《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05月13日～2010年06月10日）：

“普遍共同祖先”观点得到进一步证实
Nature 465 (13 May 2010)

“普遍共同祖先”是说所有陆地生命在基因上都是相关联的，用达尔文的话说就是，都来自某种“温暖的小池塘”。这种观点已成为现代进化论的中心思想。关于“普遍共同祖先”的经典证据很多，但大都是定性的，而且该理论也很少接受正式的、定量的验证。“普遍共同祖先”观点（简称“UCA观点”）因很多生物中大量横向基因转移的存在而受到质疑。Douglas Theobald将“UCA观点”称之为一个正式假设，并利用对普遍保守蛋白的序列所做的Bayesian统计分析对其进行了验证，同时还将所获得的结果与其他模型（在这些模型中，基因相似性并不被假设能够反映系统发生上的相关性）进行了对比。最后的结果是，“UCA观点”胜出：生命的单一起源的可能性要远远大于任何其他假设。


磁性材料中的电子自旋和轨道角动量
Nature 465 (27 May 2010)

一个固体中的电子所产生的磁性会有两个构成部分：自旋和轨道矩，它们在飞秒时间尺度上是可以互换的。Christine Boeglin及其同事利用超短光脉冲来改变一种磁性材料中电子的轨道角动量，并用X-射线脉冲来观察这种动量会被怎样快速传输给自旋。通过以这种方式将这两个构成部分中的变化分开，有助于了解其背后动态过程的相关情况，这些动态过程对于超快磁记录应用可能会具有价值。


怎样让“大爆炸”理论在近距离也成立
Nature 465 (3 Jun 2010)

关于宇宙演化的“大爆炸”相对论理论，在大的尺度上对我们不断扩张的宇宙做了很好描述。但在距地球较近的、我们能够仔细观测星系性质的地方，其预测却有问题。例如，我们相邻宇宙空间中的一些最大星系是在不太拥挤的区域被发现的，这与标准模型的预测是相反的。被称为“Local Void”的区域所含星系要比人们所预料的少很多。如果假设物质形成星系和星团的速度快于当前理论所允许的速度，那么对附近星系的观测结果就比较容易理解。Jim Peebles 和 Adi Nusser概括介绍了宇宙学家最近所做的一些努力：他们试图对基本理论进行修正，以使“新物理学”在星系尺度上也能成立，同时还能在宇宙尺度上保持当前模型的特性。


在分子尺度上工作的纳米机器人
Nature 465 (13 May 2010)

两个小组报告了在研制能够在分子尺度上做有用工作的可编程“纳米机器人”方面所取得的显著进展。较大的机器人需要一个记忆装置来存放指令，但这些小机器人却是从它们环境中的分子接受指令的。两个体系都利用了最近几年开发出的两个重要DNA模块：一个是沿DNA轨道行走的DNA“行走者”；另一个是“DNA折纸”。Gu等人演示了一个微型组装线，它能通过将三种不同类型的金纳米颗粒结合起来制造8种可能的复合物。一个“DNA折纸”砖是这个生产线的框架和轨道，一个有三只手、四只脚的“DNA行走者”沿这个轨道行走，生成最终产品，其方式是：在它通过三种不同的载货DNA机器时将所收集的金纳米颗粒连接起来。Lund等人演示的纳米机器人是蜘蛛形状的DNA“行走者”，它们能在一个二维“DNA折纸”景观中感应和改动基质分子轨道，这个景观通过编程来让“行走者”执行诸如“开始”、“跟随”、“转弯”和“停止”等动作。


与肺癌相关的基因突变
Nature 465 (27 May 2010)

完整基因组测序已为包括肺癌在内的若干种癌症类型的突变谱提供了线索。最新测序技术意味着，现在有可能从全基因组范围内来观察突变差异，而且现在研究人员对肺癌已经做到了这一点，并对一种原发性肺部肿瘤（一种腺癌，来自一名男子，他15年来每天平均吸烟25支）和相邻正常组织的完整序列进行了比较。比较结果显示了超过5万个“点突变”，其中530个得到确认，它们当中392个在编码区域，包括以前已知的变异，如KRAS“原致癌基因”突变和放大。这些数据表明，遗传上复杂的肿瘤可能包含很多部分冗余的突变，而且要识别复发性致癌“驱动突变”（driver mutation），将需要对很多尚未测序的样本进行测序。

ES 和 iPS细胞中基因表达的比较
Nature 465 (13 May 2010)

iPS细胞（诱导多能干细胞）在多大程度上相当于胚胎干细胞（ES细胞）是一个并没有惟一答案的问题。一些研究报告称，与ES细胞相比，数百个基因在iPS细胞中异常表达，而iPS细胞能够通过四倍体胚胎互补生成全为iPS细胞的小鼠来满足关于发育潜力的最为严格的测试之一。为了用最少量的涉及因子来回答这一问题，Stadtfeld等人对在遗传上相同的小鼠ES 和 iPS细胞中的基因表达进行了比较。他们发现，mRNA 和 microRNA总体表达模式是无法区分的，少数转录体和少于20个由12qF1染色体上一个印记基因簇编码的microRNA除外。iPS细胞的发育潜力取决于基因在这个点上是被关闭（沉默）还是处于活跃状态。


决定加勒比“安乐蜥”演化的因素
Nature 465 (3 Jun 2010)

自然选择的实验验证很少见，因为人们充分了解、足以能对选择目标做出预测的体系几乎没有。加勒比名为“安乐蜥”的蜥蜴是个例外。几十年的研究产生了对这个类群的选择目标（身体大小、四肢长度）及选择媒介（竞争、捕食）的精确预测。作为对自然选择的一个验证，Ryan Calsbeek 和 Robert Cox在六个加勒比小岛上对“安乐蜥”进行了大规模的种群操纵。虽然捕食者的存在的确影响蜥蜴行为，但有利于更大体型、更长的腿和更强体力（形成）的是蜥蜴种群不断增长的密度。看来，物种内竞争对于决定这些蜥蜴的演化来说似乎要比捕食更为重要。


数学导师的传帮带
Nature 465 (3 Jun 2010)

导师在学术上和在其他方面都会影响其门生的前程，这一点是清楚的，但不清楚的是，他们会在多大程度上影响其门生的未来辅导技巧和职业选择。“数学系谱项目”是对1637年以来114,666位数学家所从事职业进行追踪研究的一个项目，该项目的记录提供了一个数据集，其详细程度足以回答那些问题。Malmgren等人确定，学术数学家的职业成功与他们辅导过多少门生相关，对学生少的导师，他们的门生日后所带门生数量要显著多于其自己预计所拥有的门生数量。


清除血栓的第三种机制
Nature 465 (27 May 2010)

在我们的整个生命过程中，脑血管中会形成微小的血栓或“微栓子”。很多这种血栓会被血液流动的力量清除，而其他的则会被“纤维蛋白溶解”过程消化。现在，第三种栓塞清除机制已被发现，它被称之为“栓塞溢出”。对活的小鼠所做的高分辨率固定组织显微镜及双光子成像研究表明，很多“微栓子”不会被血液或“纤维蛋白溶解”过程溶解，而是在一个星期内被包裹“栓子”的内皮细胞主动清除的，因为发挥这种功能的内皮细胞会被重塑而生成一个未被堵塞的血管。这个过程在老年小鼠中所需时间较长，说明血栓清除是中风之后康复的患者的一个可能的治疗目标，也是与年龄相关的认知疾病的一个可能的治疗目标。


“刚地弓线虫”的激酶目标
Nature 465 (20 May 2010)

原生动物“刚地弓线虫”（人体中的一种机会主义病原体）分泌被称为“微丝”的细胞器，它们在寄生虫运动性、宿主-细胞入侵和退出中扮演一个关键角色。现在，这个过程被发现涉及“刚地弓线虫”依赖于钙的蛋白激酶-1(TgCDPK1)。哺乳动物宿主中这个激酶家族的缺乏使得这一蛋白成为药物设计的一个有吸引力的目标。