1月24日《自然》雜志精選

封面故事：
 
木星大氣層的最新觀測結果

 
從2007年2月開始，在以冥王星為目的地的“新地平線”探測器掠過木星的時候，木星也成為了一組地基望遠鏡及哈勃太空望遠鏡密切觀測的目標。該項目進行了幾星期之后的2007年3月25日，位于北緯23度的木星最強噴射流中出現了一個強烈擾動，并一直持續到2007年6月。這類事件是罕見的，此前觀測到此類事件的最近日期是在1990年和1975年。該擾動的開始時間是由哈勃太空望遠鏡觀測到的，該望遠鏡以前所未有的詳細程度對兩個噴射柱的形成進行了觀測。這兩個噴射柱比其周圍的云高出30公里。支配木星和土星大氣噴射流的能量來源的性質一直是一個有爭議的問題，這個問題因局部及整個星球范圍內的氣象因素的相互作用而變得復雜化。新的觀測結果表明，有一股風在向大氣層的內部延伸，延伸到遠遠超過太陽輻射所能達到的程度。在本期《自然》封面上較大的圖片中，由噴射柱引起的擾動可在噴射流的主波段中看到。
 
控制轉位子擴散的新機制
 
真核基因組的很大部分由轉位子組成，即能從基因組中一個地方向另一個地方轉移的基因。它們對基因組的組織有深遠影響，同時對基因組的演化也有重大影響。宿主基因組形成了幾個機制，來控制可轉位基因的擴散。本期《自然》報告了一個新發現的機制。在裂殖酵母中，該機制的作用方式是，通過利用一組蛋白（著絲粒蛋白B同源基因）定位另一組特定的轉位子（Tf 2逆轉位子，它們通過RNA中間體發揮作用），來控制轉位子活動。這似乎是一個古老的逆轉位子監測通道，并且說明DNA轉位子和逆轉位子之間可能存在沖突。
 
量子點與空穴自旋
 
一個電子的自旋是一個自然的、由兩級組成的體系，可被用來形成一個量子位。通俗來講，一個量子位就是束縛在一個半導體量子點中的一個電子，在這個地方，它可以將其自旋保持在一個比較合理的時間長度，然后該電子的自旋就會因為與環境的相互作用而慢下來，或者說松弛下來。然而，盡管人們作了很多努力來延長這種體系的自旋“松弛時間”，這個時間仍然沒有長到足以允許進行有用的量子操作的程度。另一種辦法是利用一個空穴的自旋。一個空穴實質上就是一個缺失的電子，它與其環境之間的相互作用要少得多。Gerardot等人設計了一個量子點，該量子點可通過光學手段來初始化，以包含一個明確的、非常穩定的空穴自旋，其松弛時間長到足以允許在固態量子網絡中進行潛在的應用。
 
密西西比河入海無機碳增加由人為因素造成
 
溶解的無機碳從河流向海洋的流動，是聯系陸地和海洋碳庫的一個重要的凈流量。現在，在Carrollton和Algiers城的水處理廠獲得的長達100年的重碳酸鹽含量觀測結果，被用作關于密西西比河水及碳流量的一項研究的基礎。以前的研究工作顯示，在過去50年里，由密西西比河輸送到海洋中的溶解無機碳（大部分是重碳酸鹽）數量有顯著增加，但增加的原因仍不清楚。通過分析Carrollton/Algiers兩個地方的數據，再加上子流域及降水數據，研究人員發現，造成這種增加的主要原因是人為因素——來自農業流域的重碳酸鹽排放量增加了，而所增加的重碳酸鹽并沒有被降水量的增加所平衡。
 
決定生態系統中模式形成的因素
 
人們一般都會假設，一個生態系統中的斑塊一定能夠反映該生境的一個內在性質。然而來自幾個方面的證據表明，即便在一個相對均一的生態系統中，其內在的生物動態也能產生特定模式。在實驗室之外，我們難以令人信服地用生物相互作用來說明大尺度的模式形成，這主要是因為幾乎不可能排除生境變量。Vandermeer等人利用在一個咖啡種植園中種植的遮蔭樹的人造特征繞過了這一問題，發現屬于一種特定物種的螞蟻（Azteca instabilis，這種螞蟻在這些樹上做巢）能夠形成明顯的模式。螞蟻的種群密度由天敵（主要是一種寄生的蠅）控制，但蟻巢群的分布卻有很強的空間特征，盡管它們的生境是均一的。
 
幾種Dscams分子在脊椎動物神經聯結中起作用
 
Dscams是免疫球蛋白超級家族的黏附分子。果蠅Dscams已被發現與神經聯結的組織相關，但人們對脊椎動物中密切相關的分子的功能卻知之甚少。現在，Masahito Yamagata和Joshua Sanes發現，Dscams-1和Dscams-2在雞視網膜特定層聯結的成形中能發揮一定作用。另外兩種黏附分子，即Sidekick-1和Sidekick-2，以一種類似的方式發揮作用。這些分子廣泛分布在神經系統中，可能是使大腦中神經聯結成形的一個“黏附代碼”的構成部分。關于Dscams在脊椎動物神經成形中重要性的進一步證據來自Fuerst等人，他們發現DSCAM（即“唐氏綜合征細胞黏附分子”的英文首字母縮寫）在小鼠視網膜神經回路的形成中發揮一定作用。
 
協調光和赤霉素對植物生長進行控制的分子基礎
 
植物中很多至關重要的發育過程由光和赤霉素共同調控，然而我們對二者之間對話的分子基礎還沒有充分了解。現在，兩個小組在本期《自然》上報告的結果顯示了一個信號級聯，它有助于光和赤霉素對植物生長進行協調的控制。在沒有赤霉素時，DELLA蛋白抑制轉錄因子PIF3（一種光敏素相互作用蛋白）與基因啟動子結合。赤霉素誘導DELLA蛋白的降解，從而允許PIFs與它們的目標啟動子結合，并調控基因表達。光通過一個光反應器發揮作用，來使PIF4失去穩定性。所以，DELLA蛋白及PIF家族成員之間的競爭性相互作用，似乎是將光與赤霉素聯系在一起的關鍵因素。
 
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