【自然要览】Nature 468 7327 23 December 2010
自然要览 Nature 468: 7327 23 December 2010
2010/12/24 16:16:58
（选自英国Nature杂志，2010年12月23日出版）
封面故事：Nature年度新闻人物
Cover caption: Newsmaker of the Year
远古西伯利亚“人族”个体的基因组被测序（A digital record of an early Siberian）Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberiahttp://www.natureasia.com/ch/nature/updates/index.php?i=81203&issue=7327从解剖上来讲，现代人在距今20万年前之后的某个时间点上还在非洲，在此之后相当长时间才达到欧亚大陆。与此同时，包括“尼安德特人”（穴居人）在内的古“人族”至少在23万年前就已在欧亚大陆了，只是在距今约3万年前才从化石记录中消失。现在，来自南西伯利亚Denisova Cave中的一个女性古“人族”个体的基因组已根据从一个手指骨中提取的DNA被测序。这个“Denisovan”个体所属的群体与“尼安德特人”有一个共同的起源，而且尽管它并不涉及假设中的从“尼安德特人”向欧亚人的基因流动，但它对今天美拉尼西亚人的基因组的贡献达4-6%。另外，一颗牙齿的线粒体基因组与手指骨的线粒体基因组非常像，这颗牙齿的形态表明，这些“人族”个体在演化上与“尼安德特人”和现代人都是截然不同的。Articles p.1053 doi:10.1038/nature09710.
与冲动行为有关的基因突变（A genetic link to impulsion）
A population-specific HTR2B stop codon predisposes to severe impulsivity
冲动行为（不考虑后果的行动）是几种精神疾病的一个特征，其中一些已被发现具有中度遗传性。在寻找这种遗传性的基因特征的一项研究工作中，研究人员将外显子测序工作的重点放在有严重冲动特征的芬兰刑事罪犯的14个血清素和多巴胺相关基因上，其结果显示，冲动与“终止密码子”HTR2B的一个突变有联系。研究人员以前并不知道该基因（它编码5HT2B血清素受体）影响行为。这种血清素受体在冲动行为中所起作用得到了剔除该基因的小鼠表现型的进一步支持。Articles p.1061 doi:10.1038/nature09629.
含“Bromodomain”的BET蛋白（Histone mimics target BET bromodomains）
Selective inhibition of BET bromodomains / Suppression of inflammation by a synthetic histone mimic
扰动染色质蛋白的小分子的发现，是当前生物医学研究中一个新兴的焦点。 在本期Nature上发表论文的两个小组以含“Bromodomain”的BET蛋白为研究目标，这些蛋白在基因激发过程中结合乙酰化的赖氨酸残迹，到达基于融合的“triazolo-diazepine”环的具有类似结构的、可透过细胞的小分子化合物上。James Bradner及其同事报告，他们研制出一种取名为JQ1的化合物。BET蛋白BRD4（带两个bromodomain）与人类鳞片状细胞癌有关。JQ1在小鼠模型中抑制依赖于BRD4的肿瘤的生长。Alexander Tarakhovsky及其同事发现，名为I-BET的抑制因子干涉BET家族某些成员与乙酰化组蛋白的结合。它抑制巨噬细胞中“促炎”基因的激发，在一个炎症小鼠模型中具有免疫调制活性。Articles p.1067 doi:10.1038/nature09504.
简化的细胞分裂周期（Cell division made simple）
Driving the cell cycle with a minimal CDK control network
细胞分裂过程需要一系列有序的事件来确保遗传信息的正确复制及其准确分布。这种复制周期的调控非常复杂，使得了解其关键原理很困难。为了研究真核细胞有丝分裂周期的核心引擎，Damien Coudreuse 和 Paul Nurse在裂殖酵母中生成了一个高度简化的最小控制网络。基于用基因工程方法做成的单一CDK（依赖于细胞周期蛋白的激酶）振荡器的这个体系，在没有那些在能够完全发挥功能的细胞中起作用的很多已知的调控性输入和反馈存在的情况下，实现了细胞周期中主要事件的有序演进。Articles p.1074 doi:10.1038/nature09543.
恒星HR 8799周围发现第四颗行星（Exoplanets: then there were four）
Images of a fourth planet orbiting HR 8799
研究人员已发现了围绕附近恒星HR 8799运转的第四颗行星。此前的三颗巨大行星都是在近红外波段直接成像观测到的，这是由于它们的轨道宽和亮度大。第四颗行星靠里，质量与其他三颗差不多。加上新发现的这颗行星，该体系对当前的行星形成模型构成一个挑战，因为这些模型没有一个能解释所有四颗行星为什么能够在原地形成。Letters to Nature p.1080 doi:10.1038/nature09684.
用纳米线实现“自旋-轨道量子位”（Towards the nanowire qubit）
Spin–orbit qubit in a semiconductor nanowire
量子位的一个很有希望的新形式，即“自旋-轨道量子位”，对于电荷量子位和自旋量子位来说可能都是一种进步。在量子物理中，电子的运动会通过被称为“自旋-轨道互动”的一种基本效应影响它们的自旋。Nadj-Pege等人在一根砷化铟纳米线中实现了一个“自旋-轨道量子位”。这个“自旋-轨道量子位”是可以用电控制的，信息可以存储在自旋中。纳米线特别适合量子计算，因为它们能充当可扩展的量子位注册器的一维模板，在电子和光子器件中都能发挥功能。Letters to Nature p.1084 doi:10.1038/nature09682.
石墨烯边缘单个碳原子的识别（Graphene: electron micrographs from the edge）
Atom-by-atom spectroscopy at graphene edge
电子显微镜已发展到能够以原子分辨率识别个别元素的阶段。现在，Kazu Suenaga 和 Masanori Koshino发现，获得碳等单个轻原子上的细微结构的光谱信息以及探测它们的化学状态也是有可能的。他们通过研究一个石墨烯样品的边缘演示了这种能力：在该实验中，他们能够对单配合、双配合和三配合的碳原子加以区分。Letters to Nature p.1088 doi:10.1038/nature09664.
地幔超塑性得到实验证实（Superplasticity goes underground）
Mantle superplasticity and its self-made demise
超塑性（一种固态晶体材料发生弹性形变到超过其正常断裂点的异常能力）已在金属、甚至陶瓷中被发现。超塑行为也被认为发生在一些地质材料中，包括地球的下层地幔，但此前这一点一直没有在实验室中用地质材料得到演示。现在，Hiraga等人报告，与地幔的复合材料非常相似的合成岩石的确表现出超塑性，能够伸长500%。他们的计算表明，地幔“超塑流”伴随着相当大的颗粒生长，这种生长能将细粒岩石变成粗粒聚合体，导致地幔粘度增大，并最终导致“超塑流”终止。Letters to Nature p.1091 doi:10.1038/nature09685.
成神经管细胞瘤的亚型被发现（Medulloblastoma subtypes identified）
Subtypes of medulloblastoma have distinct developmental origins
成神经管细胞瘤（成髓细胞瘤）是一种常见类型的儿童脑瘤，被认为主要从小脑形成，其中很多涉及一个涉及“Sonic Hedgehog”的信号通道的异常信号作用。然而，成神经管细胞瘤之间也有很大的差异性，而且新的研究工作表明，成神经管细胞瘤的一个鲜明的亚型源自“背侧脑干”，与被改变的Wnt信号作用相关。在分子上和临床上弄清不同亚型的特征将有助于今后的治疗工作。这表明，成神经管细胞瘤的不同子类别是本质上不同的疾病，所以治疗策略也可能需要相应地量身打造。Letters to Nature p.1095 doi:10.1038/nature09587.
mTORC1在肝脏中所起作用（mTORC1 in the fasting liver）
mTORC1 controls fasting-induced ketogenesis and its modulation by ageing
在节食期间，肝脏将脂肪酸分解，产生丙酮和其他酮类，这些酮类可被周围组织用作一种能源。对mTORC1（免疫抑制物“雷怕霉素”的作用目标）在肝脏中的作用所做的一项研究表明，节食抑制多组分mTORC1的活性。mTORC1的抑制是PPARalpha的激发所必需的，后者是打开“酮生成作用”中所涉及基因的一个主调控因子。来自衰老小鼠的肝脏mTORC1信号作用增强，PPARalpha活性降低，酮类的生成量也降低。关于mTORC1在肝脏中促进一种衰老表现型的发现，与这一通道的抑制在几种生物中能够增加寿命的发现非常一致。Letters to Nature p.1100 doi:10.1038/nature09584.
一个新的肿瘤抑制机制（Histone variant lost in melanoma progression）
The histone variant macroH2A suppresses melanoma progression through regulation of CDK8
组蛋白变体mH2A被发现在很多黑素瘤中表达水平降低。mH2A的失去通过CDK8的转录上调促进肿瘤生长和转移，而CDK8是一个已知的致癌基因。因此，这项研究揭示了一个由染色质修饰所施加的新的肿瘤抑制机制。Letters to Nature p.1105 doi:10.1038/nature09590.
eNOS的一个分子开关（A molecular switch for eNOS）
S-glutathionylation uncouples eNOS and regulates its cellular and vascular function
名为eNOS的酶（eNOS是“内皮一氧化氮合成酶”的缩写）是调控血管功能的关键，因为它既能产生让血管扩张的一氧化氮，又能产生让血管收缩的超氧化物。Jay Zweier及其同事发现，与“氧化物应激”相关的一种修饰，即“蛋白质谷胱甘肽化”(S-glutathionylation)，将这种酶从形成一氧化氮切换成形成过氧化物。在高血压血管中，eNOS的“蛋白质谷胱甘肽化”水平增加，而且这种增加与受损的、依赖于内皮的血管扩张相关。“氧化物应激”发生在包括心脏病发作、中风、糖尿病和癌症在内的很多疾病中。这项工作表明，能够复位这一氧化-还原开关、从而恢复正常NO合成酶功能的药物也许有治疗潜力。Letters to Nature p.1115 doi:10.1038/nature09599.