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封面故事* |' n0 `: ]8 |3 o; e
Electrocatalyst approaches and challenges for automotive fuel cells 2 u# ^3 K+ N' [" B8 K2 c
地球正在获得第二次机会。在1992年的“里约地球峰会”上，全球领导人誓言要保护地球的气候和生物多样性。然而，自那时以来，地球的状况进一步恶化了。二十年后，在第二次“里约地球峰会”即将召开之际，我们在本期Nature上介绍到底出了什么问题，以及还有可能怎样来改正。本期Nature上还有一系列综述文章和研究论文，探讨生物多样性的损失目前正在对生态系统产生怎样的影响、以及发达国家的消费模式在多达程度上要对此负责。封面图片：Julene Harrison4 V& i5 c( ? V9 g: B8 j
' t, a0 d7 h+ p4 l" |# A
2 X8 s' o; x2 Y: }" g( ~) d$ M0 b银河系中一个“年轻”的晕
# n! \3 U$ S5 D$ yThe age of the Milky Way inner halo
' U0 b- D) s5 PNature 486 (7401) | doi:10.1038/nature11062, G$ Q ^" Q) f. ?
发表日期：12年6月7日8 \/ w6 `1 ]. F- z/ Z! R. x
对近期在离我们最近的球状星团Messier 4中发现的近2000颗白矮星所做的一项分析，反映了它们作为一个星族(stellar population)年龄的指标会多么有用。白矮星（“氢星”的残留体）是遵循一个可预测的演化路径的简单结构，所以它们的年龄可以被准确估计。在这篇论文中，Jason Kaliari报告了对在银河系晕中新形成的白矮星的观测结果。“局域晕星”（local field halo stars）的年龄约为114亿年，比银河系的球状星团族（其中最早的是在距今大约135亿年前形成的）要年轻得多。
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3 Z* a' P. ^& f! s发育中的新皮层中的姐妹神经元0 y/ W1 d2 p( @, d( ]
Preferential electrical coupling regulates neocortical lineage-dependent microcircuit assembly- x* [' S8 H, Z# Y. F9 l+ p
Nature 486 (7401) | doi:10.1038/nature10958
( A1 P% l2 [* V* X* y7 ~" X1 |发表日期：12年6月7日( c! Q' y2 O4 s9 p9 I [6 ?
人们曾提出，在发育过程中，在克隆上相关的神经元会沿同一辐射状神经胶质纤维迁移，形成由在功能上相似的细胞所构成的团簇。然而，这种现象一直没有在实验中发现。现在，两个小组演示了决定随后的功能关系的发育中的大脑皮层中的姐妹神经元之间的电耦合。Song-Hai Shi及其同事报告，在来自出生后小鼠的新皮层组织中，姐妹神经元之间的长距离连接是通过在它们之间的化学突触形成之前发生的电耦合来维持的。发育过程中间隙连接的任何阻断，都会中断姐妹细胞最终的突触连接，阻止它们的同步放电。Yang Dan及其同事发现，在小鼠视觉皮层中，同一辐射克隆中的姐妹神经元有相似的取向偏好。在出生后很短时间内中断间隙连接耦合，会降低姐妹神经元之间的功能相似性，说明来自在个体发育方面相关的神经元的功能性组织的形成需要这种形式的神经通信。8 e1 H T& g* a: w" L5 a% |) d H
& X. E& e4 [0 o$ s4 E9 E8 J* g# ~0 X* u6 o. I; p1 U
钠通道的高分辨率结构
1 @* N; p0 K8 S( Z# d9 Y3 E H5 DCrystal structure of an orthologue of the NaChBac voltage-gated sodium channel
3 x: P& S6 A, bNature 486 (7401) | doi:10.1038/nature110542 n7 ^+ q. `) k# G5 n4 J
发表日期：12年6月7日4 l6 C5 H0 y% O; B% q
钾通道有很多已发表的结构，但关于“电压门控的钠” (Nav)通道的结构信息却要少得多，尽管它们在神经细胞、肌肉细胞和心脏中的动作电位的启动和传播中有重要作用。细菌Nav通道为结构-功能分析提供了一个很好的模型系统，本期Nature上有两个小组报告了明显处于“非激活”构形的细菌Nav通道的X-射线晶体结构。Nieng Yan及其同事以3.05埃的分辨率确定了来自名为“alpha proteobacterium HIMB114”的海洋细菌的NavRh的结构。William Catterall及其同事以3.2埃的分辨率报告了来自Arcobacter butzleri、处于两个潜在“非激活”状态的NavAb通道的晶体结构。将这些新获得的结构与以前所发表的、关于处在一种“pre-open”状态的NavAb的数据所做的对比，显示了可能决定这些通道的机电耦合机制的构形重排。这项工作对于各种“通道病”（channelopathies）、而且从更广泛意义上来说对于神经活性药物的设计都是具有相关性的。0 }3 R* @. Q; c @* s# u' D
# ]" j) a+ y$ q2 L, n: v8 G D& m( m! m2 V Y' a
预测全球变化的生物学影响3 P; @3 ^! w" {7 ^
Approaching a state shift in Earth’s biosphere3 m% H- _5 E: S% @
Nature 486 (7401) | doi:10.1038/nature110185 `: X' n/ y6 x4 X* ~' |7 ]$ N# h q
发表日期：12年6月7日- f! m+ e7 f! W5 {: F
对生物圈将会怎样响应于人类活动而变化的大部分预测都植根于预测轨迹。这样的模型倾向于不去预测临界变化或临界点，虽说最近的研究工作表明这些情况发生的概率很高。而且，在地方尺度上，当过了临界阈限时，生态系统已知会在不同状态之间突然变化。这些作者们对生态学和古生物学各个方面证明这样一种转变在整个生物圈的尺度上正在逼近的证据进行了评估，他们接着提出了关于生物学预测工作可以怎样来改进、以使我们能够在全球以及地方尺度上检测临界变化之早期警示信号的建议。
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新大脑皮层发育的控制
( |! C: `' Q$ l y8 @: }/ bCis-regulatory control of corticospinal system development and evolution
0 s; f' r' R, R4 [4 y1 v/ z% DNature 486 (7401) | doi:10.1038/nature11094
- {; y9 \, q; t" V3 B发表日期：12年6月7日7 r: F5 R# y7 U5 q4 x! ]
新大脑皮层的出现和扩大，对于哺乳动物高等大脑功能的发展变化一直非常关键。新大脑皮层的各层在投射模式上是不同的：上层连接其他皮层神经元，深层长距离投射到大脑其他区域和脊髓，但决定解剖学上这些差别的基因程序却不清楚。在这项研究中，Shim等人识别出一个保守的、皮层特异性增强子，它驱动“皮质脊髓束”中深层的、长距离的投射神经元的生成所需的、由Fezf2-启动的分化程序。SOX 转录因子通过被发现随四足动物出现的一些位点影响这一增强子，调制对皮质脊髓输出系统（哺乳动物的一个演化特征）负责的调控网络。2 N" i2 n7 Y- L9 u9 }. S
9 H( s8 e0 x- i# M7 U
0 |/ E' G2 N! G9 \0 r可以避开“反目标”的抗癌药物
! `7 r7 g+ u. u/ O; a- sChemical genetic discovery of targets and anti-targets for cancer polypharmacology
; t. Z p0 ?3 c9 M3 R. W. oNature 486 (7401) | doi:10.1038/nature11127
1 S0 g+ |. M* r, O0 a发表日期：12年6月7日
! l! m7 i2 w6 p6 z很多定向的抗癌药物都是激酶抑制剂，它们经常抑制一系列激酶。在这项研究中，Kevan Shokat及其同事利用“2-型多发性内分泌瘤病(MEN2)”（该病是由激酶Ret驱动的）的一个果蝇模型来研究“反目标”(anti-targets)的概念，以筛选以Ret和在MEN2肿瘤生长中所涉及的几种其他激酶为目标的“多激酶”抑制剂。一种“多激酶”抑制剂与一个“反目标”的相互作用，可能会导致不希望看到的毒性，或触发会抵消药物的有益作用的反馈机制。一种经过优化的药物将以一系列理想的、与肿瘤相关的激酶为目标，同时避开“反目标”。这样的化合物被发现能够提高患有MEN2模型肿瘤以及带有人MEN2细胞“异种移植物生长”(xenograft growth)的果蝇的存活率。
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氟化物核糖开关的结构
5 K7 I( O4 L4 j0 c/ d( k% l3 p" wFluoride ion encapsulation by Mg 21 ions and phosphates in a fluoride riboswitch
' M/ n8 ^% ?6 L, x4 zNature 486 (7401) | doi:10.1038/nature11152- D+ G z: @' m% K% i; z
发表日期：12年6月7日
5 Z7 M- X: t2 X4 D核糖开关（Riboswitches）是信使RNA分子的未翻译的、结构化的区域，它们接受并结合一个配体以影响其表达。研究人员最近识别出一个与氟化物相结合的核糖开关，该发现是出乎意料的，因为氟化物和RNA都是带负电的。现在，Dinshaw Patel及其同事确定了来自Thermotoga petrophila的氟化物核糖开关的结构，并且发现了这一不大可能的贡献是怎样发生的。氟化物配体被配位到三个带正电的镁离子上，而这些镁离子又被封装在由磷酸盐骨干和水分子构成的一个带负电的壳当中。“结合袋”（binding pocket）的大小排除了更大的卤化物离子的结合。* y, S& A1 S9 C
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发表于 2012-6-8 15:30
