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2013年10月17日《自然》杂志精选

来源:生物360 / 作者:koo / 2013-10-17

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2013年10月17日《自然》杂志精选

封面故事:科研评价体系

IMPACT: THE SEARCH FOR THE SCIENCE THAT MATTERS

每个研究资助机构都想支持重要科学研究工作,但并没有简单的公式来识别真正重要的研究工作。随着经费的减少,科学家对资源和工作机会的竞争越来越激烈,识别最好的研究工作也变得更加重要。在本期Nature上的一系列特写和观点文章中,我们分析研究工作的影响是怎样评价的,同时也提出这样的问题:今天的评价体系是否能促进最有影响的科学研究?《自然》特刊

螺旋酶Pif1促进BIR-特定性DNA合成

Migrating bubble during break-induced replication drives conservative DNA synthesis

Pif1 helicase and Polδ

当DNA被同源重组修复时,在后期阶段会发生DNA合成。现在,本期Nature上发表的两篇论文确定了DNA螺旋酶Pif1在这一反应中所起的一个作用。他们发现,虽然“断裂诱导的复制” (BIR)的最初阶段在没有Pif1存在时能正常发生,但来自一个迁移中的D-环中间体的合成会受到影响。BIR过程中的复制机制涉及一个独特的气泡样复制叉,它会导致新遗传材料的保守遗传;这与“S-相复制”(S-phase replication)形成对比,后者在细胞分裂前复制基因组,而且具有固有的诱变性。(doi:10.1038/nature12584 & doi: 10.1038/nature12585详细中文报道

iPS细胞的活体生成

Reprogramming in vivo produces teratomas and iPS cells with totipotency features

Stem cells: Reprogramming in situ

Manuel Serrano 及同事首次发现,体细胞被经典“Yamanaka因子”Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc重新编程为具有多能性的过程可以在活体中实现。对从小鼠的胃、小肠、胰腺和肾脏细胞在活体中诱导生成的“诱导多能干”(iPS) 细胞所做分析显示,它们比在体外生成的iPS细胞更接近胚胎干细胞。这些活体iPS细胞还具有生成表达胚胎标记和胚胎外标记的胚胎样结构的潜力,这说明它们具有传统iPS细胞或胚胎干细胞所没有的全能特征。(doi: 10.1038/nature12586 & doi: 10.1038/nature12559详细中文报道

多发性硬化的再生疗法

A regenerative approach to the treatment of multiple sclerosis

Multiple sclerosis: An old drug plays a new trick

Peter Schultz 及同事用大鼠“少突胶质前体细胞” (OPC) 对在体外能增强OPC分化的小分子进行了一次高吞吐量的、基于图像的筛选。利用该方法,他们识别和定性了在多发性硬化等疾病中能促进基于少突细胞的髓鞘再生的小分子。他们识别出的主要化合物是“苯托品”,一种获准用于帕金森氏症治疗的药物。“苯托品”在活体中对两个“脱髓鞘作用”疾病模型有效,同时对免疫系统没有可以测得到的影响。(doi: 10.1038/nature12647 & doi: 10.1038/nature12694详细中文报道

信息素信号指示性不成熟

A juvenile mouse pheromone inhibits sexual behaviour through the vomeronasal system

啮齿类动物的社会行为是由信息素驱动的,后者向其他个体发出有关年龄、性别和生理信息的信号。在这项研究中,Stephen Liberles及同事识别出了由在性成熟前的幼鼠产生的一种新型信息素(ESP22)。ESP22是通过眼泪释放的,激发“梨鼻器”中的神经元,抑制成年雄性针对任何表达这种信号的动物的交配行为。 因此,ESP22似乎是性不成熟的一个标志,帮助控制成年小鼠的性行为。(doi: 10.1038/nature12579详细中文报道

12个肿瘤类型的基因组“景观”

Mutational landscape and significance across 12 major cancer types

作为“癌症基因组图谱”之Pan-Cancer项目的一部分,本文作者发表了对来自超过3000个肿瘤、代表12个肿瘤类型的点突变和小“得失位”所做的数据分析。他们的发现包括127个显著突变的基因,它们来自与癌症有已经确定的联系和新发现联系的细胞过程。他们还发现,肿瘤形成所需的驱动突变的数量是相对较小的。进一步的分析还识别出了对存活有显著影响的基因以及肿瘤发生过程中的突变事件的可能时间顺序。(doi: 10.1038/nature12634 & doi: 10.1038/502306a详细中文报道

葡萄糖与心律不齐之间的联系

Diabetic hyperglycaemia activates CaMKII and arrhythmias by O-linked glycosylation

在心衰竭过程中,名为“Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶-II”(CaMKII)的酶被自主激发,从而有可能破坏离子通道的门控和钙的处理。这篇文章提出,由葡萄糖诱导的CaMKII激发在糖尿病中也许对心脏病理有贡献。作者发现,高糖会在一个特定残基上诱导CaMKII被“O-linked N-acetylglucosamine (O-GlcNAc)”共价修饰。这会激发CaMKII,增强自发钙释放事件,后者会有助于心率不齐的发生。在糖尿病患者的心脏和大脑中以及在大鼠体内发现,被O-GlcNAc修饰的CaMKII含量增加。另外,离体的灌注大鼠心脏中的心律不齐迹象会由于CaMKII失活或通过阻断O-GlcNAc修饰而被防止。(doi: 10.1038/nature12537详细中文报道

关于在临床中使用omics数据的准则

Criteria for the use of omics-based predictors in clinical trials

高吞吐量的 “omics”在临床医学中的潜力是巨大的,其中肿瘤学在采用这些技术上走在前面。通过与来自这些学科的研究人员和临床工作者合作,“美国国家癌症研究所”(NCI) 做出了一个检查单,它可以被用来确定基于omics的测试是否已做好了在临床试验中指导对病患护理工作的准备。发表在这篇Perspective文章中的该检查单着重关注在样本准备、化验、数学模拟、临床试验设计、伦理问题等等方面的最佳实践。它将被用来评估由NCI资助的临床试验(在这些试验中omics测试被用来指导治疗)的经费申请。(doi: 10.1038/nature12564

由“磁星”提供能量的超明亮超新星

Slowly fading super-luminous supernovae that are not pair-instability explosions

对最近发现的两个变暗速度慢、超明亮的超新星(被命名为PTF12dam和PS1-11ap)所做的观测,显示了相对较快的上升时间(rise time)和蓝颜色,这与“对不稳定性”(pair-instability)机制是不一致的,到目前为止被认为是对超明亮事件的最好解释。作者提出一个模型,在其中来自这些能量相当大的超新星的碎片是由磁性中子星或“磁星”提供能量的。(doi: 10.1038/nature12569 & doi: 10.1038/502310a

采用激光频率梳的拉曼光谱

Coherent Raman spectro-imaging with laser frequency combs

光谱和显微镜方面的发展对物理学、化学和生物学都产生了深远影响。特别有价值的是能够以非破坏性和化学灵敏性方式探测复杂系统的无标记方法(label-free methods),最好还具有高的空间和时间分辨率。这种能力是由相干拉曼光谱提供的,而现在Takuro Ideguchi等人发现,相干拉曼光谱可以用两个激光频率梳实现,从而允许覆盖很宽波长的光谱能够在微秒时间尺度上、在单一探测器上以高分辨率被检测。通过进一步的系统开发,该方法预计将会提供激动人心的新机会——不仅是在光谱方面,而且还包括对生物过程等的实时显微镜观察。(doi: 10.1038/nature12607 & doi: 10.1038/502307a

“扩散蠕变”过程中橄榄石晶体轴的取向

Olivine crystals align during diffusion creep of Earth’s upper mantle

橄榄石在“位错蠕变”过程中产生的“晶体优先取向”被认为是地球上层地幔中弹性各向异性的主要成因,也经常被地震学家用来确定地幔流动的方向。现在,Tomonori Miyazaki等人发现,与透辉石或熔岩共存的不含铁的橄榄石颗粒,能够在“扩散蠕变”过程中导致橄榄石的“晶体优先取向”的形成。他们发现,在接近“固相线温度”的温度下,从这种“扩散蠕变”会产生强径向各向异性。(doi: 10.1038/nature12570

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