《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（2011年04月14日～2011年05月12日）：

能够通过曝光来自我修复的智能材料
Nature 472 (21 Apr 2011)

具有能够修复由正常磨损造成的损害的内在能力的智能材料，在一系列不同应用中都可能会被证明是有用的。迄今所开发的大部分具有自修复功能的基于聚合物的材料都需要对受损区域进行加热。但Burnworth等人现在制成了能够通过曝光来修复的材料，它们以通过由金属复合物连接在一起的、成股的聚合物的形式存在。这些材料中的金属复合物可以吸收紫外线，后者然后被转换成热量，而热量则短暂地将聚合物束打开，以进行快速、高效的缺陷修复。原则上，修复可以在原位、同时在有负载的情况下发生。

半梦半醒之间
Nature 472 (28 Apr 2011)

睡眠与清醒状态之间的神经活动显著不同，但人们对神经活动与两种状态之间的过渡有何关系、或对这种关系是否随清醒时间长短的变化而变化却知之甚少。Tononi及其同事提出的证据表明，对在行为上处于清醒状态的大鼠来说，尤其是在长时间清醒之后，皮质神经元可以短暂“下线”，就像在睡眠状态中一样，但这种变化是局部地、零散地发生的。在训练大鼠去够糖丸作为一种食物奖励的试验中，它们在完成该任务中的表现在与睡眠相似的状态下受到影响。

从下颌骨向中耳小骨的演化之路
Nature 472 (14 Apr 2011)

爬行动物的下颌由几块不同的骨头组成。然而，在哺乳动物中，它只由一块骨头组成，即承担牙齿的齿骨，因为其余的骨头大都变成了穿过中耳传输声音的小骨。这种转变是演化变化的一个典型事例，但关于这种转变过程正在进行当中的直接化石证据却一直难以找到。这也是为什么由Jin等人所介绍的一个化石发现如此重要的原因。它是来自中国白垩纪的一种三锥齿动物（一种已经灭绝的哺乳动物），其下颌构成部分已开始成为中耳的小骨，但仍通过一片骨化的软骨跟下颌连在一起。这个构成部分（称作“美凯尔氏软骨”）是下颌内表面的一个重要部分，这一新发现的化石表明，它是导致哺乳动物中耳形成的演化拼图中至关重要的一块。

早衰症的一个研究模型
Nature 472 (14 Apr 2011)

名为“Hutchinson–Gilford早衰综合症” (HGPS)的早衰症是一种罕见的遗传病，特点是与正常衰老有关的特征会快速出现，如动脉粥样硬化和血管平滑肌细胞衰退。Liu等人报告，核膜的结构改变及在生理衰老过程中或在特定疾病条件下积累的外成修饰（后天修饰），可以通过将用来自HGPS患者的成纤维细胞建立的体细胞系重新编程为“诱导多能干”(iPS)细胞而恢复正常。 将这样所产生的iPS细胞定向分化为血管平滑肌细胞，可以导致与血管衰老相关的早衰表现型的出现。这一HGPS iPS细胞模型对于在体外研究调控早衰和正常衰老的机制来说，是一个具有无限潜力的资源。

钠离子通道Nav1.7的基因突变导致嗅觉丧失
Nature 472 (14 Apr 2011)

携带为“电压门控”钠离子通道Nav1.7编码的基因突变的人类和小鼠，以前被发现对疼痛不敏感，而现在又被发现不能感觉气味。没有这种钠通道的嗅觉神经元仍产生动作电位，但它们的突触不能向下游神经通道传输。没有 Nav1.7的小鼠表现型与携带Nav1.7“功能丧失”突变的人类患者相似，说明剔除这一离子通道会建立一个先天性全面嗅觉丧失疾病的小鼠模型。

海马神经生成与认知功能之间的关系
Nature 472 (28 Apr 2011)

功能缺失研究表明，成年后生成的海马神经元、而非出生时存在的海马神经元在学习和记忆中以及在调控抗抑郁症药物的某些效应中发挥作用。利用“诱导基因功能获得”策略来提高小鼠成年后生成的神经元的存活率的实验表明，在成年海马神经生成的增加与特定认知功能的增强之间有一个因果关系。这便提出一个可能性：焦虑症和记忆受损也许可以通过刺激成年海马神经生成来治疗。

X-染色体失活的调控方式
Nature 472 (21 Apr 2011)

X-染色体失活是雌性哺乳动物体内的一个必要过程，它通过抑制来自两个X-染色体中其中一个的基因表达来弥补两个X-染色体的存在这一“缺陷”。对小鼠、兔子和人类X-染色体失活的早期发育时程所做的一项研究表明，小鼠的这些过程与其他真哺乳亚纲物种的这些过程显著不同（以前的分析工作大部分是用小鼠做的）。 这项研究显示了X-染色体失活的调控方面所存在的多样性，它也许反映了在演化进程中发育过程是变化的。

ThT能延长线虫寿命和减缓其衰老
Nature 472 (14 Apr 2011)

“与淀粉质相结合的组织染料”“硫磺素-T” (ThT)已知在体外会减缓蛋白聚合。现在，用线虫（一个常用来研究衰老的模型体系）所做实验表明，ThT还会延长线虫寿命和减缓其衰老。它抑制由线虫特有的有毒蛋白及人类β-淀粉质的表达所引起的病理。这些有益作用取决于“热休克因子-1” (HSF-1)、转录因子SKN-1、分子伴侣、自吞作用以及蛋白酶体功能。这项工作表明，蠕虫的衰老速度可以通过蛋白体内平衡的药理维护来调控。

费米气体中的原子“自旋流”
Nature 472 (14 Apr 2011)

强相互作用费米气体在自然界普遍存在，从高温超导体中的电子到核物质都有。人们对它们的传输性质如扩散速度却很不了解。Sommer等人利用超冷原子云的受控碰撞来研究一种强相互作用费米气体中的自旋传输。他们发现，自旋激发被最大限度地阻尼了（导致高的自旋拖拽），而且相互作用也强大到足以逆转“自旋流”，从而使相反的自旋成分将彼此反射掉。扩散的速度是由基本量子极限确定的。这些结果对于从自旋电子学到关于早期宇宙的研究的任何涉及费米子传输的领域来说都有关系。

封面故事: “噬菌细胞”检测入侵微生物的机制
Nature 472 (28 Apr 2011)

入侵的微生物可以被名叫“噬菌细胞”的白细胞检测到并吞噬掉。要做到这一点，这些细胞必须区分来自微生物的可溶成分（如细胞壁碎片）和颗粒状的微生物本身。对Dectin-1（一种先天免疫受体，能检测入侵的真菌病原体）的作用所做的一项研究表明，尽管该受体与可溶的及颗粒状的细胞壁b-glucans都能结合，但其激发因“噬菌细胞突触”的形成而仅限于与真菌细胞壁的接触点。“噬菌细胞突触” 为与微生物表面相连的配体、而不是由微生物在一定距离释放的配体的检测提供了一个机制模型。

（生物通：万纹）