2005年10月6日《自然》杂志内容摘要,参考NATURE CHINA,如有出入以英文原文为准。
封面故事:短伽马射线暴
伽马射线暴(GRB)分为“长而软”和“短而硬”两类。长暴余晖持久,已被广泛研究,源于遥远星系中巨大恒星的爆炸。短暴余晖微弱,难以观测。2004年11月发射的Swift卫星专为捕捉伽马射线暴而设计,已成功观测到长暴(见8月18日《自然》)。近期,Swift观测到短暴GRB 050509b,精确定位并探测到其X射线余晖。本期《自然》四篇论文报告了该短暴及另外三个近期短暴。自首次发现20年后,科学家终于确认短暴可能源于双星系统中两颗恒星的合并及黑洞的同步形成。
中国医生宣称干细胞疗法治疗ALS和严重脊髓损伤
ALS(肌萎缩侧索硬化症)是一种快速进展的神经肌肉疾病,又称“渐冻症”,90%患者在确诊后5年内死亡。中国医生黄红云宣布,干细胞疗法可治愈ALS和严重脊髓损伤,引发广泛关注。然而,治疗程序和疗效仍存争议。
磷霉素生物合成中一种酶的结构
为应对耐甲氧西林和万古霉素的金黄色葡萄球菌,新抗生素磷霉素被开发,其合成涉及无生物学先例的酶反应。该反应由自由基介导的环氧化作用催化,由生物合成途径中的最后一种酶完成。现已确定该含铁酶在四种中间态的结构,揭示了催化过程中的构象变化。此工作有助于新型抗生素设计和单核铁骨架的蛋白质工程。
原生代海洋缺氧多硫
氧气含量上升标志着长达25亿年的低氧海洋时代的结束。地球化学证据表明,尽管在原生代中期(18亿至8亿年前)氧气含量上升,海洋仍基本保持缺氧多硫状态,不利于多数生命形式。在澳大利亚北部海盆16亿年前的沉积岩中发现的分子化石(烃类生物标志物)为理解当时海洋生态系统提供了线索。这些生物标志物记录了一个缺氧多硫的世界,不适合产氧藻类,但适合产硫化物的绿色和紫色细菌大量繁殖。整体上,这些生物标志物提供了原生代海洋状况的生物学证据,当时海洋氧含量远低于今天。
模拟细菌游泳的微型人工装置
此前制造模拟细菌等细胞游泳的微型人工装置的努力几乎未成功。一种类似精子的人工游泳装置已问世,但运动方向相反(朝尾部而非头部)。每个装置由DNA连接的胶体磁性颗粒链组成,形成柔性磁力驱动“鞭毛”,附着于红细胞上。该装置使研究人员能系统探索纳米尺度游泳的最佳条件,还可用于微小物体精确定位或微量液体操纵。
地震的远程诱发机制
1992年Landers地震在加州其他地区诱发一系列地震,引发对远程诱发机制的关注。实验室中颗粒材料在压力下的实验表明,地震波作用于断层,诱导断层内核表现出弹性非线性行为,伴随断层弱化和断裂。该“软化至弱化”模型符合真实地震观测结果。
辽宁新发现两个翼龙化石
在中国东北辽宁省的化石产地,研究人员曾发现大量飞行爬行动物化石。现新发现两个翼龙化石,生活于约2.25亿年前的白垩纪,属于此前仅在欧洲发现的类别。分析表明,当时鸟类种类和数量超过翼龙;鸟类局限于内陆,而翼龙主要生活在沿海地区。
“利索新”并非由“根霉”产生
抗肿瘤药物利索新(Rhizoxin)曾被认为由根霉(Rhizopus microsporus,引起水稻枯秧病的病原体)产生。但研究发现,根霉并非真正生产者,实际由伯克霍尔德菌属(Burkholderia)细菌合成,该细菌作为内共生体生活在真菌中。利索新在植物细胞中引起细胞周期停滞,真菌病原体及其细菌共生体均受益于腐烂的植物物质。
1918流感病毒基因组
了解1918-1919年流感大流行病毒的起源和毒力是长期目标,因类似病毒可能再次出现。1918年未分离出病毒,直接研究不可行。1995年启动基因组测序,利用从1918年流感死者组织中分离的RNA片段。现已完成聚合酶复合物编码序列的测序,基因组序列全部完成。数据表明,1918年流感病毒为禽类病毒,后适应人类。在印度尼西亚报告人类H5N1禽流感后,这一结论令人警醒。本期《自然》还在线发表了美国大型项目首篇报告,利用新测序技术获取现代流感病毒全基因组信息。首批数据包括209个流感病毒分离株的基因组,已公开作为研究基准,揭示了可能导致新病毒出现的突变和片段交换。
Shh信号与神经形成的关系
信号蛋白Sonic Hedgehog (Shh) 近期被发现可促进出生后啮齿动物大脑的神经生成。利用新型基因细胞命运图谱技术,研究人员发现一组分裂缓慢的成年神经干细胞对Shh信号有反应。这些静止细胞在胚胎发生后期被保留,在Shh信号调控下自我更新,随时间产生多种细胞类型。已知Hedgehog信号参与组织修复和肿瘤生长相关的干细胞生物学,Shh调控的干细胞可能在这些过程中发挥作用。
眼睛分泌性激素
性激素由眼睛分泌的发现为性通信领域带来新见解。外泪腺分泌的雄性特异性非挥发性肽类,在物理接触(如面部装扮)中转移至雌性信息素感受器,刺激特定信息素受体神经元,引发电反应。雄性肽类属于一个此前未被识别的分泌肽多基因家族。尚未识别的雌性信号以类似方式作用,表明这些信息素通过特定求偶行为调控性通信,确保正确性识别和辨别。
类脂代谢与免疫系统的联系
免疫与类脂代谢之间发现意外联系。在正常能量输送中参与脂质运输并在动脉粥样硬化中起关键作用的载脂蛋白,被发现也在免疫系统中扮演角色。它们在T细胞激活所需的CD1介导的脂质抗原表达中发挥特定作用。该发现对微生物免疫、自身免疫和动脉粥样硬化研究具有参考价值。