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Author Page） 决定细胞形状的机制（How cells change shape） Mechanism of shape determination in motile cells 细胞形状由很多因素的相互作用决定，如细胞骨架、细胞膜及细胞与它们基质的相互作 用。Keren等人分析了来自鱼皮的一大类可动细胞（角膜基质细胞）中细胞与细胞之间 的天然差异，发现了决定形状的机制。他们建立了一个模型，该模型能够根据关於在一 个不能扩展的膜袋中单调工作的一个肌动蛋白网络的模型（这个模型从物理学上来讲是 符合实际的，从分子学上来讲是详细的）来准确预测细胞形状和速度。 （Article p. 475; News & Views; Author Page） 26S蛋白酵素体已知成分Rpn13的新功能 Proteasome subunit Rpn13 is a novel ubiquitin receptor / Ubiquitin docking at the proteasome through a novel pleckstrin-homology domain interaction 26S蛋白酵素体是一个多亚单元（multisubunit）复合体，能够选择性降解泛素共轭的 蛋白。两项研究表明，该蛋白酵素体一个已知成分即Rpn13的功能是充当一个新颖的泛 素结合受体。结构研究显示了泛素识别的一个新颖方式。Rpn 13还是一种去泛素化 （deubiquitinating）酵素的一个受体，说明泛素链识别与分解之间存在一个联系。 （Article p. 481; Letter p. 548; News & Views） 大肠杆菌链交换蛋白RecA的结构（DNA repair: Fair exchange） Mechanism of homologous recombination from the RecA–ssDNA/dsDNA structures 逆转DNA损伤的一种方式是一个未损伤的DNA与一个损伤的DNA之间的同源配对，这是由 一组被称为“链交换蛋白”的蛋白调控的一个过程。现在，Chen等人介绍了DNA修复领 域的一个“圣杯”：结合到一到两个DNA分子上的大肠杆菌链交换蛋白RecA的结构。以 前，超过12种细菌、古细菌和真核RecA-家族成员的晶体结构已被确定，但因为RecA形 成DNA上的一个细丝，所以以前还没有获得RecA-DNA复合物的晶体结构。这项新的研究 避免了让一种聚合物结晶的问题，办法是设计代表该细丝有限片段的RecA-DNA复合物。 （Article p. 489; News & Views） 胶凝作用产生机理的解释（Explaining gelation） Gelation of particles with short-range attraction 纳米尺度颗粒或胶粒能够改变材料的性质，使很多不同流体具有固体一样的行为。这种 行为是在颗粒聚集形成中尺度团块和网络时出现的。人们对胶凝作用提出了无数情景设 想，但却没有达成共识。本文作者们报告的实验研究表明，具有各向同性、短距离吸引 力的球粒的胶凝是由旋节分解（spinodal decomposition）引发的；这种热力学不稳定 性诱发密度波动的形成，导致形成被称为“spanning clusters”的团块，後者动态停 滞，形成一种凝胶。对胶凝作用的这种简单描述应可应用於任何有短距离吸引力的颗粒 体系。 （Letter p. 499） 研究古大气条件的一个新的代理指标（A new proxy for ancient atmospheres） Triple oxygen isotope evidence for elevated CO2 levels after a Neoproterozoic glaciation 在地质时间尺度上关於地球大气层过去组成的信息难以获得。所以，关於古大气条件的 一个新的稳定同位素代理指标的问世是一个引人瞩目的事件。这个代理指标，即来自古 蒸发岩和重晶石的硫酸盐的三氧同位素组成，反映出过去7.5亿年存在可变的负17O异 常。这种异常反映了大气中O2的情况，反过来也反映了通过一个同温层O3-CO2-O2光化 学反应网络所产生的部分CO2压力。与模拟结果相一致的是，该代理数据表明，与更早 的年代相比，早寒武纪存在一个高CO2大气层。重要的是，来自Marinoan碳酸盐岩帽 （距今大约6.35亿年前）的重晶石的17O异常表现出明显的负尖峰，说明当重晶石在碳 酸盐岩帽序列中沉积时 CO2含量仍然很高。这个发现支持新元古代“雪球地球”假设和 /或Marinoan冰川化後大量甲烷释放的说法。（Letter p. 504） 火山穹丘熔岩的研究（Seismogenic lavas: Explosive collapse） Seismogenic lavas and explosive eruption forecasting 火山一般要经过穹丘生长和坍缩的几个周期，其中的坍缩过程有时会是非常具有爆炸性 的。在火山穹丘生长爆发中所涉及的高度晶体化的熔岩中所发生的延性—脆性转变 （ductile-to-brittle transition）的性质，可能是对穹丘生长和稳定性进行准确描 述的关键。Lavallee等人将流变学实验与连续微型地震监测结合起来，发现这种穹丘熔 岩是能够产生地震的，地震活动性在整个延性—脆性转变过程中变化很大，直到在高应 变率时发生彻底脆裂。本文作者得出结论说，对这种岩浆地震活动性进行监测，也许能 够提高对一些火山爆发的预测水平。 （Letter p. 507） 能够引发地震的熔岩（Seismogenic magma: Breaking news） Evidence for seismogenic fracture of silicic magma 火山一般要经过穹丘生长和坍缩的几个周期，在穹丘生长过程中，很多地震会在火山中 发生。在硅质熔岩中丰富延性—脆性断层构造的发现导致了一个反直觉的假设：地震事 件可能是由喷发熔岩本身内的断裂和断层形成诱发的。现在，Tuffen等人介绍了他们所 做的实验，在这些实验中，他们在模拟的火山条件下使富含硅石的高温熔岩发生变形， 以验证这样一个假设：高温熔岩断裂是能够产生地震的。他们发现，在实验中所记录到 的声发射表明，能够产生地震的断裂在喷发温度下既能发生在富含晶体的硅质熔岩中， 又能发生在不含晶体的硅质熔岩中，从而延伸了能够引发地震的断层形成过程的已知条 件的范围。 （Letter p. 511） 将现代—古代两栖类联系起来的一种动物化石（An amphibian to bridge the gap） A stem batrachian from the Early Permian of Texas and the origin of frogs and salamanders 两栖动物（青蛙、蝾螈和蚓螈）的起源是脊椎动物演化领域最有争议的问题之一，这是 因为在今天的两栖类与已经绝灭、形成化石的两栖类之间存在很大的形态及时间鸿沟。 现在，来自德克萨斯早二叠纪地层的一种异常完整的古生代两栖动物化石的发现，帮助 弥合了这个鸿沟。这一新发现的化石整体上像一种离椎亚目（temnospondyl）动物（远 古时代的一类两栖动物），但却有很多现代青蛙、蟾蜍和蝾螈的特徵。种系发生分析将 现代两栖类分成两类，牠们是在距今大约3.3亿年前的某个时候分开的，其中青蛙、蟾 蜍和蝾螈与离椎亚目有关，而蚓螈则更接近壳椎两栖类（lepospondyls）（远古时代两 栖动物中的另一类）。 （Letter p. 515） 胚胎干细胞自我更新无需外来指令（Embryonic stem cells: In search of the ground） state） The ground state of embryonic stem cell self-renewal 胚胎干细胞自我更新一般被看作是依赖於由培养介质中的外源因子对各种不同转录通道 的刺激。对在各种不同细胞培养条件下的小鼠胚胎干细胞所做的一项新的研究表明，事 实上，胚胎干细胞自我更新并不依赖於外来指令，而是可以被诱导分异的因素的消除、 被糖原合成酵素——激酵素-3的抑制所诱发。这说明，在没有外来指令的情况下胚胎干 细胞基态是自我更新的，这种自足性更像一种单细胞生物的自足性，而不像我们所预料 的普通後生动物细胞的相互依赖性。 （Letter p. 519） 心脏细胞将可在体外培养（Heart cells to order） Human cardiovascular progenitor cells develop from a KDR+ embryonic-stem-cell-derived population 从人类胚胎干细胞分异和分离最早的人类心脏先祖细胞之一的一种方法已经被研究出 来。通过在发育的适当阶段将几种生长因子组合施用，这些细胞在体外就能形成心脏、 内皮和血管平滑肌，而且移植後在体内也能形成。当放在培养中时，它们能形成收缩的 心肌细胞。将这些细胞移植进受损的小鼠心脏，可改善心脏功能。这些细胞对於研究心 脏发育将是有用的，并且可为在体外培养心血管组织和为向心脏病的大型动物模型移植 提供丰富的先祖细胞来源。 （Letter p. 524） 一种新形式的白血病（A complicated cancer） Multi-genetic events collaboratively contribute to Pten-null leukaemia stem-cell formation 研究人员通过删除胎儿肝脏造血干细胞中的Pten肿瘤抑制基因，已经在小鼠体内建立了 一种新的白血病模型。这种小鼠会患上“骨髓异常增殖综合征”，这种病能导致急性T- 淋巴母细胞性白血病。病情发展是由白血病干细胞推动的，这些干细胞需要beta catenin，并且还有一个导致Myc致癌基因过度表达的转位，与在人类急性T-淋巴母细胞 性白血病中所发现的类似。该研究说明了多基因改变何以能够引起增殖疾病并发展成癌 症。 （Letter p. 529） 假基因的真功能（Pseudogenes: Not without influence） Pseudogene-derived small interfering RNAs regulate gene expression in mouse oocytes / Endogenous siRNAs from naturally formed dsRNAs regulate transcripts in mouse oocytes 在演化过程中，很多基因经过了复制，其中的一个版本积累了使其失去功能的突变。这 些假基因一般被认为是基因组中相当没有意义、没有前途的基因。然而现在，人们发现 它们似乎并不是那麽简单。两个小组在本期Nature上报告了事实上能够影响基因表达的 假基因。其中的机制涉及将来自假基因的RNA反义转录与蛋白编码基因的mRNA配对，形 成一个duplex RNA，它又被处理成内生siRNA。 （Letters pp. 534, 539） 细胞中“离群者”的行为（Pluripotency: Cell-to-cell variations） Transcriptome-wide noise controls lineage choice in mammalian progenitor cells 即便是在克隆的细胞群中，细胞与细胞之间也有显着的表现型差异。这可能反映了基因 表达所固有的“噪音”；或者不同的细胞状态可能代表稳定的表现型变体。Chang等人 分析小鼠造血干细胞（这些造血干细胞对干细胞标记Sca-1有非常高的表达）一个克隆 细胞群中的一个“离群者”的行为，并且发现，离群者拥有与众不同的转录组 （transcriptomes）。这些转录组最终变回了中值细胞（median cell）的转录组。虽 然它们是不同的，但它们有可能驱动细胞去表达不同细胞命运的特点。所以，基因表达 的克隆异质性可能并不是由於各个基因的表达中所存在的噪音，而是反映了一个缓慢波 动的转录组的亚稳态。这些波动在细胞命运决策中可能决定着多能先祖细胞可逆的、随 机的启动。 （Letter p. 544） 能“偷”ATP的寄生虫（Living on borrowed ATP） A novel route for ATP acquisition by the remnant mitochondria of Encephalitozoon cuniculi Micosporidia，包括寄生虫Encephalitozoon cuniculi（人体中的投机性病原体），经 历了极端的基因组和细胞缩减。它们没有线粒体，而是含有被称为mitosome（线粒体残 迹）的残留细胞器。但这些生物需要以某种方式获得ATP，现在有证据表明，E. cuniculi可以利用细菌一样的运输蛋白从其真核细胞宿主的胞质溶液中“偷”ATP。 （Letter p. 553） --

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