本期《自然》《科学》精选

　　

12月24日Nature

封面故事：2009年度新闻人物
Nature杂志2009年度新闻人物是美国总统奥巴马大胆提名的能源部长人选朱棣文。 这位曾经获得过诺贝尔奖的物理学家受命推动世界最大经济体及其能源行业的变革，以适应21世纪的需要。朱棣文曾在劳伦斯伯克利国家实验室工作4年时间，在这期间，他将该实验室重塑为替代能源研究的一个领先机构。担任能源部长后，他也不忘将该实验室在“曼哈顿项目”中所开创的战时精神移植过来。朱棣文说，如果美国要动员其科学与技术资源应对气候变化的话，那么它将需要在上个世纪40年代推动原子弹早期研究工作的那种紧迫感。Eric Hand在哥本哈根气候会议前就这个问题及美国政府的相关计划对朱棣文进行了采访。

细菌DNA的转移机制
DNA通过接合从一种细菌转移到另一种是细菌演化中的一个主要因素，并且作为抗生素抗性和毒性基因交换的一个机制也有实用意义。人体的多数致病细菌是革兰氏阴性的，在其中IV-型分泌体系调控这种DNA转移。该体系由三个蛋白组成，它们结合在一起，形成跨越内膜和外膜的一个核心。现在，一个IV-型分泌体系的外膜复合物的晶体结构已被确定。该复合物的大小为0.6兆道尔顿，它是结构已知的最大外膜复合物。它的结构显示了DNA穿过细菌细胞膜的机制，并为开发以IV-型分泌体系为作用目标来抑制抗生素抗性和毒性因子扩散的药物提供了一个步骤。

乳腺癌中的染色体重排
几十年前人们就知道很多肿瘤包含基因组重排，但对它们的原因和影响却知之甚少。现在，Stephens等人利用新的“paired-end”测序技术以高分辨率确定了人类乳腺癌中的染色体重排分布情况。他们发现的重排比以前识别出的更多，其中大部分是染色体内重排，而不是染色体间重排。顺接重复在一些乳腺癌中非常普遍，但在另一些中却基本没有，而且它们可能反映了一个新颖的“Mutator 表现型”。

气候变化速度快于物种迁移速度
发生气候变化时，物种若要继续呆在具有相同平均温度的一个地区，它们就必须迁移：因此，它们的存活机会取决于它们跟气候迁移保持同步的能力以及温度和其他气候因素变化的程度。为了在具体环境中来说明物种所承受的这种压力，研究人员建立了设计用来对下一世纪气候变化进行量化的一个新指数。该指数值给出了维持温度不变所需的沿地球表面迁移的局部速度，是从以距离和时间为刻度的温度梯度（单位分别为ºC per km和ºC per year）得出的。这个指数对地形在缓冲气候变化对植物和动物影响方面所起作用做出了定量描述：在政府间气候变化专门委员会（IPCC）的A1B排放情景中，该指数的全球平均值为0.42 公里/年，而其对山地森林生物群落和淹没草地两种环境的极端值分别为0.08 和1.26公里/年。结果表明，气候变化速度相对于物种迁移速度和受保护生境大小来说是比较大的。这些数据还表明，在一些生态系统中，通过生境走廊或新的保护区来帮助物种更快迁移，对保护工作可能会是一个重要贡献。

选择进行基因组测序之物种的方法
迄今已被测序的细菌和古细菌基因组之所以被选择测序，主要是考虑到它们的生理问题。这种选择依据并没错，但却导致了明显的系统发育偏颇。在“细菌和古细菌基因组百科全书”（GEBA）项目中，研究人员采用了另一种方法，该方法主张根据生物的系统发育位置来选择基因组，其目的是填补在生命树的细菌和古细菌分支测序中所存在的空白。这一方法的价值已被一项示范研究的成果证实，即选择用来扩大系统发育覆盖面的56个可培育物种基因组序列的发布。对这些序列进行分析，可提供系统发育、蛋白功能和基因组注解等方面的信息。

节食增寿也许可不以降低生殖力为代价
在若干种生物中，限制饮食已被发现能延长寿命，但这是以降低生殖力为代价的。人们一般认为，这是竞争有限资源的一个例子，因为在这个过程中营养从生殖被重新分配到身体维持。现在，Grandison等人发现，对果蝇来说，限制饮食不会诱导营养重新分配，因为限制寿命和生殖力的是不同氨基酸。他们发现，长寿命果蝇的生殖力只需通过添加蛋氨酸就可得以挽救。因此，在没有饮食限制时，通过调整饮食中氨基酸的比例，长寿命和高生殖力就可以同时实现。这些发现意味着，人类也许能通过调整饮食营养成分来获得减少食物摄取量的好处，而不会产生副作用。

检测超低浓度DNA的一个新方法
以非常低的浓度检测一个特定DNA序列的能力，在遗传研究及诊断工作等应用中非常有价值。目前最好的技术需要对样品进行放大和/或标记。在这项研究中，研究人员所采用的一个新方法能够避免这样的样品准备步骤。该方法利用的是杂合型DNA和RNA分子的一个独特机械性能，这种性能使它们能够充当一种内在的分子标签，从而在纯样品中能够实现渺摩尔(10-18 M)级的检测灵敏度。为了演示这种杂合方法在更偏向于生理研究方面的应用，研究人员用它来根据对肿瘤特异性微RNA的检测进行肿瘤分类。

 

12月25日Science

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