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封面故事：最早的多细胞生命形式* [8 v5 a! e8 |4 n6 r1 a* l r
Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago/ L4 |1 m6 Y8 h3 k
西非加蓬弗朗斯维尔附近黑色页岩内一大化石层中一系列保存完好的厘米尺度的化石，让我们能有机会一瞥也许是迄今所发现的最早的多细胞生命形式。关于中元古代（距今16亿-10亿年前）之前多细胞生物的证据很稀少、有争议。这些新发现来自距今21亿年前的沉积物，是在大气氧浓度上升后不久，在被称为“寒武纪爆炸”的多细胞生命形式迅速扩大之前约15亿年。这些化石大小和形状各不相同，是具有很好结构的软体生物的残留物，其中一些有褶皱，说明它们可能具有柔性的层状结构。它们的形状和规则的质地反映了其组织的多细胞程度。这些化石可能代表着目前所报道的关于在大生物尺度上细胞-细胞信号作用及协调的生长行为的最早证据。本期封面所示为用显微断层摄影成像方式所显示出的一个大化石（macrofossil）标本的结构。（Letter p. 100; News & Views）
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造成冰期/间冰期气候变化的因素（Glacial cycles tracked）+ c# L/ L# y! I! _& n
The polar ocean and glacial cycles in atmospheric CO2 concentration2 j7 v( V3 z3 k- Q2 l+ c
过去250万年冰期和间冰期之间的振荡可能是由轨道变化触发的，但所观察到的这些气候周期的幅度和时机仍然有待一个全面的解释。一个引人注目的关联性将CO2的较低分压（或浓度）与冰期联系了起来：CO2浓度的变化可能引起一定的冰期变冷，但什么引起CO2丢失的却不知道。Daniel Sigman、Mathis Hain 和Gerald Haug对支持以下假设的证据进行了综述：南大洋是推动CO2分压在冰期/间冰期发生这些变化的一个重要推动因素。（Review p. 47）
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% ~, X) l3 O3 H' d uLCLS装置第一个实验结果发表（First strike from the LCLS）
2 G/ h' c8 m) o' g9 \, {4 fFemtosecond electronic response of atoms to ultra-intense X-rays
e- Q! g2 y1 m) _世界第一个不含X-射线的电子激光器——位于美国加州门洛帕克“SLAC国家加速器实验室”的“线性加速器相干光源”（LCLS）——去年上线。它为原子层面的研究工作开启了一个新纪元，也让人们看到了复杂纳米结构（如生物分子）的单次激发成像研究工作的前景。在LCLS上完成的第一批用户实验之一的结果发表在了本期Nature上。这个新装置以不到1.5纳米的波长产生高强度X-射线的超短（飞秒）脉冲。该实验研究的是自由氖原子对这种辐射的电子响应。在一个X-射线脉冲期间，这些原子依次弹射出它们全部10个电子，产生电子完全被剥离的氖原子，即对X-射线来说是透明的“空洞”原子。本文作者利用一个直截了当的模型对观测结果及其背后的电子剥离机制做了解释，该模型也很适合对X-射线与更复杂体系的相互作用做进一步研究。（Article p. 56; News & Views）
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病理性心脏肥大的发病机制（Too young at heart）4 K3 y3 b4 W. c. _7 X" C, ?
Chromatin regulation by Brg1 underlies heart muscle development and disease' F6 t6 w! [) v+ L: A" Y
在病理性心脏肥大中，心脏获得更多肌肉组织，但却不能获得更多供血能力。成年的、阿尔法形式的ATP酶分子发动机肌浆球蛋白重链的表达减少，胎儿的、贝塔形式的表达增加。这种改变了的平衡损害心脏功能，会导致心脏衰竭。Hang等人确定了调控这种表达切换的机制。用小鼠所做实验表明，当成年心脏受到压力时，将心肌细胞维持在一种胚胎分化状态的机制（由发育染色质修饰复合物Brg1/BAF调控）被重新激发，心肌细胞回归到胎儿形式。在患有肥大型心肌病的人类患者中，Brg1水平与疾病严重程度相关，与肌浆球蛋白重链的变化相关，说明这种后生发育调控因子在人类疾病中扮演一个角色。（Article p. 62）
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6 O/ y+ e$ F( B: m9 I$ M }细菌mRNA转录后的扩散（Bacterial organization）
7 B$ N1 o) ^3 b* j7 G& OSpatial organization of the flow of genetic information in bacteria0 v/ q Q9 x% Z* _- b( {) f
由于在细菌被膜封闭的腔室中没有进行区隔，因此难以确定成熟信使RNA（mRNA）是怎样在细胞内分布的。Llopis等人利用荧光实验（这种实验很难做，因为细菌太小）来跟踪转录后mRNA的扩散。他们发现，出人意料的是，新转录的mRNA所表现出的扩散很有限。他们猜测，堆积的染色体材料可能自己充当了一个区隔，来将转录与 mRNA降解分开。（Article p. 77）: n+ f" D: ^$ h+ {. s3 m
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6 i. g8 I8 n2 T) UIa-型超新星的“标准”地位得以保持（Type Ia supernovae: maintaining the standard）
2 Q- f1 m( h _- o) h) e% BAn asymmetric explosion as the origin of spectral evolution diversity in type Ia supernovae
" r: K e: w2 Y7 W. o# n- [Ia-型超新星作为宇宙“标准烛光”的地位主要来自（或部分依赖于）这样一个假设：它们彼此非常相似并形成统一的一类天体。然而最近，人们观测到了Ia-型超新星之间的差别。Maeda等人提出一个新模型，该模型将最近的理论和观测数据都考虑了进去，并且将所观测到的光谱多样性解释为随机方向所产生的一个后果——人们在理论上所提出的一个非对称爆炸就是从这些方向来观测的。在这个基础上，光谱演化多样性在继续将Ia-型超新星用作“标准烛光”方面已不再是一个问题。（Letter p. 82; News & Views）6 c, E, W1 @- Q. p% o0 D
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电子隧道效应引起的振动（Tunnelling electrons pack a punch）
1 j' ^) h, S! ?7 z* g7 zA macroscopic mechanical resonator driven by mesoscopic electrical back-action
6 C. _! ^& A: W$ ?4 k v当电子或光子被用来检测一个机械谐振器的运动时，它们每个都会在该谐振器上施加一个微小的力，从而微妙地改变其运动。这种“反作用”是可以观察到的，例如在碳纳米管谐振器中，单个电子被发现影响纳米管的机械运动。Stettenheim等人报告了这一现象的一个甚至更为令人震惊的例子，在其中，通过一个半导体量子器件的电子隧道效应被发现引起主晶体的振动，这种振动相对于电子来说是巨大的。本文作者认为，这种效应就相当于一只跳蚤引起珠穆朗玛峰发生尺度达到一米的振动。（Letter p. 86）
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4 o% E# O& k9 j1 m抹香鲸曾经是满嘴长牙的杀手（Sperm whales with the killer instinct）
* y u2 v! w- W% g' mThe giant bite of a new raptorial sperm whale from the Miocene epoch of Peru5 t" E( a- D/ W9 R6 y$ Q
现代抹香鲸的嘴在所有四足动物中是最大的，但它们的牙齿相对较小，仅限于下颚，并且它们是以吸的方式进食的。然而，化石记录中大牙齿的发现却表明，捕食性抹香鲸曾经是存在的，其习惯与今天的逆戟鲸相似，但要大得多。现在这一点得到了证明：研究人员在秘鲁中新世地层中发现了一个捕食性抹香鲸的化石牙齿和颌骨，这头抹香鲸几乎与现代抹香鲸一样大，但却有一个三米长的头和长满牙齿的颌骨。这种动物很可能能够以与现代逆戟鲸相似的方式捕食大型海洋脊椎动物，也许在距今1200万年前中等大小的须鲸数量很多。（Letter p. 105）
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* S) H- L4 }7 ]3 b3 q# P/ H有机作物的物种均匀度（Even break for organic crops）
% |, H. F+ i: ?* f EOrganic agriculture promotes evenness and natural pest control* p1 `* [: B: `: h. H) p: G
物种数量（丰富度）下降有害于生态系统，而保护工作则基本上以保护或恢复特定稀有物种为重点。然而，物种相对风度（均匀度）之间更大的差别也可能对生态有害，而这种状况只能通过同时改变很多物种的密度来逆转。对以传统方式管理的有机土豆地所做的一项新的调查表明，物种均匀度在有机管理方式下更大。在一项田间试验中，研究人员对这些层次的均匀度进行复制，其结果表明，有机地里所发现的天敌的均匀度可以促进害虫控制和增加作物生物质。在有机作物中，很多有益物种（吃害虫的物种）同样普遍，对土豆来说这样会导致害虫更少、植株更大。（Letter p. 109; News & Views）) |! \% O5 m2 h$ c1 d5 `* ]. ^ e
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斑秃的几个易感位点（Alopecia areata genetics）
' U: p. ?6 N2 W) a. [% PGenome-wide association study in alopecia areata implicates both innate and adaptive immunity
$ A; ~4 y4 B+ X8 T# F斑秃是一种常见自体免疫疾病，因毛囊“免疫豁免”的丧失而引起毁容性脱发。这种病的遗传基础基本不清楚。现在，对这一病症所做的全基因组关联研究识别出了斑秃的几个易感位点，其中大多数聚集在8个基因组区域。受影响的基因活动谱表明，这种状况获得性和先天性免疫可能都涉及其中。比较重要的关联包括编码天然杀手细胞受体NKG2D的激发配体的ULBP基因，它们以前没有被与自体免疫疾病联系起来。（Letter p. 113）6 g, H7 ^6 o* K+ ~
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5 p+ G9 ?! Q0 G. G雄性老鼠眼泪中的性信息素（Driven to tears）
9 h- ?/ `9 M$ n: k1 P: T% aThe male mouse pheromone ESP1 enhances female sexual receptive behaviour through a specific vomeronasal receptor# \% i6 o9 M/ y' t7 y
信息素和“犁鼻器”对它们的检测已知主管小鼠的社会行为，但很少有化学信号被与特定行为反应联系起来。现在，Haga等人发现，雄性眼泪中分泌的ESP1肽使得雌性愿意接受交配，并且还识别出了它的“犁鼻器”受体(V2Rp5)及在行为反应中被激发的性别特异性神经通道。这样的“标记线”逻辑是否能够延伸到其他哺乳动物生殖行为的调控仍然不清楚。（Letter p. 118） |
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发表于 2010-7-1 15:36
