《Nature》12月最受關注的十篇論文

　　英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊，自從1869年創刊以來，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。近期《Nature》下載論文最多的十篇文章(2012年11月12日 ～ 2012年12月12日)：

　　Ndi1的X-射線晶體結構被確定

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　電子傳遞鏈的“復合物-I”催化來自NADH的兩個電子向“泛醌”的轉移，啟動細胞用來合成ATP的過程。有若干種“單成分II-型NADH脫氫酶”可以起“多亞單元呼吸復合物-I”的替代物的作用。本文作者確定了從酵母分離出的這些較簡單的NADH脫氫酶(或稱之為Ndi1s)的其中之一的X- 射線晶體結構。從無基質狀態、與NADH結合狀態、與“泛醌”結合狀態和與NADH結合/與“泛醌”結合狀態獲得的結構數據連同生化實驗表明，這種酶催化從NADH向兩個“泛醌”結合點中其中之一的電子轉移，催化的機制涉及由FAD形成的一個瞬態復合物及第二個“泛醌”點。Ndi1是包括帕金森氏癥在內的 “復合物-I”失調癥中一個潛在的治療藥物，這篇文章所報告的數據在設計用于制藥方面的Ndi1蛋白時可能會有價值。

　　細菌檸檬酸的運輸方式

　　Nature 491 (2012年11月22日)

　　檸檬酸是一種重要代謝物，充當脂肪酸、三酸甘油酯、膽固醇和低密度脂蛋白的生物合成的起始材料。細胞質中的檸檬酸濃度部分依賴于經由依賴于Na+的檸檬酸運輸因子(二價陰離子/Na+共運輸因子家族的一個成員)穿過質膜的直接輸入。在這篇論文中，作者報告了對依賴于Na+的一個細菌檸檬酸運輸因子的 X-射線晶體結構及運輸活性所做的研究。這些結構和生化研究揭示了特定構形變化是怎樣促進穿過細胞膜的機制轉位的。

　　膜蛋白CXCR1的結構被確定

　　Nature 491 (2012年11月29日)

　　“G-蛋白耦合受體”(GPCRs)是普遍存在的膜蛋白，傳導來自細胞外面的化學信號，它們當中很多還是藥物作用目標。現在，Sang Ho Park等人提出了研究磷脂雙層中膜蛋白的一個新的核磁共振光譜方法，并用它來確定人CXCR1的結構。CXCR1是針對“白介素-8”(免疫和炎癥反應的一個主要調控因子)的一個高親和力GPCR。(Link to Letter p. 779)

　　豬的基因組序列

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　家豬是一種重要的家畜，其基因組受到數千年馴化的影響，后來還受到復雜育種方法的影響。在“豬基因組測序聯合體”支持下，本期Nature發表了一頭雌性“杜洛克豬”的高質量基因組序列草稿。對野豬和家豬基因組所做的對比，為了解歐洲和亞洲野豬之間的演化關系提供了線索，顯示了在免疫反應和嗅覺中所涉及的基因的迅速演化。本文作者識別出了很多可能的致病性基因變異，提高了豬作為一種生物醫學模型的潛力，并且對內生豬逆轉錄酶病毒做了詳細的分析，這對于豬在異種移植中的可能應用來說是有重要意義的必備知識。

　　鳥類是怎樣發展到今天的?

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　目前現存的鳥類有近1萬種。Walter Jetz等人對所有這些鳥類種群之間在時間和空間上的演化關系做了一個分析，由此得到的演化樹顯示：鳥類分化速度在過去5000萬年增加了，說明“鳥類生態位”還沒滿。最近的演化成功并不是均勻分布的，鳴禽、水禽、海鷗和啄木鳥是其中的優勝者。盡管在赤道附近的多樣性要大一些，但分化速度在非洲、東南亞和澳大利亞尤其慢。

　　血管中的一氧化氮信號作用

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　這篇稿件提供了關于“肌內皮縫隙連接處”中一氧化氮信號作用調控方式的一個新模型的證據。由“細胞色素-B5還原酶-3”控制的“內皮血紅蛋白 -α”的氧化狀態通過促進血管舒張劑S-nitrosothiols的形成或一氧化氮的清除來調控一氧化氮的生物利用率及向其血管平滑肌目標的擴散。內皮對一氧化氮的這種調控作用，調制在控制血管緊張度中所涉及的藥物的效應，如能夠引起依賴于內皮的松弛的阿爾法-腎上腺能激動劑(促效藥)或物質。

　　關于全球干旱趨勢的新數字

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　已發表的、對近幾十年干旱的歷史變化所做的評估表明，干旱頻率和受影響面積都在增加。Justin Sheffield等人發現，由于對干旱指標的不適當計算，以前的這項工作是錯誤的。利用一種更倚重于物理學的方法，該研究小組發現，在 1950-2008年間，干旱情況事實上幾乎沒有變化。

　　單電子自旋與單光子的耦合

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　未來的量子網絡將把處于靜止狀態的量子位(如單電子自旋)與“飛行”的量子位(在遠距離量子位之間轉移量子態的光子)理想地結合在一起。因此，量子計算和通信領域一個長期未能解決的挑戰便是，在一個固體平臺上將一個單電子自旋耦合到一個單光子上。現在，兩個獨立工作的小組通過演示束縛在一個半導體 “量子點”結構中的一個光子和一個單電子自旋之間的糾纏實現了這一目標。該量子點起靜止節點的作用。這一成果是向最終實現能夠進行遠距離量子通信的量子網絡的目標所邁出的一小步。(Link to Letters pp. 421, 426; News & Views p. 343)

　　胰腺癌中所涉及的新突變被發現

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　這項大型研究發表了對142個“胰腺導管腺癌”(最常見的胰腺癌形式)患者所做的外顯子組測序結果和版本數變異體分析結果。所獲得的發現包括在染色質修飾和DNA損傷修復中所涉及的基因突變，這些突變以前并沒有發現與該疾病有關。重要的是，這些數據顯示，在Slit 和Semaphorin信號作用中所涉及的基因的異常表達與患者存活率低有關，而且在動物模型中還與病情發展變化有關。

　　油-水界面上的作用

　　Nature 491 (2012年11月22日)

　　阻止油水混合的憎水性相互作用在從細胞膜形成到蛋白折疊及藥物結合的各種不同生物學過程中也扮演一個核心角色。但我們對一個油分子是怎樣改變水的結構、從而推動這些過程的卻知之甚少。現在，Joel Davis等人報告的光譜測定結果顯示，在低溫時，憎水性水合殼中的水要比周圍的體相水有更大的四面體秩序和更少的弱氫鍵。隨著溫度升高，這種結構消失，另一種比體相水更無序、有更弱氫鍵的結構出現，但只是出現在長于約1 nm的非極性鏈周圍。