【自然要览】Nature 467 7316【20101007】
自然要览Nature 467: 7316 7 October 2010
2010/10/07 22:10:51
（选自英国Nature杂志，2010年10月7日出版）
封面故事：盘状星系的形成机制
High star formation rates as the origin of turbulence in early and modern disk galaxies
尽管我们就生活在一个盘状星系中，但我们对它们是怎样形成的却很不了解。早期宇宙中很多盘状星系之大都令人吃惊，而且也要比“银河系”和其他现代螺旋星系更为动荡。现在，一例“至今仍在持续的动荡盘状星系”的发现为这场争论增添了一个新元素。它们的性质表明，恒星形成在所有宇宙年代都是星系盘扰动的高能驱动器。本期封面上的GIMIC（星系-星系间介质互动计算）模拟所示为给恒星形成提供物质的一个冷气体流（红色），而恒星形成随后又驱动扰动的外流（蓝色）。封面提供：Rob Crain, James Geach, Andy Green & Swinburne Astronomy Productions。（Letter p.684）
视觉系统中光感受器网络的输入-输出对应图
（Photoreceptors networks mapped）
Functional connectivity in the retina at the resolution of photoreceptors
色视觉在视网膜中形成，在灵长类动物中，视觉处理的第一阶段由视锥细胞和神经节细胞的重叠格组成，其中每个对视觉空间统一取样。彩色感觉（色觉）由对来自不同视锥细胞类型的信号所做比较，但这些输入信号是怎样被神经节细胞（它们传输视网膜的输出）结合在一起的多年来一直是一个有争议的问题。现在，利用大尺度多电极阵列和细颗粒视觉模拟，Field等人绘制出了单个视锥细胞输入相对于整个神经节细胞群的位置和类型图，从而以前所未有的分辨率和尺度获得输入-输出对应图。（Article p. 673; News & Views）
BRCA2蛋白已被定性（BRCA2 protein characterized）
Purified human BRCA2 stimulates RAD51-mediated recombination
两个遗传性乳腺癌易感基因BRCA1 和 BRCA2在对DNA损伤的反应中发挥作用。当它们发生突变或缺失时，就会导致基因组不稳定，这是癌症形成的一个贡献因素。针对BRCA2的研究工作因其分子较大而受阻，因为这会使全长度蛋白的纯化具有挑战性。现在，Steve Kowalczykowski及其同事报告了首次在试管中对全长度BRCA2的定性，并描绘了BRCA2帮助由Rad51-调控的同源重组的不同方式。（Article p. 678; News & Views）
硅中电子自旋的单电子读出结果（Taking aim at silicon）
Single-shot readout of an electron spin in silicon
微电子中的硅晶体管正在缩小到接近量子效应开始影响器件性能的尺寸。由于硅在一段时间内看来肯定仍将是首选半导体材料，这样的效应也许会通过设计能处理量子信息的硅器件而被转变成一个优势。其中的一种办法是，利用埋在硅中的磷掺杂原子所产生的电子自旋，因为它们已知代表着具有长相干时间的、被很好隔离的量子位。此前一直没有可能以对量子位来说的精确方式控制硅中的单个电子，但现在Andrea Morello及其同事报告了硅中电子自旋的可以精确到单个电子的、具有时间分辨率的读出结果。这一结果是通过将提供电子的磷原子置于一个被称为“单电子晶体管”的电荷感应器件附近做到的，该器件由与当前微电子技术完全兼容的技术制成。 所演示的高保真单电子自旋读出结果，为在硅中开发新一代量子计算和自旋电子器件开辟了途径。（Letter p. 687）
束缚单个纳米颗粒的一种简单有效方法（Charged and trapped）
Geometry-induced electrostatic trapping of nanometric objects in a fluid
很多领域都会受益于用来束缚单原子、单分子或单粒子的一种简单而高效的方法，在处理溶液中纳米尺度的目标时，这仍是一项极为困难的任务。现在，Krishnan等人发现，刻蚀在流体通道上的槽和坑当暴露于水而获得一个电荷时，会成为高度有效的静电阱。它们会将溶解的金纳米颗粒、聚合物珠子和脂囊泡束缚几个小时，在不需要外部干预的情况下，它们的刚度和稳定性很容易调整，并且它们还能与其他操纵机制集成。通过进一步优化，这种束缚概念甚至还能使单个蛋白和纳米颗粒的无接触束缚、它们的分拣和分馏、或它们向高密度阵列中的组装成为可能。（Letter p. 692; News & Views）
太阳光谱变化与气候的关系（Solar spectrum variation and climate）
An influence of solar spectral variations on radiative forcing of climate
当前的认识是，在11年的太阳周期中，辐射强迫与对气候的相关影响是同相的。然而，最近的卫星数据则显示，太阳变动似乎有一个令人吃惊的光谱成分，至少在当前太阳周期-23的下降期是这样：紫外线辐射强烈减少，而可见光辐射则增加。现在，Joanna Haigh及其同事发现，这些光谱变化（当纳入到一个辐射-光化学模型中时）导致45公里以下的臭氧减少、45公里以上的臭氧增加。作为臭氧变化的一个后果，地表气候的辐射强迫会与太阳活动异相。这一发现虽然是基于来自一个潜在异常的太阳周期的短记录，但却表明了一个问题：我们可能需要对我们当前关于气候的太阳强迫(solar forcing)的认识进行一个较大修正。（Letter p. 696）
火山弧是怎样形成的？（Volcanic arc formation）
Melting above the anhydrous solidus controls the location of volcanic arcs
火山弧是在消减带上的上冲构造板块中形成的弯曲的火山链，是地球上最显著的构造特征之一，但控制它们形成的过程仍然不清楚。Philip England 和 Richard Katz利用从关于消减带中热传导的一个数学模型得到的一个简单标度关系(scaling argument)认为，对火山弧位置的通常解释（这些解释依据的是在板块顶上或靠近顶上的地方所发生的反应）是不正确的。相反，他们得出结论认为，火山前缘的锐度以及它们位置的系统性要求，火山弧必须位于这样一个地方之上——在这个地方，由无水固相线所定义的边界使它最接近那个沟槽。他们发现，由来自这一区域的岩浆所携带的热量足以改变楔形物的热结构，决定湿的和干的熔融物到达地表的通道。（Letter p. 700）
气候变暖对热带冷血动物代谢的影响（Metabolic impacts of climate warming）
Global metabolic impacts of recent climate warming
人们曾预测，生活在北半球中高纬度地区的生物受气候变暖的影响可能最大，因为那里的气温升高最快。但是现在，Michael Dillon及其同事将聚光灯转向了生活在热带的冷血动物（它们通过与其周围环境交换热量来调控其体温）。温度上升对一种生物的生物学并没有一个线性影响，人们所估计的由变暖诱导的热带冷血动物代谢速度的变化，被发现在幅度上大于或等于在温带所观察到的变化。这项工作在局部和全球都可能有深远影响，因为热带是初级生产力的一个重要引擎，在全球生物多样性中占很大比例。（Letter p. 704）
肝细胞中的多倍性（Polyploidy in liver cells）
The ploidy conveyor of mature hepatocytes as a source of genetic variation
很多肝细胞是多倍体，含有4倍、8倍、16倍或更多倍的单倍体染色体组，尽管这一现象的重要性并不清楚。现在，用小鼠所进行的一项研究表明，肝细胞在活体中既可增加也可降低它们的多倍性。多倍性逆转以前被认为是减数分裂所独有的，但这项工作表明，它也可出现在正常体细胞中。多倍性的增加是通过失败的胞质分裂出现的，而多倍性的减少则是多极性有丝分裂的一个结果。所导致的遗传异质性在肝受伤之后也许是有利的，在这个时候，具有遗传稳定性的细胞将会从事先存在的一组多样化基因型中被选择出来。（Letter p. 707）
艰难梭菌的两种毒素都能致病（Clostridium difficile toxins revisited）
The role of toxin A and toxin B in Clostridium difficile infection
艰难梭菌（Clostridium difficile）是欧洲和北美医院中传染性腹泻的最常见原因，产生两种毒素。它们的相对重要性存在广泛争议，而且尽管以前动物研究表明，纯化的毒素-A单独能诱导在艰难梭菌感染中所观察到的大多数病状，但Nature杂志最近发表的一篇论文(go.nature.com/oh6un5)却表明，另一种毒素（毒素-B）才是病症的主要原因。现在，一项新的研究（这项研究首次涉及要么单独产生毒素-A、要么单独产生毒素-B的艰难梭菌菌株——双突变菌株两种毒素都不产生）表明，两种毒素对疾病都很重要，在诊断和治疗时都需要予以考虑。（Letter p. 711; News & Views）
在促进中心粒复制中起关键作用的一个成分（On the scaffold）
Asterless is a scaffold for the onset of centriole assembly
中心粒是由含有九个微管的圆柱形阵列组成的细胞器，是纤毛、鞭毛和在动物细胞内组织微管结构的中心体的形成所必需的。中心粒复制的异常调控可导致癌症和若干种纤毛疾病。中心粒蛋白Plk4 (Polo-like kinase 4)已知是中心粒组合体的一个关键调控因子，现在David Glover及其同事识别出，中心粒的一个成分Asterless是Plk4和中心粒形成所必需的另一种蛋白进行结合的一个骨架，在促进中心粒复制中起关键作用。（Letter p. 714）