
3月27日Nature杂志精选
旋的全电控制(all-electrical control)的一个机制。(Letter p. 448; News & Views)
采用乙醛的Mannich反应的有效催化条件被确定(Organic synthesis: More Mannich reactions)
Proline-catalysed Mannich reactions of acetaldehyde
传统上,有机化学反应催化剂不是酶就是金属复合物。但是最近,小的有机分子(被称为有机催化剂)突然进入了人们的视野。有机催化剂对于催化一系列有用的反应很有效,包括被称为Mannich反应的一个碳-碳键形成过程。但遗憾的是,当使用最简单的基质乙醛时,这些反应总会失败。现在,Yang等人通过确定采用乙醛的Mannich反应的有效催化条件,填补了有机催化领域的这一空白。这一成果大大扩充了有机化学家的化学“工具箱”,对于合成手性、生物活性化合物将尤为有用。(Letter p. 453)
海洋的氧化还原状态(Oxygen steps in the ocean)
Tracing the stepwise oxygenation of the Proterozoic ocean
地球大气中氧的生成,被认为是在元古宙(Proterozoic Eon)将要开始及结束时(距今大约25亿年至5.5亿年前)分两步进行的。然而, 人们对发生在这两个步骤之间的海洋的氧化状态及深海氧化的时间却仍然很不了解。现在,Scott等人利用来自黑页岩的钼及总有机碳数据来了解海洋的氧化还原状态。钼是营养循环过程的一个重要参与者,其供应状况对地球的氧化还原状态是高度敏感的。他们获得的结果为地球上氧的生成的历史背景提供了一个新的说法,并且对于研究地球上动物出现之前的事件也将有参考价值。
(Letter p. 456)
熔岩生成的主导控制因素是地幔温度上升(Continental rifting: Lower crustalin clusion)
Lower-crustal intrusion on the North Atlantic continental margin
当大陆分裂时,裂开的过程有时伴随着大量熔岩的产生,然而所产生的熔岩总量却不确定,因为所产生的熔岩只有一部分喷发到地表。而且,岩浆作用的原因仍然有争议,尤其是关于它是否是由地幔温度升高造成的。Robert White及本文其他作者发现,在北大西洋的法罗群岛附近,绝大多数玄武岩都是向内侵入到了大陆-海洋过渡带,而不是向外伸出地表。他们发现,这种熔岩作为岩床侵入到了下层地壳中,与大陆构造相交叉,不是像人们经常所假设的那样成为一个由100%熔岩构成的“底板”(underplate)。本文作者得出结论认为,他们的结果表明,熔岩生成的主导控制因素是地幔温度上升,其生成并不要求在断层之下发生比较活跃的小规模地幔对流,也不要求在大陆分裂时存在富集地幔(fertile mantle)。(Letter p. 460)
生物复杂性与其演化能力之间的关系(Evolution: Complexity no handicap)
Pleiotropic scaling of gene effects and the 'cost of complexity'
随着越来越多基因组序列数据的获得,研究人员就可以通过复杂的分析来研究有关遗传及表现型的演化生物学问题。Wagner等人通过测定基因多效性(pleiotropy,即一个基因突变所产生的多种效应)在小鼠骨架特征上的效应,对演化生物学中的一个基本问题——生物复杂性与其演化能力之间的关系进行了探讨。关于小鼠基因组中影响70个骨架特征102个定量特征位点的数据表明,对于高等生物来说没有“复杂性成本”(cost of complexity),因为大多数突变只影响很少的特征,而且这些效应的大小并不会增加复杂性。(Letter p. 470)
昆虫激素对雄性和雌性果蝇的不同影响(Insect pheromones: Scent different ways)
The Drosophila pheromone cVA activates a sexually dimorphic neural circuit
尽管两性之间存在极大的行为差异,但令人吃惊的是,对任何物种,研究人员都几乎没有发现能够将雄性与雌性脑区分开来的解剖特征。现在,用果蝇所做的研究工作揭示了雄性和雌性之间在其对昆虫激素cVA (cis-vaccenyl acetate)的反应方面存在差异的一个引人注目的例子。雄性释放该激素,而雄性和雌性都能探测到该激素,而且它们都是通过其触须中明显完全相同的神经回路来探测的。 该激素的气味诱使雌性去接受雄性,但在作为竞争对手的雄性身上,它却抑制求偶行为。用来获得这一发现的单一神经元跟踪方法也应当可用来研究其他通过遗传手段能够跟踪的物种的神经系统,如小鼠。(Letter p. 473)
小鼠对向上运动的目标特别敏感(Vision: Things are looking up)
Molecular identification of a retinal cell type that responds to upward motion
任何神经回路(如眼睛中的视网膜)的功能与其连接情况直接相关,这是由不同类别神经元的功能及其对伙伴的选择决定的。这些特征由每个神经元的基因组成及分子相互作用决定,但一直难以从基因层面上到细胞结构和回路功能层面上建立一个连续的联系。In-Jung Kim等人研究出一个解决这一问题的新颖的交叉学科方法,并将其应用于视网膜神经节细胞。他们发现了一种新型的视网膜神经元,是由一个基因标记识别出的,这种神经元具有一个独特的细胞形状和一个独特的功能。这种类型的所有细胞都指向一个方向。令人惊异的是,这些细胞对在通过生物物理方法根据其结构预测出的方向上(即向上的方向上)运动的目标反应最好。该发现提出了一个有趣的问题: 为什么小鼠会对向上运动如此敏感?(Letter p. 478)
与植物气孔闭合有关的一种蛋白(A stomatal ion channel)
CO2 regulator SLAC1 and its homologues are essential for anion homeostasis
in plant cells / SLAC1 is required for plant guard cell S-type anion channel function in stomatal signalling
叶子下面的气孔控制植物与大气之间二氧化碳和水的交换。气孔孔径由跨越保卫细胞(guard-cell)膜的离子和代谢物的运输来调控。此前,没有植物胞质膜阴离子通道亚单元被克隆出来,这也许有点让人吃惊,而且研究表明,动物阴离子通道的同源基因并不编码植物的功能性离子通道。现在,两个独立的研究小组发现了一种蛋白,它是S-型阴离子通道功能的一个必要成分,是气孔响应于各种生理及压力刺激而闭合所必需的。被称为SLAC1的这种蛋白是真菌和细菌二羧酸/苹果酸运输蛋白的一个“远房亲戚”(亲缘关系较远的同源物)。(Letters pp. 483, 487)
SIRT6与端粒调控的关系(Telomere regulation)
SIRT6 is a histone H3 lysine 9 deacetylase that modulates telomeric chromatin
哺乳动物Sir2因子SIRT6曾被发现调控基因组稳定性、与衰老相关的病变及调控小鼠的寿命,但SIRT6发挥功能的分子机制以前并不知道。现在,研究表明,在哺乳动物端粒上调控染色质架构的是一种组蛋白去乙酰基酶。SIRT6的删除导致端粒功能丧失和细胞衰老。SIRT6是WRN的稳定关联所必需的,后者是一个在Werner综合症(一种引起衰老加速的症状)中发生突变的因子。(Letter p. 492)
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