病分别是2-型糖尿病和作为其主要风险因素之一的肥胖症。