推 cyic: 12/06 18:06
有需要深入內容者可至Nature原始網站參考
http://www.nature.com/nature/journal/v450/n7167/index.html
http://news.biox.cn/content/200711/20071108003424_2812.shtml
責任編輯：曉宇
2007年11月8日Nature中文摘要
來源：生命經緯 | 2007-11-8 0:34:24 | 閱讀 35次
封面故事： 一組關於果蠅研究的重要文章
本期Nature發表了一組關於遺傳實驗室中常用動物果蠅的重要論文。中心的一篇（
203頁）是由「果蠅12基因組聯合體」發表的關於10種果蠅基因組序列的論文。該
文將10種新測序的基因組（所對應的果蠅種分別為sechellia、 simulans、
yakuba、 erecta、 ananassae、 persimilis、 willistoni、 mojavensis、
virilis 和 grimshawi）與兩個以前已知的序列（分別對應D. melanogaster 和
D. pseudoobscura）進行了對比。由此獲得的遺傳變異數據庫對關於推動物種形
成的演化力的研究非常有價值。第二篇重要的合作論文（219頁）對這12個果蠅基
因組序列進行了分析，以尋找在演化過程中保留下來的元素，並且報告了很多特定
序列主題在保留與功能之間的關係。研究人員發現了一個細緻的監管網絡，其作用
是識別對蛋白進行編碼的基因和外顯子、RNA基因、微RNA和它們的作用目標。一篇
「News and Views」文章對這些基因組論文做了討論。 另外兩篇研究論文利用新
的基因組數據來研究基因表達：第一篇研究的是表達偏向於雄性的基因和對每個種
來說獨特的基因（233頁）；第二篇對果蠅性染色體上的基因劑量補償的演化進行
了跟蹤（238頁）。四篇新的評論文章分析了關於果蠅的最新研究工作是怎樣將這
種在遺傳上適應性很強的實驗室模型動物帶入激動人心的新領域的。Pierre
Leopold 和Norbert Perrimon對內分泌和體內平衡方面的研究進展進行了評論，這
些進展奠定了果蠅作為哺乳動物生理學、甚至人類疾病研究模型的地位（186頁）
。根據Thomas Lecuit 和 Loic Le Goff的報告（189頁），果蠅已經被證明是研究
控制生長中的組織中的細胞形狀的通道的一個強大體系。Leslie Vosshall對將果
蠅的神經回路和行為聯繫起來的重要研究工作進行了評論；John Lis對重寫了教科
書上關於轉錄和基因表達的觀點的果蠅研究工作進行了評論（193頁）。Claude
Desplan對過去30年間果蠅研究工作的變遷進行了綜述。（Essay）
金屬有機化學
催化性烯烴置換是一個功能強大的化學轉化過程，可被用來將相對簡單的含雙鍵的
化合物轉化成更複雜的化學結構。為此，它引人注目地豐富了化學合成領域的內容
，因為它可被用來制備天然產物、藥類化合物和聚合物。在這篇Review文章中，
Amir Hoveyda 和Adil Zhugralin對使得這一獲得諾貝爾獎的反應得以進行的催化
劑進行了討論，介紹了置換過程何以可被用來合成複雜的天然產物，指出了仍然需
要化學界去研究、以充分實現這一催化過程潛力的幾個關鍵問題。
一個新概念的cQED體系
物理學的一個中心目標是瞭解物質與光之間的相互作用。在「腔量子電動力學」（
cQED）中，一個光學諧振器可被用來增強原子的這種相互作用。以前的研究工作已
經演示了所謂的「強耦合」，在這個體系中，各個原子的輻射特性與光場的狀態密
切相關。Brennecke等人（Letter p. 268）和Colombe等人（Letter p. 272）現在
演示了一個新概念的cQED體系。在這個體系中，原子被冷卻，直到它們形成一種玻
色-愛因斯坦凝聚態（佔據一個物質-波場的一個模式），並與光場進行相同地、強
力地耦合，共享一個激發。這個結果也許能為在量子通信和信息處理方面的應用打
開大門。
能優化蛋白三維結構模型準確性的計算方法
「蛋白折疊問題」（protein folding problem）和「相問題」（phase problem）
對生物學家來說是有名的難解之謎。Qian等人利用一種新的計算方法來優化蛋白的
三維結構模型。當用來優化由NMR數據生成的模型時，他們的方法能提高這些模型
在骨幹構型和核心側鏈位置上的準確性。這種方法可被用來生成用於解決分子置換
試驗中的X-射線晶體學相問題的明顯更好的解決方案，同時還能產生可用於分子置
換的一個蛋白結構預測結果。
土壤中的新鮮碳和古老碳
世界上的土壤儲存的碳多於生物質和大氣中所存在的碳。現在，實驗證據表明，將
來自新鮮植物的碳向下層土壤輸送可刺激微生物活動，導致有千年時間的碳的礦化
。這個結果支持最近提出的一個觀點，即深層有機碳的保持是由於分解者缺少能量
，而新鮮碳的供應量在深層一般都較低。這所反映的問題是，大量的這種深層碳將
不會對溫度的未來變化做出反應，因為分解受到新鮮碳供應的限制，從而限制了人
們預測存在 的在全球變暖與土壤有機碳分解之間的正反饋。這些結果可能意味著
，任何會增加沿土壤剖面的新鮮碳分佈的管理實踐（如耕地作業、以及具有廣泛根
系的抗旱作物的使用等）都將刺激這種古老的、被埋藏在地下的碳的損失。
土星轉動週期之謎
巨型行星的轉動週期通常是通過射電發射來測量的。在土星上，射電週期（以及磁
圈磁場）多年間以正負1%的幅度進行波動。這是「卡西尼」時代的一個主要謎題。
Zarka等人發現了這一週期的迅速波動（20-30天），並且表明其可能的原因是土星
附近太陽風速度的變化。太陽風似乎對土星的磁圈有深度影響。最終也許有可能消
除太陽風的這種影響並確定土星真正的轉動週期。
果蠅探測環境濕度的分子機制
自上個世紀初以來，科學家就已經知道很多生物具有探測環境濕度的能力。實際上
，對很多生物來說，這種能力是生存的關鍵。昆蟲身體很小，這使得它們對於濕度
的變化尤其敏感，因此昆蟲一直是研究這種感覺能力的最好模型。然而，儘管科學
家做了很多努力，但這種感覺的細胞和分子機制仍然是一個謎。現在，Liu等人提
供了關於這一複雜感覺體系中所涉及的分子機制的一些線索。他們發現，果蠅的三
個TRP通道參與濕度的探測：water witch (ww)是探測潮濕空氣所需要的，而
nanchung (nan) 和inactive (iav)是探測乾燥空氣所需要的。他們還發現，表達
這些通道的神經元能夠刺激果蠅觸角上不同的傳感性茸毛。機械傳感模塊可能是決
定果蠅這種探測其所碰到的環境提示的能力的生理基礎，而這些環境提示也許又能
使環境中水分含量的微小變化能夠被探測到。
Smo的胞質尾傳輸Hh信號的機制
Hedgehog (Hh)形態發生素（morphogen）在從昆蟲到哺乳動物在內的很多不同動物
物種的各種不同成形事件中決定細胞的分化和增殖。7-跨膜蛋白Smo跨越胞質膜傳
導Hh信號，但科學家對Smo激發的分子機制卻很不瞭解。Zhao等人通過實驗揭示了
Smo的胞質尾傳輸Hh信號的機制。
關於對流層和平流層臭氧的研究工作
臭氧是地球對流層化學和熱平衡的關鍵，控制大氣的這一層通過形成羥基自由基來
氧化和清除其他污染物的能力。對流層臭氧還是一種重要溫室氣體。雖然低層對流
層中的光化學是對流層臭氧的主要來源，但臭氧的平流層-對流層輸送對對流層臭
氧的總體氣候影響、預算和長期趨勢來說也很重要。這裡，Hocking等人介紹了利
用現代化windprofiler雷達、並將它們與頻繁的臭氧探空儀發射和計算機模擬結合
起來分析平流層臭氧對對流層臭氧可能產生的影響的研究工作。
心臟的非對稱性
在過去的10年，人們在瞭解左-右成形機制方面取得了明顯進展。然而，不對稱形
態發生的細胞和分子基礎基本上仍然是不清楚的。Yashiro等人發現，轉錄因子
Pitx2能在心臟的外流道中誘導產生一個動態的形態變化，這能導致向鰓弓動脈系
統的血液供應出現不對稱。這種不均衡的血液分配導致有差異的信號響應，後者引
起大動脈發生非對稱的改造。
組蛋白去甲基化酶JHDM1B的功能
組蛋白修飾（如賴胺酸殘跡的甲基化）能影響染色質結構和基因表達。組蛋白甲基
化可以被JmjC-domain家族的組蛋白去甲基化酶逆轉。這樣一種組蛋白去甲基化酶
JHDM1B曾被認為是一個腫瘤抑制因子。在本期Nature上，Frescas等人介紹，
JHDM1B抑制核糖體RNA基因的表達，它涉及組蛋白H3的三甲基化賴胺酸-4殘跡的去
甲基化。JHDM1B還影響細胞生長和增殖，所以JHDM1B的水平降低也許有助於腫瘤發
育。
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