本期《自然》《科学》精选

　　

8月6日Nature

封面故事： HIV-1 RNA基因组二级结构被确定
根据对从感染性病毒颗粒提取出的真实HIV RNA所做分析，研究人员已确定了一个完整HIV-1 RNA基因组的二级结构。单链病毒RNA基因组内的二级结构已知具有几种功能和调控作用，但此前研究人员尚未对任何病毒的完整RNA进行过全面分析。SHAPE技术（由引物延伸催化的高通量选择性2’-羟基酰化）被用来对由HIV-1 RNA基因组形成的所有结构进行定性。由此，他们发现了无数高结构性主题（其中一些发布在本期封面上），其中很多主题的功能也可以被推断出来。重要的是，RNA结构元素的存在被发现影响蛋白的翻译，有助于正确的蛋白折叠。这些结果表明，HIV-1基因组有结构，其构成元素对病毒适应性非常关键。从这项工作获得的信息，有可能使我们对HIV-1生物学有更好的认识，并有可能导致新的抗逆转录病毒干预方法的问世。本期封面图片由Lars Sahl提供。

多能心脏先祖细胞中的两个微RNA
研究表明，两个微RNA，即miR-145 和 miR-143，存在于小鼠胚胎的多能心脏先祖细胞中。miR-145是由心肌蛋白诱导的成年成纤维细胞向平滑肌细胞内的重新编程所必需的，并且足以诱导神经冠干细胞分化成“血管平滑肌细胞”（VSMC）。miR-145 和 miR-143一起以一个转录因子网络为目标，来促进平滑肌细胞的分化和抑制其增殖。这些发现提供的证据表明，微RNA能够起开关的作用，引导细胞向某个特定的体系分化。另外，miR-145 和 miR-143在调控VSMC的分化表现型和增殖表现型中所起作用在很多血管类疾病中可能是有关系的，因为VSMC在这两种状态之间的振荡有助于血管闭塞。

绝对蛋白定量分析方法的实际应用
通过测量蛋白版本数量进行的绝对蛋白定量分析，有可能为生物学过程提供重要信息，但除了酿酒酵母的特例外，此前利用标准蛋白质组程序尚未证明这种可能性。现在，以钩端螺旋体病病原体“肾脏钩端螺旋体”作为第一个目标，一种新的质谱方法被用来确定一个蛋白质组中相当大一部分的绝对蛋白质丰度，而该方法所依据的策略应可普遍应用于很多其他的生物学体系。该研究的结果反映了“肾脏钩端螺旋体”是怎样在总蛋白版本数量保持不变的情况下通过调整蛋白质组的动态平衡来适应环境变化的。

地球在前寒武纪的“绿化”事件
过去10年，几十项研究工作报告了新元古代碳酸盐岩石中碳同位素的变化，并将它们与全球碳循环的波动联系起来。Paul Knauth 和Martin Kennedy从一个侧面对这些数据进行了分析，主要关注氧同位素的测量结果（是从超过2万份样品取得的）。氧同位素的测量结果是作为碳同位素分析的一部分必然要获得的，但却常常被忽略。他们得出一个引人注目的结论：这些氧和碳同位素的组合体系与我们非常了解的显生宙样品中的相同；显生宙样品岩化在了沿海的孔隙液中，接受着含有来自陆地植物质的光合作用碳的地下水流入。被广泛报道的新元古代碳酸盐中13C/12C比例的下降并非是碳周期的波动，它们更容易通过与显生宙样品类比来理解。这个结果可能表明，在前寒武纪晚期，受由能够进行光合作用的藻类、苔藓和真菌构成的一层贴地覆盖物的影响，当时的地球正在发生“绿化”。这样一个产生氧和植物质的事件，甚至可能要对（地球）从前寒武纪的一个实质上为微生物的世界向寒武纪的一个后生动物世界的关键过渡负间接责任。

距今3.5万年前的五孔鸟骨长笛
根据本期Nature上的一篇报告，居住在欧洲的最早的现代人已有了相当复杂的音乐传统。这篇报告介绍了来自德国南部Hohle Fels洞穴中的一个五孔鸟骨长笛，距今已有3.5万年左右。我们知道还有与此年龄相当的其他长笛，但它们都没有这么复杂或完整。该长笛是由最近发现用毛象牙做成的维纳斯像（Nature 459, 248-252; 2009）的同一研究小组在同一地点附近发现的。

8月7日Science

慢性疼痛中的一个令人惊讶的角色
据8月7日的《科学》杂志报道说，被称作内源性大麻醇的化合物近来十分引人注目，因为该物质可能成为从治疗疼痛到肥胖症的药物标靶。但该物质实际上能够放大某些疼痛的信号，而非像从前所认为的可以抑制这类疼痛信号。 这些发现可能有助于指导人们用能够调节内源性大麻醇效应的药物来治疗慢性疼痛的各种努力。 通常，在慢性疼痛的案例中，神经元至神经元的传导会在脊髓的一个叫做背角的部分中骤然增加。 内源性大麻醇（相当于人体内版本的大麻THC）曾经被认为会抑制这类的疼痛信号传导，但Alejandro Pernía-Andrade及其一个国际团队的同僚现在显示，也许相反的情况才是真正发生的事件。 他们发现，在大鼠和小鼠中，疼痛刺激能够在脊髓中释放出内源性大麻醇，这些内源性大麻醇会作用于一群叫做CB1受体的神经元受体。 这一作用减少了关键性神经递质的释放，这些神经递质是在一个神经元至另外一个神经元之间往返的物质，其总体上的效应是使神经元变得更容易兴奋。 在另外一项在人类自愿者身上所做的试验中，文章的作者发现，阻断CB1受体的药物Rimonabant可降低在自愿者的皮肤片上所诱导的异常的疼痛的敏感性。

Kepler Mission的令人鼓舞的消息
在一项显示Kepler使命应该有能力探测到地球大小的行星围绕太阳类恒星旋转的研究中，据8月7日的《科学》杂志报道说，该太空望远镜已经探测到了巨大的太阳系外行星HAT-P-7b。 该行星是大约24颗太阳系外行星中的一颗，它们都是由陆基观察及CoRoT太空使命在这些行星“横越”它们所属的恒星之前时被.发现的。它们的“横越”会周期性地使其恒星的光芒变暗。该行星的大小与木星相当，而其所围绕旋转的那颗恒星则与我们的太阳类似。 该恒星现在正在Kepler望远镜的视野之中。Kepler望远镜是在2009年3月发射升空的，目的是为了探测地球大小的太阳系外行星。 在本期的Brevium中，W. J. Borucki及其同僚对长达10天的Kepler所收集的来自5万颗以上的恒星的光线强度的数据进行了分析。 他们发现了HAT-P-7b环绕其恒星旋转的证据，从而证明，Kepler的运作达到了探测地球大小行星的要求水平。

DNA做瑜珈
   

据8月7日的《科学》杂志报道说，研究人员设计出一种让DNA弯转扭曲成为不同的新的形状的方法，这种变形可能在某一天在体内被用于递送药物、修建组织或用于研究蛋白质单体的纳米尺度的装置中。 这些发现将为纳米技术领域提供一种构建具有连续性曲率物体的方法。） 为了比较，请想象如果我们无法在微米尺度制造弯曲的物体的话，我们将不会有轮子、拱形结构、钩子等物体。 Hendrik Dietz及其同僚现在描述了一种在纳米尺度制造连续曲率形状的方法。 他们设计出了以蜂巢格构方式排列的DNA螺旋束。 这些螺旋结构中有一些具有插入的额外DNA碱基对，而另外一些螺旋结构中的碱基对则有缺失，这些都会产生出有助于DNA束装配成为致密纳米尺度物体的应力。 应用这种方法，研究人员可以控制DNA弯曲的方向和程度，甚至能够让DNA分子以非常紧密的角度弯曲。 文章的作者结合不同的弯曲成分来建造诸如齿轮和沙滩球等复杂的形状。 Yan Liu 与 Hao Yan在一篇相关的Perspective 中讨论了这项研究工作。

科学家发现了瘙痒神经元
据8月7日的《科学》杂志报道说，科学家们已经查明了小鼠体内的一组对瘙痒刺激进行反应的神经元，改组神经元会通知脑部现在是开始瘙抓的时侯了。 这些发现本身也挠到了神经科学的一个长期的痒处：即神经系统是否对痛觉和瘙痒的感觉以同样的方式进行处置。 研究人员对瘙痒是否基本上不过是疼痛的一种形式或体内是否有专门的瘙痒、疼痛及其它感觉（即所谓的“标示线路假设”）的神经通路进行过辩论。 迄今为止，有关这一假说的证据仍然不甚一致，但由Yan-Gang Sun所做的一项新的研究应该有助于息止这一争议。 研究人员过去曾经确认了一种叫做GRPR的神经元受体是感受瘙痒刺激但却不感受疼痛刺激的受体。 现在，这些研究人员证明，那些脊髓中缺乏GRPR受体神经元的小鼠不会对瘙痒刺激进行挠抓反应，但它们感受疼痛的能力则与正常小鼠一样。 这类表达GRPR的神经元结果发现与另外一组叫做SST的神经元是不同的，而这曾经是人们过去争辩的焦点。 这些新的发现因而提示，表达GRPR的神经元是一个人们长期以来寻找的脊髓中的瘙痒感觉“标示线路”的组成成分。