2010年5月20日 Nature 主要内容

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选自英国Nature杂志，2010年5月20日出版）
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封面故事：抗疟疾新药筛选结果
4 p! `5 a7 c2 `2 E* ]4 zThousands of chemical starting points for antimalarial lead identification / Chemical genetics of Plasmodium falciparum
: v" c# B1 k/ C3 k" ?现在每年仍有近2.5亿疟疾病例见诸报道，死亡人数超过80万，其中大多数死亡者是5岁以下儿童。疟疾寄生虫镰刀形疟原虫以精于产生抗药性而著称， 所以迫切需要新药。本期Nature上的两篇研究报告让我们看到了这样的希望：通过识别数以千计能够抑制红细胞中无性阶段镰刀形疟原虫生长的化合物，也许可以找到青蒿素的替代药物，它们很多在结构和机制上都与目前的药物截然不同。Guiguemde等人发表了对超过300,000种化合物的一个化学基因组筛选结果：共有1,300 种有疗效，其中561种具有很强药效和广谱治疗作用。Gamo等人筛选了来自葛兰素史克公司化学药品数据库的近200万种药物，发现超过13,500种有疗效，其中很多对抗多种药物的分离体都有活性。这些研究提供了丰富的潜在线索，从事抗疟疾新药研究的学术机构及企业的实验室都可以免费获取。本期封面刊登的“三维等值面”所示为红细胞中镰刀形疟原虫裂殖子感染。（Articles pp. 305, 311; News & Views）
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微RNA和根细胞命运（MicroRNA and root-cell fate）
- \& Z6 N0 ?5 O: ^! f4 I3 x$ @Cell signalling by microRNA165/6 directs gene dose-dependent root cell fate
4 f9 _+ `5 D" Y6 X! T4 P" [" H: H在经典植物模型拟南芥中对植物根发育所做的一项研究发现，一种微RNA（miRNA165/6）与细胞间的通信有关，并且是根细胞命运的一个决定因子。将水和溶质从根向茎输送的木质部微管的模式形成，被发现取决于一个新颖的双向信号作用通道，该通道涉及一个转录因子在一个方向上、microRNA在另一个方向上的细胞到细胞间的运动。这个转录因子为SHORT ROOT，是在维管柱中产生的，它进入内皮中，在那里与SCARECROW一起激发微RNA MIR165a 和166b，后者又回到维管细胞中，降解它们的目标、编码“Class III homeodomain-leucine zipper”转录因子的信使RNA。这个调控通道中由在演化上保守的转录因子和miRNA组成的一个级联的参与表明，它也许是对陆地生长条件的一种演化适应。（Article p. 316; News & Views）$ z3 N0 Y, ?1 h1 h/ {

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超新星SN 2005E的与众不同之处（SN2005E: untrue to type）, T0 l' \% J" B+ E" y
A faint type of supernova from a white dwarf with a helium-rich companion / A massive star origin for an unusual helium-rich supernova in an elliptical galaxy2 m% _3 N1 e/ ^6 |! w$ R
暗超新星SN 2005E的新颖性质意味着，它并不是很适合现有的超新星类别。Ib、 Ic 和 II型核心坍缩超新星被认为是当一个大质量星在其生命最后爆炸时形成的，而Ia型超新星则是一颗吸积型白矮星热核爆炸的结果。Perets等人从光谱数据得出结论认为：SN 2005E富含氦，像一颗Ib型超新星一样，缺少Ia型超新星典型的氢、硅和硫的光谱线。但基于它存在于一个“老”的恒星环境中、且喷出物较少的事实，他们认为它不是起源于一个核心坍缩超新星，而是起源于一个低质量的、老的前身星，可能是存在于一个双星体系中的一颗吸积氦的白矮星。Kawabata等人对此却有不同看法。他们说，SN 2005E像SN 2005cz，后者是一颗Ib型超新星，其不寻常之处是它是在一个椭圆形星系中被发现的。他们提出，对SN 2005E 和 SN 2005cz的最好解释是，它们是处在“大质量”低端（6-12个太阳质量）的大质量星核心坍缩的产物。在为这两篇论文配发的News & Views文章中，David Branch在关于恒星怎样爆炸的最新思想背景下对这两个模型进行了讨论。（Letters pp. 322, 326; News & Views）
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柔性GaAs半导体的制备方法（Flexible GaAs semiconductors）
) x+ A2 T; ~- `& ~GaAs photovoltaics and optoelectronics using releasable multilayer epitaxial assemblies
+ w8 l" s) S) P: _/ `) L虽然像砷化镓这样的化合物半导体在光伏电池和光电应用中与硅相比有很大的性能优势，但这些优势并不能超过生成这些材料的大型高质量层状结构、并将它们转移到柔性或透明基质上、用在如太阳能电池、夜视照相机和无线通信系统等设备中所涉及的高成本过程（所体现出的劣势）。然而现在，John Rogers及其团队演示了一个新的制造方法，它能克服这一缺点。他们是在一个单一沉降序列中、在厚的、多层组合体中来生长GaAs和AlGaAs薄膜的，然后将各层薄膜释放，通过印刷方式使其分布在异质基质上。这一策略对于大面积应用的技术潜力，通过如以玻璃为基质的场效应晶体管和以塑料为基质的光伏电池模块等GaAs装置的制造得到了演示。（Letter p. 329）
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; z) A2 o$ b1 b+ T: k; l: \7 p9 I6 D" i海洋的确存在变暖趋势（Warming in the oceans）
2 `2 V. l9 z; v; w7 q9 uRobust warming of the global upper ocean* r" r5 d3 h, b# r& X! P) j; u4 L
海洋上层起一个巨大的热汇（吸热装置）的作用，吸收了人类活动所排放的温室气体产生的绝大部分过剩能量。这使得海洋热含量潜在成为气候变化的一个关键指标。但要使其能够用于评估全球能量平衡及作为气候模型的一个限制条件，我们就需要对这样一个关键指标在测量上的不确定性有很好的了解。目前，海洋热吸收的幅度具有高度不确定性，关于年际变化模式的估计值尤其相差较大。在一项重大国际合作研究中，Lyman等人对能够获得的上层海洋热含量异常曲线进行了比较，同时分析了与它们相关的不确定性的来源，包括在校正一次性深海温度测量器的数据所存在的偏差时面临的困难。他们发现，尽管存在不确定性，但有明确而可靠的证据证明，在1993年和2008年间存在一个每平方米0.64瓦特的变暖趋势。（Letter p. 334; News & Views）
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4 n: b3 G4 x5 J1 J% S) Q& s( ^气候变暖并不会威胁到疟疾防治（Climate no danger to malaria control）. o+ J2 P- \9 R4 k1 F* D! z3 W/ x
Climate change and the global malaria recession& K* F. [) i# c0 s6 H* }# n$ O' @
将最近发表的一个基于证据的镰刀形疟原虫分布图与来自1900年（在主要疟疾防治措施采取之前）的数据所做一项比较表明，对温度上升会威胁到疟疾防治工作的担心是没有根据的。在全球温度上升确定无疑的一个世纪期间，疟疾的范围和强度却急剧减小。假设中的变暖所产生的效应至少要比防治措施的效应小一个数量级，这说明疟疾防治计划的成功与失败很可能是由除气候以外的其他因素决定的。（Letter p. 342）
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- x( w& J1 B2 F有助于防治金黄葡萄球菌感染的新发现（Bacteria at odds）/ A' }( [- w/ n, j8 `, @
Staphylococcus epidermidis Esp inhibits Staphylococcus aureus biofilm formation and nasal colonization+ j& p  g0 Z$ }0 f$ b( T
金黄葡萄球菌常见于健康人的鼻腔中，而病原体感染也经常可以追溯到这最初的良性菌落。共生菌“表皮葡萄球菌”也在鼻腔形成菌落，而且现在研究表明，由“表皮葡萄球菌”一个亚类分泌的丝氨酸蛋白酶Esp抑制金黄葡萄球菌生物膜的形成，减小金黄葡萄球菌的鼻腔菌落。这一发现为防治金黄葡萄球菌感染、包括由具有多种抗药性的菌种造成的感染提供了新方法。（Letter p. 346）# s# j4 Y; R) p+ G6 a  p. J

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" }/ S, B, p, L6 t% |6 `抗艾滋病病毒感染的“精英”（Resisting HIV infection）
% t- E. k5 G# |) X* nEffects of thymic selection of the T-cell repertoire on HLA class I-associated control of HIV infection
4 Q8 k; @2 e$ G7 C! S7 q7 ?某些艾滋病病毒感染者（被称为控制病情发展的“精英”）长期不用治疗而能保持极低的病毒负荷。在这些人中，若干种HLA Class I等位基因富集，最显著的是HLA-B57。这篇论文提供了关于这些“精英”们何以可能产生针对艾滋病病毒的有效免疫反应的一个模型。根据该模型，HLA-B57结合较少的自身肽，导致一个具有增强的交叉反应性的T细胞库，并导致针对该病毒的一个更有效的T细胞反应。这项工作对于预防接种策略也许会有意义。（Letter p. 350; News & Views）$ P) ~# z( b: i: b. d
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9 ~" n8 N. h7 F% F6 y/ M6 M“刚地弓线虫”的激酶目标（Kinase target in Toxoplasma gondii）
, t& N5 J% _2 g. e5 b3 jCalcium-dependent protein kinase 1 is an essential regulator of exocytosis in Toxoplasma
- O* g, f$ d8 g3 B原生动物“刚地弓线虫”（人体中的一种机会主义病原体）分泌被称为“微丝”的细胞器，它们在寄生虫运动性、宿主-细胞入侵和退出中扮演一个关键角色。现在，这个过程被发现涉及“刚地弓线虫”依赖于钙的蛋白激酶-1(TgCDPK1)。哺乳动物宿主中这个激酶家族的缺乏使得这一蛋白成为药物设计的一个有吸引力的目标。（Letter p. 359）) J8 e5 x* w0 ?" x4 c9 i- r

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芽殖酵母基因组的3D图（A genome in 3D）* r5 _" T  c1 w, w$ A' Y: p
A three-dimensional model of the yeast genome
8 p( g0 z! K, V芽殖酵母细胞核中染色体的三维构形已从一个分辨率为千碱基对的染色体内和染色体间相互作用图被确定，而这些相互作用则是通过高通过量染色体捕捉方法识别出的。其基因组总体形状像一个荷花（睡莲），有32个染色体臂从由细胞核一个极上簇集的“着丝点”所形成的根部伸出。这个3D图（它是一个忽略了染色体动态性质的快照）让人们首次有机会以高分辨率一睹一个真核基因组的架构，它凸显了即便是这样简单的一种生物的基因组的三维复杂性。进一步的研究工作应能揭示决定这一结构的DNA序列所遵循的普遍组织原则。（Letter p. 363）! i: D+ Z# Z5 l1 v/ e# U: o. g

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$ O4 W" q% R" @2 w6 z& u& j2 q2 l; X“钙调磷酸酶”和ATF3在SCC癌症中的作用（Calcineurin versus ATF3 in cancer）
5 \. x& \, z" C5 ]" I, }! f8 AOpposing roles for calcineurin and ATF3 in squamous skin cancer
. k8 ~7 W6 D: b. \+ Y' ?皮肤“鳞状细胞癌”(SCC)是用“钙调磷酸酶”抑制剂对器官移植患者进行免疫抑制治疗所产生的一种常见并发症。这项研究工作发现，完好的“钙调磷酸酶”- NFAT信号作用通道对于抑制SCC发展很重要，ATF3转录因子表达的增加在肿瘤发生中扮演一个关键角色。（Letter p. 368）  N+ [7 M, t3 z2 i0 Y
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“肌球蛋白-II”在细胞运动中的作用（Myosin II in cell motility）
# o7 y1 A5 l5 D2 e' ?" q+ z9 JMyosin II contributes to cell-scale actin network treadmilling through network disassembly
4 k1 O7 ]4 k8 s$ E) o' k在动物中，大多数细胞在运动时利用爬行动作来迁移，在此过程中，细胞的前端被肌动蛋白细丝的聚合所提供的力向前推进。细胞生物学家一般假设，爬行细胞的后端随后是由非肌肉“肌球蛋白-II”所产生的收缩力向前推动的。现在，对运动中的鱼角膜细胞所做观测表明，后端收缩实际上不需要收缩力。相反，“肌球蛋白-II”在通过肌动蛋白分解来帮助肌动蛋白网络运动方面有一个直接作用。（Letter p. 373）3 j& l3 P- R) o. N* [
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eIF2的翻译抑制作用（Translation initiation by eIF2）8 _* D% p  r, P8 X) s
eIF5 has GDI activity necessary for translational control by eIF2 phosphorylation* t) C& v6 ]3 D4 {  W, @) l% `
帮助将抑制因子tRNA交付到核糖体的翻译因子eIF2利用GTP水解的能量来发挥功能。另一个因子eIF5已知在当eIF2与抑制因子tRNA和核糖体结合时会加快eIF2的GTP酶活性。在这项研究中，研究人员确定了eIF5的另外两个作用。一个涉及在eIF2上稳定GDP（GTP水解的产物）；另一个涉及其通过磷酸化的eIF2来发挥作用、以抑制鸟甙酸交换因子eIF2B。这些结果澄清了我们对翻译抑制怎样被调控的认识。（Letter p. 378）

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