《Nature》本月最受关注的十篇论文

　　

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（2010年02月02日～2010年03月02日）：

导致肥胖症的基因突变
Nature 463 (4 Feb 2010)

肥胖症是一种具有高度遗传性的疾病，但迄今所报告的遗传关联性只能解释身体质量指数遗传变化的很小一部分。两个小组报告了染色体16p11.2上所发生的基因删除，它们也许可解释所谓“高外显率”突变中部分“缺失的遗传性”。这类突变很罕见，但一旦存在，就会以非常高的频率被与严重肥胖症联系起来。这跟与临床症候联系不是很密切的更为常见的基因缺陷形成对比。Bochukova等人在300个患有严重早发性肥胖周的患者身上发现了罕见的复发性版本数突变体，它们是由涉及包括SH2B1（已知参与“莱普亭”和胰岛素的信号作用）在内的几种基因的删除造成的。这些患者很多还患有神经发育症。Walters等人在31个患有一种以前未被识别出的极端肥胖症的患者的染色体16p11.2上识别出至少593个千碱基对的删除。他们用来识别病灶的策略（利用数量较少的、表现型较好的极端表现型人群进行研究，继之以定向全基因组关联研究和“population cohort”研究）有望作为一种手段，来识别更具普遍性的复杂代谢疾病中“缺失的遗传性”。

人类与老鼠的共同之处
Nature 463 (4 Feb 2010)

Edvard Moser及其同事发现，大鼠和小鼠拥有关于它们周围环境的一个方向图，是由被称为“网格细胞”的大脑皮层神经元产生和更新的。该发现是近年来最为激动人心的神经科学发现之一。这些细胞为自我定位提供了一个周期性非常强的表述。这便自然引出一个问题：人类是否也有一个类似机制？Christian Doeller、Caswell Barry 和 Neil Burgess的一篇论文为这个问题提供了答案。在这项研究中，他们将自由运动大鼠网格细胞的单元记录与在虚拟环境中穿行的人的全脑磁共振成像（fMRI）结合在了一起。Doeller等人能够检测到代表一个人在虚拟现实环境中位置的宏观fMRI信号，该信号符合定义网格细胞编码的标准。所以，人类似乎是用一种与啮齿类动物非常像的方式来表示位置和支持空间认知的。

封面故事：雾气中的蜘蛛网
Nature 463 (4 Feb 2010)

在有雾的早晨，蜘蛛网会闪闪发光，这表明它们能以很高效率从潮湿空气中收集水滴。对草间蜘蛛（Uloborus walckenaerius）的网所做的一项研究显示，这种能力取决于蜘蛛网湿了之后所发生的一个结构变化。“湿后重构”的纤维以周期性纺锤节为特征，后者由随机的纳米纤维构成，被排列整齐的纳米纤维结点分隔开。这种结构在纺锤节和结点之间产生一个表面能量梯度，并在作用在与纺锤节或结点相接触的水滴上的压力上产生一个差别。这样可以确保水能在结点周围不断凝结，然后被输送到纺锤节上，在那里它能积聚成悬挂起来的大水滴，如本期封面所示。模仿变湿的蛛丝结构的一种人造丝也能从薄雾中收集水滴。这项研究对于设计能从雾气中收集淡水或在工业过程中过滤液体气溶胶的功能性表面的工作可能会有启发。

蝙蝠回声定位能力的形成时间和起源
Nature 463 (18 Feb 2010)

蝙蝠是高度专业化的哺乳动物，它们都能飞，而且很多还能用回声定位来沟通和寻找猎物。对一种名为“Onchonycteris finneyi”的原始蝙蝠化石所做研究表明，虽然它能飞，但却不能进行回声定位。现在，对26个蝙蝠物种所做的一项显微计算机断层扫描研究（显微CT研究）显示，在利用喉部产生的“咔嗒”声进行回声定位的蝙蝠身上，喉部的茎突舌骨与头颅耳朵区域的鼓膜骨相连。这种条件也见于“Onchonycteris finneyi”，从而再次开启了关于在蝙蝠早期演化中飞行和回声定位能力的形成时间和起源的基础性问题。

精子也有认亲的本领
Nature 463 (11 Feb 2010)

有关精子之间的竞争和合作都已有很多研究，但不同精子是否能将它们应当与之合作的“亲兄弟”跟它们不应与之合作的“非亲兄弟”区分开来？Heidi Fisher 和 Hopi Hoekstra发现，当两个种的鹿鼠的精子相混时，它们优先与来自其自己所属种的精子聚集。当同一个种的不同个体混在一起时，来自单配（即一雌一雄）种的精子不区分“亲兄弟”与“非亲兄弟”，而来自混交种的精子则进行这种区分。

广义相对论预测得到准确验证
Nature 463 (18 Feb 2010)

广义相对论一个中心预测是，引力场会减慢时钟速度。以前对这种效应（被称为“引力红移”）的测量工作涉及放置在不同高度的时钟，而且此前该参数一直是支持弯曲时空理论的参数中测量最不准确的一个。现在，利用超过10年前在关于自由落体加速的一项研究中进行的实验工作所取得的结果，研究人员以前所未有的准确性确定了这一预测。对实验数据（关于在一个原子喷泉中上下跳跃的单个铯原子的量子干涉的数据）所做分析，提供了一个基于物质波干涉的测量结果，它将准确性提高了10,000倍。

光合作用中的量子效应
Nature 463 (4 Feb 2010)

光合作用中最令人着迷、被研究最多的特征之一是能量在光合作用复合物中进行传输的极高效率。一项新的光谱研究，通过直接显示室温下在来自Chroomonas CCMP270海藻的5-纳米宽的光合作用蛋白上电子激发的量子相干共享，证实了人们早先提出的量子效应可能在其中发挥作用的暗示。观察表明，这些蛋白内相距较远的单元被量子相干连接在一起，以增强集光效率。

气体浓度对恒星形成的影响
Nature 463 (11 Feb 2010)

恒星形成需要存在冷的分子气体，它们只占银河系和附近星系总质量的一小部分，那里每年只形成少量新的恒星。为了确定遥远巨大星系中发生的快速恒星形成是反映了冷气体供应量较大、还是反映了恒星形成过程效率更高，研究人员对两个宇宙时代大质量恒星中的气体浓度进行了分析，这两个宇宙时代在红移值大约为1.2和2.3处，当时的宇宙分别是其目前年龄的40%和24%。结果显示，遥远的恒星形成星系的确富含气体，而且恒星形成效率并不强烈依赖于宇宙时代。冷气体相对于星系总质量的平均比例在遥远星系中要比在当今巨大螺旋形星系中高三倍到十倍。

导致基因表达随机性的原因
Nature 463 (18 Feb 2010)

1925年，Timoféeff-Ressovsky 和 Romaschoff独立发现，有相同突变体等位基因的个体可以表现出突变表现型或者野生表现型，这个特性被称为“不完全外显率”。自那时以来，人们意识到，在遗传上相同的生物个体即使在相同环境中也会表现出不同特征，而且基因表达也有随机性。近年来，人们对微生物的这种基因表达“噪音”进行了定量研究。现在，Alexander van Oudenaarden及其同事将定量方法延伸到了一种多细胞生物，即线虫。利用单mRNA分子计数技术，他们显示了调控胚胎中小肠细胞生成的基因所发生的突变怎样导致其他基因水平及所产生的表现型出现更大随机性，尽管基因型相同，尽管环境条件也固定不变。这项工作还反映了基因调控网络会怎样使不同突变更加稳定、强健。

流感病毒蛋白的两面性
Nature 463 (4 Feb 2010)

当前的H1N1流感病毒对成熟的抗病毒药物金刚胺和金刚乙胺有抵抗力。这两种药物以M2蛋白为作用目标，该蛋白是一种多功能跨膜质子通道。这个通道的结构一直是一个有些争议的话题，因为M2通道一部分的X-射线晶体结构所显示的电子密度相应于微孔N-端那一部分的单一金刚胺分子，而该通道更大一部分的溶液NMR结构则显示有四个金刚乙胺分子结合到螺旋体C-端朝向类脂的表面上。现在，随着处在一个磷脂双层中的M2通道的高分辨率结构（该结构利用固态NMR光谱获得）的发表，这个问题似乎已经解决。该结构显示金刚胺有两个结合点：N-端通道腔中一个高亲和度点和C-端蛋白表面上一个低亲和度点。这项工作对于新兴抗流感药物的开发可能会有价值（这是一个重要目标，因为2009年的季节性流感病毒对金刚胺是敏感的，但对“达菲”（Tamiflu）却有抵抗力），这便提出一个可能性：将来可能会出现多种抗药性病毒类型。