《Nature》5月最受关注的十篇论文

我们对过敏的认识是否错了？过敏反应往往被看作是免疫系统（其作用是驱除入侵性寄生虫）未能发挥作用的结果。在Nature上的一篇Perspective文章中，Noah Palm、Rachel Rosenstein 和Ruslan Medzhitov提出了不同的观点。他们讨论了关于依赖于TH2细胞因子的过敏性免疫反应的起源及潜在好处的相互冲突的假设……

　　

生物通报道：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（2012年04月19日～2012年05月17日）：

27亿年前的雨点留下的标记
Nature 484 | doi:10.1038/nature10890
发表日期：2012年04月19日
在距今大约27亿年前的太古代末期，一场降雨在来自今天南非草原上一次火山喷发的火山灰沉积物上留下了其标记。随着火山灰硬化形成凝灰岩，由一个个雨点留下的与火山坑相似的印迹也被变成化石了。对这些印迹所做的一项分析，结合与2010年冰岛Eyjafjallajökull火山喷发所形成的类似印迹进行的对比，表明太古代空气密度不到今天空气密度的两倍。与此同时，太阳也要比今天暗一些，但气候却比较温暖。用来解释这种“暗淡年轻太阳”悖论的大多数理论都假设，太古代的大气要比今天的大气密度大，当时的温室效应也更强，但这项最新工作却排除了当时二氧化碳水平较高的可能性；“氮压力加宽”可能性仍不大，但却是有可能的。

封面故事: 你从哪里来？
Nature 485 | doi:10.1038/JNature7396cvst-1
发表日期：2012年05月03日
关于人类是怎样在地球上定居的故事曾经似乎非常简单。过去的观点是，现代人类是在距今大约5万年前离开非洲的，1万年后到达欧洲，然后前往美洲。与此同时，“尼安德特人”（穴居人）和其他对手退出了竞争。本期Nature上的一系列特写文章介绍了关于我们是从哪里来、我们是谁的最新思考。封面图片：Kyle Bean。（Link to Introduction p. 23）

有机和传统耕作方式的作物产量对比
Nature 485 | doi:10.1038/nature11069
发表日期：2012年05月10日
关于传统耕作方式与有机耕作方式相比哪种更有优势的问题存在很多争议。传统耕作方式对其所使用的土地有很大环境影响；有机耕作方式在相同产量下所需土地要多一些。这种争论的中心问题是，两种耕作方式的相对产量。Seufert等人发表了对关于有机耕作方式与传统耕作方式产量对比的现有科学文献所做的一项元分析，他们得出结论认为，有机耕作方式的产量的确要低一些，但因作物类型、生长条件和管理实践的不同这种差别也会有很大不同。例如，对于在有利的土壤条件下生长的多年生作物来说，有机耕作方式的产量只比传统耕作方式的产量低5%， 但在最具有可比性的传统耕作体系与有机耕作体系之间的产量差别却高达34%。 本文作者的结论是，我们需要对限制有机耕作方式产量的因素有更好的认识，才能对不同耕作方式做有意义的比较。

封面故事: “大不整合面”之谜
Nature 484 | doi:10.1038/nature10969
发表日期：2012年04月19日
“大不整合面”是一个世界范围的地层特征，指大陆结晶基岩与较年轻的浅层海洋沉积物之间的一个分界线。偶尔，如在本期封面所示的在Toroweap Overlook这个地方所拍摄的“大峡谷”那样，它会暴露在地球表面上，产生戏剧化的效果。自从这个术语在1869年被创造出来之后，地质学家便一直在就“大不整合面”的起源和全球影响进行辩论。现在，Shanan Peters 和 Robert Gaines发表了对来自北美830个地点的地层和岩相数据以及岩石学和地球化学数据所做的一项新的分析。他们发现的证据表明，“大不整合面”的形成曾经引起大陆风化增强，同时也引起大范围的浅海中海洋碱性增强和离子强度增强，而这反过来又触发了生物矿化作用以及寒武纪海洋动物的爆发。封面图片：Momatiuk & Eastcott/Corbis。

封面故事: 对过敏反应的再认识
Nature 484 | doi:10.1038/nature11047
发表日期：2012年04月26日
我们对过敏的认识是否错了？过敏反应往往被看作是免疫系统（其作用是驱除入侵性寄生虫）未能发挥作用的结果。在本期Nature上的一篇Perspective文章中，Noah Palm、Rachel Rosenstein 和Ruslan Medzhitov提出了不同的观点。他们讨论了关于依赖于TH2细胞因子的过敏性免疫反应的起源及潜在好处的相互冲突的假设，同时强调了这样一个可能性：过敏反应是发挥必要功能的一个系统的过度的或夸大的反应，其作用是保护身体不受有害物质、毒液和外源物等环境毒素的影响。本文作者提出一个模型， 在该模型中，2-型炎症反应根据刺激因素的不同也是各不相同的，他们猜测：多样化的演化压力可能选择了这类免疫反应。在News and Views栏目中的一个Forum讨论中，Fred Finkelman、David Artis 和Rick Maizels论述了这样一个模型的优点。封面图片：Knorre, Oksanika/ Shutterstock。

心脏衰竭与线粒体DNA的联系
Nature 485 | doi:10.1038/nature10992
发表日期：2012年05月10日
炎症已被发现与心脏衰竭的发病有关，但是什么触发炎症的却不清楚。这项研究识别出一个发炎通道，它在一个小鼠模型中参与心脏衰竭的发病。被外部压力损伤的线粒体通常被自吞作用降解。本文作者发现，以这种方式在心脏细胞中所释放出的线粒体DNA能触发一个由“Toll-样受体(TLR) 9”调控的炎症反应，导致心脏结构和功能异常及死亡率增加。

对生物节律的重新审视
Nature 484 | doi:10.1038/nature10991
发表日期：2012年04月19日
我们目前对生物节律的认识很多都依赖于施加在实验室中的动物身上的明-暗周期。现在，Charalambos Kyriacou及其同事对户外半封闭环境中的果蝇的节律行为进行了监测。他们发现了很多与实验室中研究工作的显著差别，如在据信控制昼夜节律的基因上发生了突变的果蝇中存在野生型表现型。本文作者们还发现了“节律性带动”（rhythmic entrainment）的不同来源（包括温度和月光）之间的新的平衡。这些发现表明，我们需要对一些被广泛接受的概念进行一次全面的重新审视，这些概念如生物钟和昼夜预测以及它们在野生环境中实际上所具有的适应性价值等。


对鸟类磁导航能力的再思考
Nature 484 | doi:10.1038/nature11046
发表日期：2012年04月19日
候鸟怎样检测磁场？以前的研究描述了由鸟喙上部含磁铁矿的树突组成的磁感应系统，这些树突被认为支持鸟类利用磁场进行导航的能力。现在，这个被广泛接受的模型受到了质疑。通过一项全面的解剖定性工作，David Keays及其同事发现， 原鸽（Columbia livia）的喙中富含铁的细胞事实上是巨噬细胞，而不是具有磁感应能力（磁觉）的神经元。富含铁的巨噬细胞并不是鸟喙所独有的。所以，鸟类能够接受磁信号的神经基础仍然不是很清楚；而这种特性的一个候选点是嗅觉上皮，它是已被发现与虹鳟鱼的磁觉相关的一个感官结构。

双重骨头保护作用
Nature 485 | doi:10.1038/nature11000
发表日期：2012年05月03日
能够维持和增加骨密度的药物在这个老龄化的社会中是急需的。这项研究发现，semaphorin 3A (Sema3A) （在轴突生长的调控中所涉及的一个信号作用蛋白）通过抑制破骨再吸收和增加“成骨性”骨生成来保护骨头。Sema3A向其“神经纤毛蛋白-1”受体的结合抑制破骨分化，同时刺激成骨细胞和抑制脂肪细胞分化。静脉注射Sema3A，会增加骨量和加快骨再生，这使得Sema3A成为骨头和关节疾病的一个有潜在希望的治疗药物。


代谢时钟的调整
Nature 485 | doi:10.1038/nature11030
发表日期：2012年05月03日
代谢过程需要像时钟发条装置一样来运行，以防止疾病。核心时钟蛋白驱动这些节奏，核受体REV-ERB-α 和 REV-ERB-β在调控时钟基因的表达中起中心作用。Solt等人识别出了强效合成REV-ERB激动剂，称之为SR9011 和 SR9009，它们能改变小鼠丘脑下部中的核心时钟基因的生物节律表达。这一点被发现能改变肝脏、骨骼肌和脂肪组织中代谢基因的表达，导致小鼠的能量支出增加。REV-ERB激动剂在通过饮食诱导产生的肥胖小鼠中能减少脂肪量，改善血脂异常和高血糖。这些结果表明，合成REV-ERB配体是治疗代谢疾病的有希望的候选药物。Cho等人提出的基因证据表明，REV-ERB-α 和 REV-ERB-β对于生物节律和代谢的协调来说是必不可少的。没有REV-ERB的小鼠表现为控制生物钟和脂肪平衡的基因网络的表达受到破坏。它们改变了生物节律的“轮转”行为，扰乱了脂肪代谢。这些数据说明，REV-ERB-α 和 REV-ERB-β与PER、CRY和驱动生物节律表达的主反馈环的其他成分有共同的作用。