《Nature》本月最受关注的十篇论文

　　

生物通综合：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（2009年07月15日～2009年08月12日）：

生物多样性中性理论的一种新形式
Nature 460 (16 Jul 2009)

由Stephen Hubbell在2001年首次论述的生物多样性“中性”理论，通过采用认为每个个体和每个物种都有相同的行为方式、与物种互动或物种历史无关的简化假设，成功预测了很多人们所观察到的生态多样性模式。本期Nature介绍了中性理论的一种新形式，增添了将有性生殖、突变和扩散等因素考虑在内的内容。这一新模型在很多层面上来模拟现实，与从包括巴拿马灌丛到堪萨斯哺乳动物化石在内的材料获得的真实数据非常相符。这些结果还表明，生物多样性可以在没有具体物理障碍的条件下出现——这种情况与在繁忙车流中所观察到的现象相似：只要有交通，就可能发生交通堵塞，并不需要明显的原因。

量子理论的经典解释
Nature 460 (23 Jul 2009)

量子力学理论自其近90年前首次建立以来已取得了显著成就，它的预测已在无数实验中得到证实。然而，并不满足该理论之公理的很多物理学家一直在寻求用一种经典理论来对量子物理预测做出一个解释。经典模型的一个直观特征是“非情境性”（non-contextuality）：即任何一个测量结果都有独立于同时完成的其他可比测量结果的一个值这样一种性质。理论表明，“非情境性”与量子力学是冲突的，而且用光子和中子所做实验似乎也支持这一点。然而，这些测试要求产生特殊的量子态，存在各种不同的漏洞。Kirchmair等人用束缚的离子做了一个实验，该实验克服了这些问题，并且不能用“非情境性”来解释。因此，“情境性”是一种自然性质，不要求特殊量子态或量子纠缠的产生。

超越衍射极限的纳米透镜
Nature 460 (23 Jul 2009)

光学显微镜的性能内在受限于阿贝衍射极限。不管一个成像系统在光学性能上有多接近完美，它都无法分辨超过这一自然极限的两个物体，该极限取决于所观察到的光的波长及其角分布。几种方法曾被用来超越衍射极限，但这些方法一般都需要深奥的激发方案，所以都还不实用。Lee等人正在研究超越这一极限的一种新方法，他们所采用的是纳米尺度的球面透镜，这些透镜由被称为“杯芳烃”的杯状有机分子由下向上自组装而成。以这种方式产生的透镜有非常短的焦距，可以产生超过衍射极限的近场放大效果，使特征分辨率达到200纳米的数量级。这些透镜可被随意放在一个表面上，而且还可用来减小深紫外光刻特征的大小。

沉默调节蛋白生物学研究方面的最新进展
Nature 460 (30 Jul 2009)

用酵母所做研究发现，要通过限制热量来延长寿命必需有Sir2。这是一种蛋白质，最初是在一项筛选基因沉默因子的工作中被分离出来的，其全称为“沉默信息调节因子-2”，“Sir”是“沉默信息调节因子”三个英文单词的首字母缩写。自从这一发现以来，人们对被通称为“沉默调节蛋白”(sirtuins)的一组蛋白一直饶有兴趣。在本期Nature上，Toren Finkel, Chu-Xia Deng 和Raul Mostoslavsky对沉默调节蛋白生物学研究方面的最新进展做了综述。这些NAD依赖型酶被发现与一系列有关细胞命运的决定、与维持基因组稳定性和调控总体能量代谢有关。越来越多的证据还表明，沉默调节蛋白与包括从糖尿病到癌症在内的若干疾病状态的病情发展有关。这些发现，再加上最近在小分子沉默调节蛋白活化因子合理化设计方面所取得的进展，使我们看到这样一个可能性：我们有可能找到针对许多与年龄相关的疾病的新疗法以及延缓哺乳动物衰老的潜在药理策略。

泛素化与寿命之间的关系
Nature 460 (16 Jul 2009)

节制饮食会在一系列不同动物物种中延长寿命的事实表明，其中涉及一个保守机制。现在，Carrano等人发现，“E3泛素连接酶”WWP-1在蠕虫中是这种寿命延长所必需的。WWP-1的寿命延长功能是节制饮食所特有的，需要转录因子pha-4，而不是转录因子daf-16，后一种转录因子最为人们所知的是，它能通过降低胰岛素/ IGF1信号作用延长寿命。这一发现将普遍保守的泛素化通道牵涉到了寿命对饮食节制的反应当中。

黑猩猩所患的艾滋病
Nature 460 (23 Jul 2009)

超过40种不同类型的“猿免疫缺陷病毒”（SIV）影响非洲灵长类动物，其中两种跨越了物种障碍而在人体中产生了艾滋病病毒HIV-1 和 HIV-2。现在，对在“贡贝国家公园”中自由漫游的黑猩猩所做的一项全面的自然史研究，推翻了关于SIVcpz（HIV-1的前体）的一个常见假设。人们曾经普遍假设，所有SIV病毒在它们的自然宿主身上都是非致病性的。但这项新的研究（该研究对94只黑猩猩进行了超过9年跟踪）表明，SIVcpz感染与黑猩猩身上与艾滋病相似的症候相关，其中包括死亡风险增加10倍、生育能力降低、以及渐进性CD4+ T细胞耗竭等。通过对人类和黑猩猩身上这些相关的逆转录病毒的致病机制进行比较，也许有可能识别出用于预防和治疗HIV感染的药物和疫苗的开发人员所感兴趣的病毒及宿主因子。

雷帕霉素是否可用于延长寿命？
Nature 460 (16 Jul 2009)

抗肿瘤药物雷帕霉素以TOR为作用目标，后者是一种激酶，该激酶是PI3K–AKT–mTOR级联的组成部分，参与调控蛋白转译、细胞生长和自体吞噬。降低TOR功能已知会延长酵母、蠕虫和苍蝇的寿命。现在，在三个不同实验室中重复的实验表明，以可实质性抑制TOR信号作用的一个剂量对雄性和雌性小鼠施用的雷帕霉素，能够将它们的平均和最长寿命延长多达14%。这种寿命延长不但在从270天大开始施用雷帕霉素的小鼠身上观察到，而且还在从他们生命的一个后期阶段、即从600天大开始施用雷帕霉素的小鼠身上观察到。这些发现表明，TOR通道在哺乳动物衰老控制中以及在生命晚期疾病的发病机理中都是一个关键点。

人类和狒狒FY基因变异的异同
Nature 460 (16 Jul 2009)

在人类中，FY基因（亦称DARC）的变异会造成对间日疟原虫（Plasmodium vivax）之感染是易感还是有抵抗力的差别。FY编码红血细胞表面上的一个趋化因子受体，该受体是这种疟原虫的一个已知的进入点。现在，对肯尼亚安博塞利国家公园中一群黄狒狒所做的一项研究，识别出狒狒FY基因的变异是疟疾类寄生虫“肝囊虫”的易感性的一个关键决定因子。狒狒FY基因的功能性变异形式与在人类中所看到的变异形式并不同源，尽管狒狒和人类FY顺势调控基因区域中的变异模式表明，两个物种之间（的基因变异）在机制上和选择性上都可能具有相似之处。

miRNA和mRNA之间的相互作用
Nature 460 (23 Jul 2009)

由抑制性微RNA（miRNA）诱导的基因沉默在调控基因表达中的重要性现已非常明显。但因为一个信使RNA（mRNA）的miRNA调控在它们的序列中只需要有一个短的匹配段（长度为8个核苷酸或更少），所以事实证明，要明确确定所预测的很多mRNA结合点中哪个是每个miRNA在活体中的目标几乎不可能。现在，对HITS-CLIP方法所做的一种改进（这种改进的方法以miRNA和 mRNA与Argonaute蛋白的相互作用为关注点；Argonaute蛋白是普遍存在的核酸内切酶，它们形成由RNA诱导的沉默复合物的一部分），被用来解析miRNA与大脑mRNA转录体的结合点的一个精确分布图。该方法具有普遍适用性，应能为了解miRNA在生物学中的作用提供了一个新手段。另外，这种分布图可让研究人员确定具有临床意义的mRNA上用于RNA干涉（RNAi）疗法的目标作用点。

p53和miRNA之间的联系
Nature 460 (23 Jul 2009)

p53肿瘤抑制因子是一种具有很多生长抑制目标的众所周知的转录激活因子。p53功能的破坏在多数癌症的发展过程中是一个根本性事件。微RNA（miRNA）已成为肿瘤抑制中的重要因子，在这项研究工作中，p53 和miRNA之间一个出乎意料的联系被发现。在一个独立于它在调控转录中所扮演角色的相互作用中，作为对DNA损伤的反应，p53增强几种生长抑制性miRNA的转录后成熟过程，其中包括miR-16-1、miR-143和miR-145。这表明，p53调控miRNA生物生成的能力可能会有助于提高其致癌潜力。