Nature 8月份十大亮点研究
一、一种新型抗癌目标
这篇论文介绍了癌症基因组中“附带损伤”作为新型治疗策略一个可能基础的概念。Ronald DePinho及其同事研究了在功能上冗余的、具有“做家务”作用（比如说在细胞代谢中）的成对的“乘客”基因。他们假设，癌症中包含这样一个基因的基因删除（由于靠近肿瘤抑制基因而造成的“附带损伤”），可能会将癌细胞（而不是正常细胞）的一个选择性弱点暴露于由第二个基因编码的蛋白的药理性抑制。他们对糖酵解酶ENO1 和ENO2演示了这一概念。染色体1p36上的ENO1 基因在成胶质细胞瘤中经常被以“纯合子”方式删除，在这项研究中被发现使具有1p36删除的神经胶质瘤细胞对ENO2或一种小分子烯醇酶抑制因子的抑制产生敏感性。他们进一步分析了现有的癌症基因组数据集，以寻找成对的、冗余的“做家务”基因的其他例子，其中的一例位置靠近经常被删除的肿瘤抑制基因，说明这一概念也许具有普遍适用性，并且还能提供新的治疗机会。[查看论文]
二、饮食是保持老年人肠道微生物群落健康的关键
现在人们认识到，人小肠微生物群落对健康非常重要，而且它们的组成变化也被与肥胖症、炎症和糖尿病联系起来。成年人的小肠微生物群落一般是稳定的，在健康的个体之间是差不多的，但在生命的两个极端——婴儿期和老年期，肠道微生物群落却在不断变化中。对平均年龄为78岁的178个老年人所做的这项研究显示，饮食是与肠道微生物群落变化和健康都有关联性的主要因素。这项工作表明，通过用能够促进肠道微生物群落中特定成分的添加剂来调整饮食，也许有可能使人的衰老过程更健康。这对长期接受家庭护理的人来说尤为重要，这些人肠道微生物群落的多样性明显不如他们仍生活在更大社区中的同龄人。[查看论文]
三、产生饥饿感的神经回路
小鼠丘脑下部中AGRP (agouti-related peptide expressing)神经元的刺激，会激发对饥饿的行为反应——急于寻找食物和暴饮暴食。这项研究利用这些饥饿敏感型神经元可以进行遗传操控这个事实，借助光遗传学和药物遗传学来对饥饿的一个神经回路进行“反向工程”。AGRP神经元被发现抑制“释放后叶催产素的神经元”，它们是在Prader–Willi综合症（一种涉及无法满足的食欲的症状）中失去的一类数量较少的神经元。涉及后叶催产素神经元的抑制回路是由AGRP神经元激发的进食的一个先决条件，这个发现确定了这一以前人们不知道的神经回路在调控饥饿状态及与过度进食症状相关的通道中所起的作用。[查看论文]
四、封面故事: 人类基因组的突变速度
新生突变之所以重要，是因为它们是演化中多样性的来源，也是因为它们对疾病有直接影响。来自“deCODE genetics”（总部设在冰岛的一个人类基因组研究机构）的科学家和他们的同事，利用来自78个“冰岛患者-后代三人组合”的全基因组测序数据来在整个基因组层面上研究人类的突变速度。他们发现，单核苷酸多态性突变速度的多样化是由父亲在母亲怀上孩子时的年龄支配的。受孕时父亲年龄每增加一岁，突变数量就增加约两个，同时一旦随机差异的效应被考虑进去，父亲的年龄估计就可以解释新生突变数量中几乎所有剩余的差异。而且，这些结果表明，影响男性生殖年龄的人口结构变化会对突变速度产生相当大的影响，因此也会对精神分裂症和自闭症等疾病的发病风险产生相当大的影响。[查看论文]
五、向建立全球量子网络目标所迈出的重要一步
自由空间信道（光在其中可以穿过开放空间自由传播的信道）对量子通信来说较光纤有优势，因为它们遭受的光子损失较少、脱散较小。Juan Yin等人在本期Nature上报告了独立量子位在一个具有多光子纠缠的97公里长的one-link自由空间信道上的量子远程传输。利用一个two-link信道，他们还演示了在101.8公里距离上的纠缠分布。这些结果代表着向建立一个全球量子网络的目标所迈出的重要一步。尤其是，在该实验中所建立的高频率、高准确性获取、指向和跟踪方法，有可能被直接用于未来基于卫星的量子通信和量子基础(quantum foundations)的大规模试验。[查看论文]
六、光学晶格中的对称性规则
最近有人提出，作为量子场理论一部分的“宇称-时间对称性”这一抽象思想，有可能为具有天然材料所没有的独特性能的新型人造光学材料的设计提供灵感。这一提法被认为是概念上的一个重要飞跃。在实践中，这意味着对光学增益和损耗之间的相互作用的聪明利用——这些参数连同更容易操纵的折射率是一个光学体系的基本要素。此前，这一领域的实验工作一直局限于“二组分”要素排列，但在这项研究中，Ulf Peschel及其同事通过将这一概念转移到“时间域”，演示了大尺度“宇称-时间”合成晶格中的光传输。作为可在这样一个系统中产生的不同寻常光效应的一个例子，本文作者发现，媒介在一个方向上会变得看不见。[查看论文]
七、小RNA在DNA损伤反应中所起作用
小非编码RNA已被发现调控很多过程。Francia等人现在发现了一类这样的RNA在对DNA损伤做出反应中所起的一个作用。他们发现，在衰老过程中或辐照之后，小RNA生物生成中所涉及的两种酶是激发和维持这种反应所必需的。所产生的短RNA来自一个DNA双链断裂点附近，但它们通过其激发损伤反应的目标尚不清楚。[查看论文]
八、大气中另外一种以前未知的氧化剂
人们认为，臭氧、羟基和硝酸盐是将包括污染物在内的痕量气体从大气中清除的主要试剂。在这篇论文中，作者将来自芬兰一个森林地区的大气观测结果、实验室中所进行的实验以及理论方面的考虑结合在一起，识别出另一种以前人们不知道的化合物，它具有相当大的能力来氧化二氧化硫和潜在的其他痕量气体。该化合物似乎是一种被稳定的Criegee中间体（一种具有两个自由基点的羰基氧化物或其衍生物），它可能会增强大气的反应活性，帮助硫酸的生成，进而帮助大气气溶胶的形成。这里所研究的化学问题与源于生物的挥发性有机化合物的存在、因而也与森林排放密切相关。[查看论文]
九、端粒为什么不能无限变长？
当线性染色体复制时，它们的端部（称之为端粒）会稍微变短。端粒酶是一种专门化的聚合酶，在细胞周期的S-阶段作用于“端粒重复DNA”上，使端粒重新变长大约60个核苷酸。现在，Joachim Lingner及其同事发现，三聚CST复合物与“端粒引子”(telomeric primer)和POT1–TPP1复合物发生相互作用，抑制S-阶段后期端粒酶活性。这样，不受限制的端粒变长便受到了控制，每个端粒在每个细胞周期中只被端粒酶拉长一次。[查看论文]
十、神经细胞彼此之间的差别
脑的复杂性在很大程度上取决于其神经细胞类型的多样性，但我们对每个类别内的神经元在功能上的差异仍然很不了解。以嗅觉系统为关注焦点，Troy Margrie及其同事现在报告说，属于同一小球、因而从同一气味受体接收输入的“僧帽细胞”表达相似水平的HCN2离子通道亚单元，因此具有相似的神经可激发性。与其他小球相联系的脑回路中的“僧帽细胞”具有不同的生物物理活动，说明一种给定形态类别的神经元之间的内在多样性，可能反映了局部回路对于它们所处理的、有微妙差别的信息的功能性适应。[查看论文]
