《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07月14日～2010年08月11日）：

性染色体的巨大变化
Nature 466 (29 Jul 2010)

鸟类和哺乳动物有鲜明的性染色体。在鸟类中，雄性个体有一对Z染色体，而雌性个体有一个Z染色体和一个W染色体。在哺乳动物中，雄性个体的染色体是XY，雌性是XX。人们长期假设，性染色体演化涉及性特异性染色体（即W染色体和Y染色体）的巨大改变，但两性都有的Z染色体和X染色体只发生较小的改变。但根据一项新的研究，事实并不是这样的。这项研究报告了鸡的Z染色体的序列，并将其与已完成测序的人X染色体序列进行了比较。Z染色体和X染色体与产生它们的常染色体（非性染色体）相比发生了巨大变化。而且Z染色体和X染色体似乎是遵从收敛的演化轨迹，包括由睾丸所表达的基因家族的获得和放大，尽管它们是从先祖基因组的不同部分独立形成的。



太阳系的故事——过去、现在和将来
Nature 466 (29 Jul 2010)

行星科学是从伽利略关于行星和它们卫星的研究才真正开始的。350年来，我们关于太阳系的观点通过地基望远镜去伪存真、通过理论模型提升改进。太阳系探索时代的到来（“水手2号”1962年掠过金星是第一次成功地对行星金星造访）在过去50年使近距离观测、甚至实验成为现实，改变了我们关于太阳系的知识。在本期的一篇“Review”文章中，Joseph Burns分析了空间时代之前的行星科学的历史，进而讨论了最近一些最有趣的发现，凸显了太阳系天体的多样性以及混沌在太阳系演化中所起作用。他还对我们将要迈出的下一步进行了展望——这一步将是一大飞跃，即能够对太阳系外行星进行详细观测。


钻石在地球上的分布
Nature 466 (15 Jul 2010)

钻石的形成发生在地球地幔中深度超过150公里处的高压条件下。钻石是在由被称为“金伯利岩”的火山岩组成的垂直管状结构中来到地面的。迄今为止，人们已经绘出了几千个这样的“金伯利岩”管道，但研究工作一直集中在非常古老的“克拉通”上，即具有最古老陆壳的地方，因为最具有经济可行性的钻石就是在这种地方发现的。Trond Torsvik及其同事利用对过去5.40亿年的一个板块重建结果来确定这些“克拉通”相对于深处地幔在“金伯利岩”喷发时的位置。“金伯利岩”被发现与地幔最深处大尺度异质性的边缘相关，本文作者们推断这些地方是地核-地幔边界区，那里岩浆上涌产生了地幔柱，“金伯利岩”就是在这些地幔柱中形成的。这些地幔柱在过去5.40亿年几乎控制了所喷发的所有“金伯利岩”的分布。


可以降血糖的新药物
Nature 466 (22 Jul 2010)

“噻唑烷二酮”类降糖药物如“罗西格列酮”和“匹格列酮”已知通过核受体PPARγ发挥作用，但它们胰岛素敏化效应之机制的某些方面仍然是个谜。现在，Choi等人报告，PPARγ 被Cdk5的磷酸化与小鼠由高脂肪饮食所诱导的肥胖有关。几种可以降血糖的PPARγ配体直接抑制Cdk5 对 PPARγ的这种作用，从而支持一种更为正常的非糖尿病型基因表达模式。另外，“罗西格列酮”对人体中这种PPARγ磷酸化的抑制也与其降糖效应密切相关。这一不同寻常的药理机制为肥胖症/糖尿病发病机理中的Cdk5-PPARγ联系、为这些疾病中以及代谢综合症（即多种疾病的综合，它们会增加心血管疾病和糖尿病的发病风险）中PPARγ配体的治疗作用提出了一个新模型。


DAF-16d/f寿命调控因子
Nature 466 (22 Jul 2010)

FOXO (single Forkhead Box O) 转录因子已成为细胞功能调控因子的一个主要汇聚点，包括“胰岛素/IGF1信号作用(IIS)通道”。IIS参与各种不同的生物过程，包括寿命的调控。在线虫中，FOXO转录因子DAF-16a在IIS通道中扮演一个主要角色。DAF-16a是两个同形物中的一个，调控线虫的寿命、应激反应和“多尔滞育”(dauer diapause)，但尚不清楚DAF-16在调控这些不同生物过程中是怎样实现其特异性的。现在，一个新的DAF-16同形物，即DAF-16d/f，已被识别出来，它在寿命调控中也很重要。一系列涉及基因表达操纵的实验表明，各种不同DAF-16同形物之间的组合互动的作用是，在整个生物的背景下微调由IIS调控的过程。线虫似乎是利用来自一个基因的多种同形物来微调由IIS调控的过程的，这与哺乳动物中的情况形成对比——在哺乳动物中，四个不同的FOXO基因执行重叠的和截然不同的功能。


生物节律与糖尿病的关系
Nature 466 (29 Jul 2010)

在进食期间，胰岛分泌胰岛素来维持葡萄糖体内平衡，这个有节奏的过程在糖尿病患者体内被扰乱了。现在，用小鼠所做实验表明，胰岛有它们自己的生物钟，在睡眠-清醒周期中来组织和安排胰岛素的分泌。转录因子CLOCK 和 BMAL1对这一过程很关键，携带Clock 和Bmal1基因的缺陷版本的小鼠会患“hypoinsulinaemia”（胰岛素水平过低症）和糖尿病。这项工作证明了一个局部组织的生物时钟能够在胰腺贝塔细胞中将生物节律信号和新陈代谢信号整合起来，它说明生物节律分析是更深入了解代谢表现型以及治疗2-型糖尿病等代谢疾病的关键。


e封面故事：猴与人的分化
Nature 466 (15 Jul 2010)

灵长类的化石记录很稀少，仍然存在实质性的缺口。其中一个缺口是“旧世界”的猴子与“新世界”高等灵长类内的类人猿和人类的分化。这种分化以前仅限于“非洲-阿拉伯大陆”的渐新世，但在沙特西北一个新的、处在进化树根部的狭鼻猿的发现缩小了这个缺口。沙特发现的这个材料来自距今约2800万年前的渐新世中期，它的狭鼻猿分化特征非常少，说明“旧世界”的猴子与“新世界”的类人猿之间的分化发生在那个时期之后。本期封面所示为头盖骨的前部，其犬齿和上颚宽臼齿都在原处。头盖骨的大小表明这是一个中等大小的灵长类，体重在15公斤和20公斤之间。


植物核小体定位的全基因组分析
Nature 466 (15 Jul 2010)

在植物拟南芥中对核小体（组织和控制对基因组DNA之接触的核蛋白分子）的定位所做的一项全基因组分析，再加上单碱基分辨率的DNA甲基化分布图，显示了与核小体结合的DNA的“DNA甲基化状态”中的10-碱基周期性。这些结果表明，核小体位置影响基因组中的DNA甲基化模式，DNA甲基转移酶优先以与核小体结合的DNA为目标。相似趋势过去也在人的核小体DNA中观察到，说明核小体与DNA甲基转移酶之间的关系是保守的。


白血病由慢性向急性发展的分子基础
Nature 466 (5 Aug 2010)

人们对慢性骨髓性白血病从慢性阶段到急性阶段的发展进程的分子基础还很不了解。现在，用慢性骨髓性白血病的小鼠模型所做的工作表明，这种发展进程是由细胞命运调控因子Mushashi2控制的，它反过来又调控Numb、 Notch和 p53，以阻断细胞分化。Mushashi2表达可以通过白血病中所发现的失常转录因子来增加，并且在人类白血病患者的癌症发展进程中被观察到（在人类患者中，它与预后较差相关）。这便提出一个可能性：调控Musashi-Numb相关的信号作用也许是治疗这种疾病的一种新方法。


一类以前未知的短RNA
Nature 466 (29 Jul 2010)

利用单分子高通量测序方法对来自人类细胞的短RNA（少于200个核苷酸）所做的一项分析，发现了一类有所不同的、以前未知的短RNA。它们在其5ʹ端都有相同的“尾巴”，由非基因组编码的“polyU”残体的一个序列组成。这一点，再加上关于这些RNA与由已知RNA构成的3ʹ端密切相关的发现，指出了在人类细胞中存在一个新型RNA复制机制。