2010年4月8日 Nature 主要内容

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选自英国Nature杂志，2010年4月8日出版）
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/ X: B7 z9 G' _. y' s封面故事：鸟群中的尊卑顺序  @) c- ?, u7 X# ?
Hierarchical group dynamics in pigeon flocks- a2 ]8 l/ ~# P- p
俗话说“物以类聚，人以群分”，但一大群动物到底是怎样协调一致地运动的却没有得到完全解释。它们是跟着一个领头的跑，还是遵守一套简单的行为规则？此前，这个问题在很大程度上一直是通过数值模拟来研究的，但随着重量仅16克的微型背包式GPS记录仪的问世，现在有可能对一群鸟中的每一只进行跟踪，并根据直接测量结果来验证相关模型。利用一群最多达10只的信鸽所做实验显示，一只鸟在飞翔中的位置取决于它在一个明确定义的社会等级中的位置——这种等级体系就相当于空中的“啄序”，即长幼强弱次序。有趣的是，鸟对其主要用左眼看到的“队友”能更快地做出反应，这进一步证明它们具有取决于其在鸟群中位置的具体角色。本期封面的组合图片所示为鸟的实际飞行轨迹，是根据它们在鸟群中的领导地位的排列顺序着色的：在谱图红色端附近者居等级体系顶端；在紫色端附近者居等级体系末端。（Letter p. 890）封面图片：Mate Nagy/images: Simon Walker
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量子自旋液体存在的条件（Quantum spin: liquid assets）
3 S1 V0 X( {; I4 f) B4 VQuantum spin liquid emerging in two-dimensional correlated Dirac fermions  m! c9 ?- D+ I8 I$ J( c7 v$ }
量子自旋液体是一个假设的自旋体系（这里所说的自旋如同电子的自旋一样），在其中自旋的取向即使在绝对零度也继续波动。关于这样的状态存在的证据仍然不确定。孟子阳（音译）及其同事建立了一个关于排列在蜂巢晶格（比如说像石墨烯中的那样）上的相关电子的显微模型，并且确定了一种量子自旋液体在这样一个体系中实现所需的条件。这种出乎意料的物质状态是一个共振价键状态，类似于人们所提出的高温超导体的状态，这便提出了通过掺杂产生非传统超导性的可能性。（Article p. 847）4 g' |+ m1 |  J/ c! B- q2 N, U
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癌细胞恶化所需的微环境（The cancer cell niche）. f% O( i+ b5 o. F" q4 X, m
Bone progenitor dysfunction induces myelodysplasia and secondary leukaemia
+ s6 l! o* a  C虽然单独一个细胞中的一系列遗传事件和后生（非遗传）事件可能是肿瘤发生所必需的，但也有人提出，要使肿瘤的恶性充分发育，也需要一个适当的微环境或小生境。对这一观点的支持来自一个新的小鼠模型，在该模型中，造血细胞的恶性癌变由血细胞微环境中的遗传变化引起。骨先祖细胞中Dicer1（一个参与微RNA处理的基因）的删除导致一种与骨髓增生异常综合症相似的表现型，这种状态可以继续发展成白血病。这些先祖细胞中Sbds（在“Schwachman–Bodian–Diamond综合症”中发生突变的基因）水平下降，这是会导致白血病的一种骨髓衰竭现象。（Article p. 852）
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2 i  N3 d  M' J; y1 mZscan4蛋白与基因组稳定性（Genomic stability）. J, {+ ?" m) d+ m
Zscan4 regulates telomere elongation and genomic stability in ES cells  |8 H+ o  `8 f- W4 s- K9 y
小鼠胚胎干细胞（ES细胞）在培养细胞中以基因组稳定性知名，能够在不失去其正常染色体组型（核型）的条件下长期保持存活。现在，Zscan4蛋白被发现有助于维持这些细胞中的端粒和基因组稳定性。ES细胞只有5%在任何时候都表达Zscan4，但几乎所有ES细胞在九次通过中都至少激发Zscan4一次。瞬间的Zscan4-阳性状态与由端粒重组和减数分裂特异性同源重组基因的上调所引起的快速端粒延伸相联系。这个发现提出一个可能性：促进Zscan4表达也许可提高干细胞或癌细胞等其他细胞类型中的基因组稳定性。（Article p. 858）. t7 \+ H& z' c. n" v/ V  |/ c
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遥远天体日蚀现象观测（A distant eclipse glimpsed）- E$ Q1 Q( ~# V- Y  z
Infrared images of the transiting disk in the ϵ Aurigae system
, `: o! i; ~. ~% ^, F# z每27.1年，明亮的双星ε Aurigae便会变暗，因为它要经历一次持续约18个月的日蚀。此前，穿越ε Aur体系盘面的天体一直无法探测到，也一直存在很多猜测。人们比较愿意接受的解释是，看不见的伴星是由一颗隐藏的恒星周围的不透明物质所构成的一个倾斜的盘。最近的研究工作显示，该体系可能由一颗可见的F-星与被一个温度约为500K的盘所遮蔽的一颗B5V星配对组成。现在，在2009年11月和12月利用由6个望远镜组成的CHARA望远镜阵列所做的干涉测量观测工作，在红外波段产生了发生日蚀天体的图像，显示它是一个不透明的盘，其椭圆形形状表明，它在如所预测的那样发生倾斜。（Letter p. 870; News & Views）7 A! ?/ n% B9 l0 U1 ]
4 w; b2 I0 e3 H3 h. U8 U, s8 L

2 l9 E' P2 f% w1 V  ~# I$ V* T6 O记忆电阻器可以进行逻辑运算（A memory for logic）' q2 c* Z( Q8 S, f' P
‘Memristive’ switches enable ‘stateful’ logic operations via material implication" @! u. V7 j* G; s
将一个记忆元件和一个电阻器的电学性质结合起来（比如说在一个记忆电阻器或记忆电阻装置中）的可能性是Leon Chua在1971年提出来的。直到两年前、在双极电压激发开关被发现是记忆电阻器的物理实现之前，它仍属于理论范畴。这个发现重新激发了人们对记忆电阻装置的兴趣；而现在，Julien Borghetti 及其同事又发现，记忆电阻器还可进行一类基础逻辑运算，这些运算要求各装置同时作为逻辑元件和记忆元件来发挥作用。看来，人们在这方面的兴趣还将持续下去。（Letter p. 873）' L7 Z  h5 p! ^8 [. s7 }

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放牧会降低一氧化二氮排放（Grazing cuts N2O emission）
2 S0 Y4 _4 J7 C1 n  H1 q! SGrazing-induced reduction of natural nitrous oxide release from continental steppe  `+ Z. S1 X4 W+ B# n
温室气体一氧化二氮的水平自前工业化时代以来有所增加，这主要是由于农业活动。在这些变化中，有报道指出，放牧会大大增加温带草地的一氧化二氮排放。从中国内蒙古干草原上十个地点全年监测工作获得的新数据对这一观点提出了挑战，因为这些数据突显出了一个以前被忽略的相互作用。利用“自动监控室系统”所做的测量表明，一氧化二氮的释放受春天化冻期间的脉冲支配，在未被牲畜牧食的干草原上最高，随载畜量的增加下降。所以出乎意料的是，放牧会降低而不是增加一氧化二氮排放，因为它会改变土壤水平衡和微生物活动。（Letter p. 881; News & Views）0 P; R* `1 B7 i% K+ Z6 Q. Q
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晚更新世猿人古线粒体DNA被测序（Then there were three）
. b" g! C1 z  [* T* E) t$ v* `The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia6 V2 z2 q' y1 ?" @
来自距今48,000 和30,000年前、居住在西伯利亚南部阿尔泰山区的一个猿人的古线粒体DNA已被测序（关于该新闻，请访问go.nature.com/sokd1F）。比较基因组研究表明，这一线粒体DNA来自一次“走出非洲”的迁徙事件，但这一事件与产生了“尼安德特人”和现代人的迁徙事件截然不同。该研究中所用的线粒体DNA是从一块骨头中提取的，这块骨头是小拇指（第五个指头）的一部分，是2008年从名叫“Denisova Cave”的洞穴发掘出来的。这个洞穴的地层学研究表明，该猿人居住地点在地理上与“尼安德特人”和现代人相近，而且生活时代也相同。考虑到距今大约17,000 年前“弗洛勒斯人”在印尼的存在，这一发现表明，晚更新世有多个猿人分支长期共存于欧亚大陆。（Letter p. 894; News & Views）
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, u4 L) `- I. ~% F0 L. G狗可能起源于中东或欧洲（Dog breeds, old and new）* V2 u# R" x- |) T$ _$ S. [
Genome-wide SNP and haplotype analyses reveal a rich history underlying dog domestication
' ~* [1 R; g/ }; F& G  P家狗的出现是随人类文明的扩展而迅速发生的形态和功能的急速辐射的一个非常吸引人的例子。对家狗及其野生祖先（灰狼）的超过48,000个单核苷酸多态型所做的一个广泛的、全基因组范围的普查工作，显示了一个引人注目的遗传细分模式。研究人员发现了两个明显分化的类群：一个是古代品种，另一个是19世纪产生的现代品种。对“单倍体型”共享所做的一项分析显示，狗主要起源于中东或欧洲（这与最近的考古发现是一致的），而不是像以前线粒体DNA数据所表明的那样起源于东亚。（Letter p. 898）; S: I" c3 K5 _" ^5 M, v" G
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4 V& h# c9 t( s通过寿司发生的基因转移（The sushi factor）6 K% o- w% d3 i
Transfer of carbohydrate-active enzymes from marine bacteria to Japanese gut microbiota
, @0 p0 Y8 p5 }9 W人肠道微生物群落所起的有用作用之一是，提供人类基因组中所缺的消化酶。例如，来自在整个演化过程中一直是人类饮食构成部分的陆地植物的多糖，就是在肠道中被碳水化合物活性酶（CAZymes）分解的，它们当中很多都是来自类杆菌的具有高度特异性的酶。然而，人们对帮助消化可食性海藻如紫菜、海白菜和裙带菜（常见于日本菜）的肠道酶却知之甚少。现在，能够消化来自紫菜类红海藻的硫酸多糖的碳水化合物活性酶已在海洋类杆菌分离菌种中被发现。出乎意料的是，基因组数据挖掘显示，这种酶存在于日本人的肠道细菌中，但在美国人的肠道细菌中却没有。这表明，最近（这里说的“最近”是从演化意义上来讲的）发生了从一种来自海洋环境的类杆菌向日本人肠道细菌“Bacteroides plebeius”的基因转移。紫菜传统上用于寿司中，这表明，接触未灭菌的食物，在带有不同碳水化合物活性酶的肠道细菌在体内积累中是一个普遍因素。（Letter p. 908; News & Views）. Z) g2 \4 j. ~
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VEGF-B在血管功能中所起作用（Lipids on the move）
' M2 m2 T/ o/ l. MVascular endothelial growth factor B controls endothelial fatty acid uptake
4 X9 M# R* d, M  v7 J0 pVEGF-B是一种“血管内皮生长因子”，在心脏、骨骼肌和褐色脂肪组织中都有高度表达。该因子被发现在将类脂向周围组织定向中起一个出人意料的作用。“血管内皮生长因子”（VEGFs）作为主要血管生成调控因子为人们所熟知，但VEGF-B在血管功能中的详细作用过去一直不清楚。缺失VEGF-B的小鼠在肌肉、心脏和褐色脂肪组织中所积累的类脂较少，而是将它们“推给”白色脂肪组织。VEGF-B在重新分配类脂中所起作用，提出了在糖尿病、肥胖症和心血管疾病中对致病性类脂积累进行调控的可能的新策略。（Letter p. 917）

haowan110

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Rainnie

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elian

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