本期《自然》杂志精选了多篇重要研究,涵盖基因组学、神经科学、气候科学、行星科学、古生物学、合成生物学和癌症生物学等领域。
挪威云杉基因组测序完成
“云杉基因组项目”联合课题组发表了第一种裸子植物——挪威云杉的基因组草稿。该基因组来自1959年在瑞典中部获得的一棵树,大小为20千兆碱基对,比拟南芥基因组大100倍,但基因数量相近。基因组庞大是由于可转位元素的积累。对另外五种裸子植物基因组的比较测序显示,可转位元素多样性也存在于现存针叶树中。数据可在ConGenIE网站公开获取。
非专门化神经元在认知中的作用
当动物执行认知任务时,前额皮质中的单个神经元常根据行为相关方面进行适应性调整,产生难以解读的组合反应。本研究对执行“目标顺序记忆任务”的猴子进行神经活动记录,发现具有混合选择性的神经元与高度专门化的神经元所含信息量相当,且在某些方面具有计算优势。研究开发的新计算方法有助于分析这些广泛存在但少被研究的混合选择性神经元。
北冰洋在全球气候变化中的影响
北冰洋通过海冰产生及对“大西洋经向翻转环流”的贡献影响全球气候。Sharon Hoffmann等人测定了7个海洋沉积芯中的镤-231/钍-230同位素比,分析冰期、冰消期和间冰期“颗粒活性元素”的沉积模式。发现北冰洋在过去35000年始终向大西洋输出海水,这与许多其他地区不同,后者冰期-冰消期气候变化与海洋环流深度改变相关。
地球和金星属于不同类型
行星形成理论假设相同大小和组成的行星有相同早期冷却历史。Keiko Hamano等人发现类地行星根据从热熔融状态固化过程中的演化历史可分为两种类型:第一种在几百万年内固化,保留大部分水形成海洋;第二种岩浆海洋维持长达1亿年,“水力散逸”作用使其脱水。地球属于第一种,金星在临界距离附近形成,干燥表面和地幔表明它可能是第二种。
“旧世界”共存的猴子和猿类
分子证据表明人科动物与猕猴科动物在2500万至3000万年前分开,但化石证据只追溯到约2000万年前。Nancy Stevens等人在坦桑尼亚东非大裂谷发现了同时属于“旧世界”猴子和猿的动物化石,年代精确测定为2520万年前,属于渐新世,大大延长了这两类动物已知共存的时间范围。
简化有关活细胞的计算方法
合成生物学中基因控制系统设计受数字逻辑支配,但复杂。Timothy Lu等人利用自然细胞中的模拟构造单元在对数范畴内执行算术运算。模拟回路可与数字回路集成,用更少要素实现生物感应中宽动态范围的复杂计算。
癌细胞的“内吞”营养机制
致癌Ras蛋白促进“巨胞饮”,这是一个内吞过程,细胞外流体及其成分通过“巨胞饮小体”被内化。Dafna Bar-Sagi等人发现Ras改变的细胞可利用此过程“吃”细胞外蛋白,蛋白降解产生支持肿瘤生长的自由氨基酸。抑制“巨胞饮”可能对治疗某些癌症有效。
(田天/编译)