封面故事：人造神经运动装置

本期封面展示了BrainGate飞行员临床试验的第一位参与者Matt Nagle。在颈部脊髓损伤后，他的胳膊和腿无法活动。布朗大学神经科学系的研究人员与生物技术公司Cyberkinetics及其他三个机构合作，发现与运动相关的信号可通过植入的BrainGate芯片从大脑向外传递，使患者能够驱动电脑屏幕光标并启动简单的自动装置。这种人造神经运动装置有望为研制能够替代或恢复瘫痪患者丧失的运动功能的系统铺平道路。在此之前，这类工作主要在猴子身上进行。最近的一项研究显著提高了这类装置的运动速度，使得研制临床可用的脑机接口前景更加乐观。

减数分裂过程的控制

在筛选导致减数分裂缺陷的突变过程中，研究人员识别出关键蛋白。尽管大量分子遗传学研究证实了该蛋白在减数分裂中的核心作用，但其生化性质仍知之甚少。Matthew Neal和Scott Keeney评述了减数分裂重组分子步骤的最新研究，重点介绍了Dmc1及其辅助蛋白。减数分裂重组中DNA链交换的控制是一个复杂过程，对有性生殖至关重要，结合生化和遗传学方法的研究将有助于解释染色体行为的这一方面。

GRB早期余辉开始的时间

当观测到明亮的伽马射线暴（GRB）时，爆发后最初几分钟内会出现两种不同类型的光辐射，称为“瞬发”辐射和早期余辉。GRB 050820a为天文学家提供了回答“早期余辉何时开始？”的机会。答案并非通常假设的GRB触发时刻，而是与根据瞬发光学和伽马射线辐射测量的能量释放相关的响应或反响。这一结果为GRB研究开辟了新领域，因为对脉冲能量的响应可用于探索喷射流和周围介质的性质。

Odontogriphus omalus的身份已确定

Odontogriphus omalus是来自加拿大寒武纪中期Burgess页岩的奇异化石，形似充气床与咖啡研磨机的杂交体。其“有问题”的状态源于原始化石无法对应任何已知动物类群。现在，基于189个新标本的研究发现，该化石属于一种无壳软体动物，以古代海床上的藻垫为食。重新解释的关键是识别出软体动物典型的早期进食器官——齿舌，一种锉刀状硬器官，用于从岩石上剥离藻类。这一结果为了解重要动物类群的早期历史打开了新窗口，并促使科学家重新评估与寒武纪“大爆发”前多细胞动物起源相关的其他谜样化石。

性能超越晶体电子装置的液相电子装置

当今最好的电子和光电子装置通过在单晶基质上进行半导体晶体生长制成。近年来，《自然》发表了100多篇关于从溶液相获得替代装置的论文。与传统的晶体半导体装置相比，溶液相装置具有易制造、物理灵活性高且成本低的优势。然而，其电子性能较差。现在，多伦多大学的一个小组报告了硫化铅胶体量子点体系，其性能实际上超越了最新的晶体装置。

大气中羟基自由基的变化

羟基（OH）自由基主要决定大气的氧化能力，对清除影响人类健康、气候变化和作物产量的污染物至关重要。普遍认为空气污染增加会威胁大气氧化功效，但OH趋势数据匮乏。因此，1999至2003年间在德国南部Hohenpeissenberg气象观测站获得的长期测量数据极具价值。数据显示OH水平无明显趋势。令人惊讶的是，鉴于该自由基参与的众多反应，OH变化与太阳紫外辐射呈密切线性关系。

非火山地震的根源

非火山地震（类似火山下岩浆运动引起的地震活动，但远离任何火山活动）约6年前首次在日本东南的南开海槽消减带被观测到，随后在卡斯卡底古陆消减带和圣安德列斯断层下也被观测到。这种“新型”地震活动的机制仍不清楚。现在，日本西南的地震监测结果用于确定与非火山地震相关的低频事件位置。这些地震发生在板块界面上，证据表明它们及相关地震由板块界面上流体导致的剪切滑动产生，而非流体直接流动。

最喜欢酸的产烷生物

微生物学家成功培养出迄今最嗜酸的产烷生物。新物种发现于纽约州的McLean沼泽，属于“甲烷微生物”类群。该物种最适生长pH约为5，此前纪录保持者为Methanobacterium espanolae，最适pH在5.5至6之间。虽然其他产烷生物能在低至pH 4.5的环境中存活，但该新物种是首个在酸性条件下表现出生长和最佳产烷性能的物种。生活在酸性土壤泥炭沼泽中的微生物是大气甲烷的重要来源，与全球变暖相关。

一类新的小RNA：piRNA

在RNA干扰中，小RNA（siRNA或miRNA）用于调控基因表达，作为特征因子引导RISC复合物至互补mRNA靶标。RISC的主要成分是Argonaute家族蛋白。两个独立研究小组发现了一类新的小RNA，与Argonaute家族分支Piwi类蛋白相互作用。这些睾丸特异性小RNA（称为piRNA）比已知小RNA稍长。piRNA功能尚未确定，但可能在精子发生中发挥作用。

肌浆球蛋白-V的三维结构

细胞利用运动蛋白肌浆球蛋白将特定成分运送到正确地点。Liu等人确定了肌浆球蛋白-V抑制状态的三维结构，揭示了解决分子马达返回出发点问题的新机制。当肌浆球蛋白-V未运载货物时，采用紧凑结构，与快速踏板运动的肌动蛋白细丝结合。另一篇论文中，Thirumurugan等人利用多种方法证明，无货物时，肌浆球蛋白-V的货物结合区域结合到自身运动区域的特定靶点，抑制其沿肌动蛋白轨迹的运动并削弱与肌动蛋白的结合。这两篇论文揭示了细胞巧妙控制货物运输的机制。