《自然》[Nature]10年4月15日出版pdf全文

lishijie

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$ y4 ~4 I: K0 A* PNature 464: 7291: Z4 I/ U5 v! u
15 April 2010( F+ e2 o1 c4 [) z( U) M7 m6 W
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[自然要览]& _" M" J: x0 P  X
5 X, f9 E, T7 {% M
（选自英国Nature杂志，2010年4月15日出版）! g2 N" J& H) O+ {: `. A0 R, ]+ v

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封面故事：能够抑制Notch1和Notch2的合成抗体* ~2 J9 w; y) H% t4 Z
Therapeutic antibody targeting of individual Notch receptors
5 [/ d$ {6 w7 \( P/ W1 b- \/ CNotch家族的4个受体是广泛表达的跨膜蛋白，哺乳动物细胞通过它们进行沟通，来调控9 m( C! b" F3 [: D
细胞命运和生长。Notch信号作用的缺陷与很多癌症相关，包括急性淋巴细胞白血病。
  F; ?1 I" p% K- R9 B! C, ]9 s3 f利用“噬菌体呈现技术”，“基因科技公司”一个多学科小组生成了合成抗体，它们是- m$ P9 j. N2 [8 l4 B. f
Notch1 和Notch2的强效和特异性拮抗剂。抗Notch1的抗体在临床前小鼠模型中表现出* o0 x' h5 J+ O2 `. t& ~/ n6 ?
抗肿瘤活性，能抑制癌细胞生长和血管生成，并且在培养中也表现出针对人类癌细胞的
( p% D, [# Y  o: \5 m; }) |5 n活性。Notch1和Notch2的同时抑制会引起小肠毒性，而只抑制其中一个能在很大程度上  H- Z1 T/ A( w5 S; Q/ u
避免这一效应，这是相对“泛Notch”抑制药物来说的一个潜在治疗优势。由来自  _; D5 y- k. k( v! k9 K% e4 c  Q9 l
Salamander Design Studios的Gregóire Vion提供的本期封面图片描绘了一个配体表
- u* J2 P$ M" L! u& }! H达细胞（右）和一个相邻细胞之间的通信——前一个细胞刺激后一个中的Notch信号作
6 S: ]$ \4 C5 z5 V' [, L$ c- x6 n用。受体-细胞膜表达Notches 1 和 2（红色和蓝色）；特异性拮抗剂的作用意味着，0 ]$ ]% E! h7 U3 k1 C8 m9 Q; ?% y
只有蓝色信号被传导到细胞核。（Letter p. 1052）
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. y8 n) a9 C* c- Z$ F# h. Z+ M; w* |' S1 f4 ^, S' l2 x7 j
人类癌症基因组研究网络（Cancer genome network）
2 V- Y! l5 K. o: B- F% G6 cInternational network of cancer genome projects
* i  O: V6 R# L5 J2 Q数以百计的个人癌症基因组序列预计将在2010年发表，之后每年将有数以千计发表。
* i+ s% p* f1 H3 y/ V“国际癌症基因组联合体” (ICGC)成立的宗旨是，对与有关成人和儿童主要癌症（共- H1 n' l+ O0 c& Y' C, L
有50种不同癌症类型和/或亚型）的大规模癌症基因组研究相关的数据进行跟踪。在本! y+ |: G. ?9 c! H" L) ]; D7 ~) J. J% X
期Nature上，ICGC团队（www.icgc.org）介绍了该项目的相关政策及规划。2 t1 c( l9 {  x1 r4 o3 p
（Perspectives p. 993）. n/ o$ C. B, v. k9 h, W7 s
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3 A; i/ D: W# u与肿瘤进展相关的基因变化（Cancer progression genomics）  w' @$ e2 W* u1 d- F/ Y6 q
Genome remodelling in a basal-like breast cancer metastasis and xenograft! M) L3 r, X; ]1 o; I
随着最新DNA测序技术的问世，现在有可能对整个一个基因组进行筛选，以寻找与肿瘤) H' |0 h* U* N# v
进展相关的基因变化。这种方法已被用来获取来自一位44岁非洲裔美国人乳腺癌患者  O' G7 q; M4 Y2 Y
（其所患为Basal-型乳腺癌）的四个DNA样本的完整序列， 这四个DNA样本分别是：原7 p$ M9 s5 T; ?
发性肿瘤、周围血液、一个脑转移样本和一个来自原发性肿瘤的“first-passage”异
) w; ]! M5 J- \* Y6 Y种移植。突变分析表明，转移肿瘤特定选择来自原发性肿瘤的、含有业已存在突变的一0 b+ @) r1 `) v4 C( i
个亚类的细胞，并且还会形成少量新突变。（Article p. 999; News & Views）
6 p2 W7 Z4 Y, J" x; g! }
5 c/ @# ?1 t& G, l6 H$ w# g" @
% |  {: L- c2 E- g蛇探测红外线所依靠的信号传导机制（Thermal imaging by snakes）
( x; r5 L( d# ~2 g$ {Molecular basis of infrared detection by snakes; D* I! a. z( v; O
只有四种哺乳动物已知拥有能够探测红外线的“第六感”，它既被用于捕食目的，也被4 E) S9 G( E! l7 X! Q3 x
用于热调控目的。这些动物包括三种有远亲关系的蛇（颊窝毒蛇和两种蟒蛇：英文名称' m- E1 c5 M0 y# E0 F/ X
分别为python和boa）及吸血蝙蝠。调控这一感觉的颊窝器官从解剖角度和行为角度都, X5 `+ A6 O$ b! u5 M
受到了广泛研究，但对红外线探测能力背后的信号传导机制或所涉及的分子人们却知之( c# f0 e' l; A3 b: O( r
甚少。现在，Gracheva等人发现，有颊窝的蛇依赖离子通道TRPA1来精确探测热量。这* b) U2 u) T" P9 ^
一发现增加了TRPA1家族蛋白所具有的探测功能，这些蛋白在哺乳动物中探测刺激性化( f8 J+ Q, `1 t' T" _' S: s# H* _. X
学物质、在昆虫中探测热变化。（Article p. 1006）
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4 s$ S2 s" K3 c- j* K, ^能探测离恒星很近太阳系外行星的日冕仪（Exoplanets in the frame）9 G, e; T, j0 G) Q& f2 ?, \' [3 R
An image of an exoplanet separated by two diffraction beamwidths from a star
. N6 n- p5 E: T0 `6 o. Y在最近用大型望远镜对附近恒星所做的成像观测研究中，研究人员利用“角差分成像”
9 X& x2 _- n5 [1 |" h! f7 R方法在恒星HR8799周围发现了三个太阳系外行星。如果要对任何一个与某一恒星的距离1 |( u  s  _5 A5 G
近于这三个的行星进行成像，将需要一个能够剔除恒星光而透过来自附近行星之强度要" H3 N/ w% p3 T8 C; h
弱得多的光的日冕仪系统，还需要一个完美的波峰来限制散射。现在，利用HR8799行星, G; @. p# J( n* A/ e
作为一个测试对象，来自加州理工学院“喷气推进实验室”的一个小组演示了这样一个
% s1 z" f2 j* o  H正在工作中的系统。它利用安装在帕洛玛山上的200英寸Hale反射器上的一个小孔径/ \4 f+ m+ L0 L6 O# {; y
（1.5米）系统上的一台“矢量涡流日冕仪”来工作。所有三个HR8799行星都被探测到  Z8 B: i& e- G1 b) `- ~2 }! {
了，最后的噪音接近于衰减星光的光子噪音。将这种方法用在大型地基望远镜上（或用( B8 U: a/ O8 @9 j
在小型空间望远镜上），应有可能获得甚至比三个HR8799行星距恒星更近的、非常暗的
# b2 C, d7 p! j3 W太阳系外行星的图像。（Letter p. 1018）
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" x* t, J* b. Y; Z真正随机性的实验演示（True randomness demonstrated）  _% @; b' E  R' J
Random numbers certified by Bell’s theorem
  S/ E7 [7 X) f/ a4 X' S真正的随机性在经典物理中不存在，因为在经典物理中，随机性必须是也许不知道、但4 T: H7 J" p6 a  H- x
的确存在的力的一个结果。然而，量子世界从内在来讲是真正随机的。这一点难以证* P$ B, c) G3 _) q7 |6 P
明，因为它不易与噪音和其他不可控制的因素区分开来。现在，Pironio等人提供了关
9 g( T9 }1 @0 ?1 l3 ^于量子力学两个基本概念之间一个定量关系的证据，这两个概念分别是纠缠粒子的随机
# A0 M, J& C# w- G2 _  S$ W' \性和非局域性。他们首先在理论上发现，一个“贝尔不等式”的破坏证明新的随机性的+ l: {. p+ \0 e3 z( C% k5 w
产生，它独立于任何实现细节。为了阐释该方法，他们随后进行了一个实验，在该实验
2 y. j9 Z' o; Y! A中，正如用他们创建的理论工具所证实的那样，产生了42个新的随机位。除了有概念上+ c% e) Z: s8 A5 w; b# c
的意义外，这项工作对于密码术、对于物理和生物系统的数值模拟都有实践意义。+ Y/ f4 w9 G. u& s$ N1 Y
（Letter p. 1021; News & Views）2 q8 v. h, `) J; i/ `1 ]  o
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5 a; ?8 [0 K# j  t% o断电对互联网络的灾难性影响（Power outages: catastrophic failure of linked
; [3 O8 X# L5 V/ Y7 t6 J* Qnetworks）
( x8 Y9 V. h2 {Catastrophic cascade of failures in interdependent networks/ G- Q1 p( j% ~! F4 I$ C4 X6 T8 [
2003年9月28日，意大利发生一次近乎全国性的断电事件（只有西西里幸免），这次事
( y& q5 C! ^3 k件使互联网也瘫痪了。Buldyrev等人以这次事件为例（它在近年来全世界发生的几起事
7 D" B9 Y2 v/ }) m件中具有典型性），分析了这种涉及独立网络的一连串故障何以能够发生。他们发现，: A1 d# n! W5 J+ s' N* X& |+ r
出乎意料的是，更大程度的分布会增加独立网络面对随机故障的脆弱性，这与在单一网
8 x0 ^" B7 ~) r* U1 _络中所出现的情形是相反的。这一发现突显了在设计稳健网络时考虑独立网络性质的必  d( h: R5 m& i4 ^0 O8 C
要性——如果要想让某一次随机事件不致产生灾难性后果的话。（Letter p. 1025;
* C$ U1 _9 r9 VNews & Views）8 r# J6 s( `. y) m% s
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太古代海洋温度非常适宜（A temperate Archaean ocean）) I( h8 P; _  @7 x$ [
Phosphate oxygen isotopic evidence for a temperate and biologically active5 R$ l, r; w9 u  E, O, ?$ J' u. j
Archaean ocean
3 E# u1 E& {8 i* Z过去人们曾认为，太古代早期（距今约35亿年前）海洋温度在55摄氏度和85摄氏度之
. u  e3 ^- Y2 E4 N+ s) m- M8 ^4 \9 E间。但最近一项研究表明，太古代海洋温度不超过40摄氏度。南非“Barberton
& }4 ?7 ^; R: gGreenstone Belt”保存完好的岩石含有关于早期生命及32亿到35亿年前海洋化学的一: k" u/ H5 S7 G2 P: B. G- X
个地球化学记录。对Barberton沉积物中磷酸盐的氧同位素组成所做的一项新的研究，
6 _7 W1 P9 n8 v为认为太古代海洋温度较低、约在26摄氏度至35摄氏度之间的观点提供了支持。该研究5 a8 p- K1 l1 `" @, `7 P7 X
所取得的发现表明，在太古代地球上有一个很发达的磷周期，同时也涉及生物活动。$ U! w9 j" v& U7 }- h$ O
（Letter p. 1029）0 P3 f7 F, E4 E5 W& a
* J/ N, |6 ]0 H2 ?# d" t4 @. }% J
: p; v* T% P5 n/ x9 d& v3 i
“佩里戈尔黑松露” 基因组已被测序（The truffle genome）
8 U  e( b- j% L% f) ]( c: I, b, X) gPérigord black truffle genome uncovers evolutionary origins and mechanisms/ P4 d, j1 |  c
of symbiosis) `$ [% D+ s- `+ ?
“佩里戈尔黑松露”（一种以共生方式生长在欧洲橡树根上的美食）的基因组已被测- |( O' H: y' l6 H  Z( w# @! e
序。这是迄今完成测序的最大、最复杂的真菌基因组。该基因组中基因之少异乎寻常，
* L+ r' R& X3 }. |3 R/ U但却富含被称为“转位子”的移动遗传元素。与另一种外生菌根类共生真菌“双色蜡, W, s: v! }4 Y! O. v
蘑”的序列所做比较，显示了形成对比的两组基因，它们反映了两个不同的分子“工具
# z; J+ U9 C2 m包”，这两个“工具包”是独立演化的，以适应根共生的生活方式。松露的栽培是一个
" p/ [, [4 E: r' o9 O' R- ^复杂的过程，大多数松露仍是在野生环境中收获的。所以，对与果实形成及共生相关的& Q2 J& X$ R* `; d* Y
基因特征进行分析，可帮助提高作物产量，使黑松露能为更多的人享有。（Letter p.2 ]( k. @" |& [! M; o4 Q
1033）
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一种遗传性脱发症的基因已被发现（The routes of hair growth）0 E9 ^5 W! C6 }; N4 W# u; P
APCDD1 is a novel Wnt inhibitor mutated in hereditary hypotrichosis simplex5 Y1 Q7 w! t5 Y+ X6 {
毛囊小型化是一个退化过程，它减小上皮细胞和间叶细胞的腔室尺寸，将粗头发变为细" W2 X/ D( h3 J+ ^) b, X2 n4 z" ]4 [5 C
而柔的头发。它最常见于“雄激素源性脱发”，但也是一种被称为“遗传性单纯少毛6 r" r5 n' d4 `6 o# `# [# ^, h
症”（HHS）的罕见脱发症的特征。现在，HHS中所涉及的基因在受影响家族中通过基因
% @: |0 \7 p, r关联分析已被识别为APCDD1，该基因编码一种与膜结合在一起的糖蛋白，该蛋白在人的
, z" O; \5 S7 b毛囊中有大量表达。功能研究表明，APCDD1抑制Wnt信号作用，因而是毛囊中信号传导6 ?) c: {! i" r7 L$ y  ^
通道的一个潜在重要构成部分。（Letter p. 1043）
0 t) r, u' c$ m  ^( a+ X1 f
1 }% Z4 p" E- F' v0 f7 x
; F; Q2 k  e/ D- O7 c' |; uRNA干涉用于人类治疗的潜力得到证实（Human RNAi therapy）
$ I8 ?5 d4 u9 U( [; O4 cEvidence of RNAi in humans from systemically administered siRNA via targeted- z3 {+ W0 {+ ~+ B- N0 ~+ t% H
nanoparticles% Y' k$ E4 v6 K; X5 r
能够利用系统性提供的短RNA分子和被称为“RNA干涉”的细胞机制来抑制特定基因的能
/ N" i, ?# ^' N4 q, @% Y% Q' Q% k/ i' a力，以前已在小鼠模型和非人类灵长类模型中被发现。现在，Davis等人又首次在人类* N+ ]9 n8 H  D. D$ W
中发现，一个“短干涉RNA分子”（siRNA）可以利用纳米颗粒被系统性提供给一个固体
# b! K( T% E8 `- I0 ^( V肿瘤。该siRNA调控其目标mRNA的定向解理，从而还能降低蛋白水平。这项原理证明研
: N$ w1 A. [) X6 S; s究证实了该技术作为一种用于人类的治疗方法的潜力。（Letter p. 1067）