《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04月10日～2010年05月11日）：

真正随机性的实验演示
Nature 464 (15 Apr 2010)

真正的随机性在经典物理中不存在，因为在经典物理中，随机性必须是也许不知道、但的确存在的力的一个结果。然而，量子世界从内在来讲是真正随机的。这一点难以证明，因为它不易与噪音和其他不可控制的因素区分开来。现在，Pironio等人提供了关于量子力学两个基本概念之间一个定量关系的证据，这两个概念分别是纠缠粒子的随机性和非局域性。他们首先在理论上发现，一个“贝尔不等式”的破坏证明新的随机性的产生，它独立于任何实现细节。为了阐释该方法，他们随后进行了一个实验，在该实验中，正如用他们创建的理论工具所证实的那样，产生了42个新的随机位。除了有概念上的意义外，这项工作对于密码术、对于物理和生物系统的数值模拟都有实践意义。



太古代海洋温度非常适宜
Nature 464 (15 Apr 2010)

过去人们曾认为，太古代早期（距今约35亿年前）海洋温度在55摄氏度和85摄氏度之间。但最近一项研究表明，太古代海洋温度不超过40摄氏度。南非“Barberton Greenstone Belt”保存完好的岩石含有关于早期生命及32亿到35亿年前海洋化学的一个地球化学记录。对Barberton沉积物中磷酸盐的氧同位素组成所做的一项新的研究，为认为太古代海洋温度较低、约在26摄氏度至35摄氏度之间的观点提供了支持。该研究所取得的发现表明，在太古代地球上有一个很发达的磷周期，同时也涉及生物活动。



经典精确度极限的突破
Nature 464 (22 Apr 2010)

原子干涉仪依靠粒子的波性来工作，用在从确定引力常数到定义时间标准等各种不同的超高精度测量中。干涉仪的精度一般受限于由实验中所用原子的有限数量所造成的经典统计（方法的局限性）。本期Nature上两篇论文，介绍了玻色-爱因斯坦凝聚态（BECs）中的“自旋挤压”在使测量结果比经典统计所允许的程度更精确方面所具有的潜力。利用一个特制玻色-爱因斯坦凝聚态作为对一台干涉仪的输入，Gross等人打破了经典的精确度极限。在第二项研究中，Riedel等人通过控制与一个依赖于状态的势能之间的弹性碰撞之间的相互作用，在一个约束到一个“原子芯片”上的BEC中创造出了类似的“自旋挤压”。对在一个芯片上 的多颗粒纠缠的这种演示，让我们看到了基于芯片的便携式原子钟的前景，这样的原子钟也能突破经典的精确度极限。



断电对互联网络的灾难性影响
Nature 464 (15 Apr 2010)

2003年9月28日，意大利发生一次近乎全国性的断电事件（只有西西里幸免），这次事件使互联网也瘫痪了。Buldyrev等人以这次事件为例（它在近年来全世界发生的几起事件中具有典型性），分析了这种涉及独立网络的一连串故障何以能够发生。他们发现，出乎意料的是，更大程度的分布会增加独立网络面对随机故障的脆弱性，这与在单一网络中所出现的情形是相反的。这一发现突显了在设计稳健网络时考虑独立网络性质的必要性——如果要想让某一次随机事件不致产生灾难性后果的话。



植物能在黑暗中变绿之谜
Nature 465 (6 May 2010)

一些光合作用生物（例如松苗和其他裸子植物）能够在黑暗中变绿，这与豌豆等被子植物幼苗变绿对光的严格要求形成对比。这种“黑暗艺术”背后的酶是在黑暗中发挥作用的“原叶绿素酸脂（Pchlide）氧化还原酶”（DPOR），它催化Pchlide的C17-C18双键的立体选择性还原，生成叶绿素酸酯-a（叶绿素-a的直接前体）。现在，来自紫色光养菌Rhodobacter capsulatus的DPOR的NB-蛋白部分的晶体结构已被确定。该结构显示了Pchlide 的C17-C18双键还原反应的一个可能的化学机制。有趣的是，DPOR与众所周知的固氮酶相似，说明固氮的分子机制与在黑暗中产生叶绿素的分子机制之间存在一个密切的演化关系。



人类癌症基因组研究网络
Nature 464 (15 Apr 2010)

数以百计的个人癌症基因组序列预计将在2010年发表，之后每年将有数以千计发表。“国际癌症基因组联合体” (ICGC)成立的宗旨是，对与有关成人和儿童主要癌症（共有50种不同癌症类型和/或亚型）的大规模癌症基因组研究相关的数据进行跟踪。在本期Nature上，ICGC团队（www.icgc.org）介绍了该项目的相关政策及规划。


让液体出现超冷状态的一种方法
Nature 464 (22 Apr 2010)

液体中局部原子排列与晶体中的序列有实质性差别。但当与一个晶体接触时，液体中相邻原子能模仿其序列，经常触发液体的固化。这种“种子”效应是人们所熟悉的，如当水接近冰点时所出现的那样以及在晶体成核中所出现的那样。比较意外的是本期Nature上所介绍的关于一个相反效应的发现：如果一个表面的原子结构与相接触液相的结构相似，那么该液体不是结晶，而是在远低于其融点时仍保持为液体，这样便实现了超冷状态。这个现象过去在金-硅共晶液滴中观察到过，这些液滴与金原子按五角形分层排列在一个硅基质上。这一发现对于关于凝固问题的基础研究及对于相变的实用控制都有意义。例如，经常用来获得超冷状态的“无容器”方法，也许就可以通过用一种按二十面体排列的表面来涂覆容器而避免。


一种遗传性脱发症的基因已被发现
Nature 464 (15 Apr 2010)

毛囊小型化是一个退化过程，它减小上皮细胞和间叶细胞的腔室尺寸，将粗头发变为细而柔的头发。它最常见于“雄激素源性脱发”，但也是一种被称为“遗传性单纯少毛症”（HHS）的罕见脱发症的特征。现在，HHS中所涉及的基因在受影响家族中通过基因关联分析已被识别为APCDD1，该基因编码一种与膜结合在一起的糖蛋白，该蛋白在人的毛囊中有大量表达。功能研究表明，APCDD1抑制Wnt信号作用，因而是毛囊中信号传导通道的一个潜在重要构成部分。


干涉用于人类治疗的潜力得到证实
Nature 464 (15 Apr 2010)

能够利用系统性提供的短RNA分子和被称为“RNA干涉”的细胞机制来抑制特定基因的能力，以前已在小鼠模型和非人类灵长类模型中被发现。现在，Davis等人又首次在人类中发现，一个“短干涉RNA分子”（siRNA）可以利用纳米颗粒被系统性提供给一个固体肿瘤。该siRNA调控其目标mRNA的定向解理，从而还能降低蛋白水平。这项原理证明研究证实了该技术作为一种用于人类的治疗方法的潜力。



“佩里戈尔黑松露” 基因组已被测序
Nature 464 (15 Apr 2010)

“佩里戈尔黑松露”（一种以共生方式生长在欧洲橡树根上的美食）的基因组已被测序。这是迄今完成测序的最大、最复杂的真菌基因组。该基因组中基因之少异乎寻常，但却富含被称为“转位子”的移动遗传元素。与另一种外生菌根类共生真菌“双色蜡蘑”的序列所做比较，显示了形成对比的两组基因，它们反映了两个不同的分子“工具包”，这两个“工具包”是独立演化的，以适应根共生的生活方式。松露的栽培是一个复杂的过程，大多数松露仍是在野生环境中收获的。所以，对与果实形成及共生相关的基因特征进行分析，可帮助提高作物产量，使黑松露能为更多的人享有。