【0727读书笔记】【自然科学】转贴 Nature, 2005-07-07摘要
（选自英国Nature杂志，2005年7月7日出版）封面故事：火星又火起来了
Results from the Mars Exploration Rover mission
本期封面是火星上一处被称为“拉里的了望台”的地方的全景照片的一部分，是
“火星勘探漫游车”（MER）“勇气号”在其往火星上的“丈夫山”上开的过程中
拍摄的，这座山的顶峰离漫游车约200米。本期有6篇论文详细报告了MER所执行的
任务。一篇“分析”文章对用来选择登陆点的预测结果与实际碰到的情况做了比
较。登陆点的实际情况是解释遥感数据的极为宝贵的参照点（page 44）。表面化
学分析结果表明，火星的上层土壤可能含有1%的陨石材料（page 49）。MER为我们
提供了观看火星的两个卫星“火卫一”和“火卫二”上的日食的独特机会（[page
55]。“机遇号”漫游车发现了与风有关的过程的证据（page 58）。光谱分析表
明，火星大气尘埃来自玄武岩（page 62）。Gusev陨石坑内部的特征为我们提供了
关于液体水过去在火星上所扮演角色的更多信息（page 66）。为6篇论文配发的一
篇“News and Views”文章从宏观角度对MER任务所获得的数据进行了分析(page
42)。照片提供：NASA/JPL/Cornell。
关于嘴上功夫的研究（LIP service）
Acoustics: The vocal tract and the sound of a didgeridoo
澳大利亚迪吉里杜管（或称yidaki）是一种简单的管乐器，但一个好的乐手能够用
它吹出一种比很多管弦乐器还好的音色来。对这种绝技需要的声带和嘴唇技巧所做
的一项研究，为我们提供了很多关于音乐原理的知识。（Brief Communication p.
39）
视网膜也能随机应变（Not just looking）
Dynamic predictive coding by the retina
视网膜的主要任务是将视觉图像转换成神经信号，并通过光神经将它们传递给大
脑。用火蜥蜴和野兔的组织所做的实验表明，视网膜不是提供一个关于周围环境的
标准图像，而是能够进行适应性编码，这种能力以前被认为只在大脑皮层中有。例
如，在一个被垂直方向的特征主导的场景中，视网膜明显变得对水平信号更为敏
感。在一系列不同的视觉环境中，视网膜抑制一个刺激的可预测特征，增强新的、
未曾料到的信号。（Article p. 71）
“激酶组”研究：细胞信号功能与内吞作用的关系（Kinome service）
Genome-wide analysis of human kinases in clathrin- and
caveolae/raft-mediated endocytosis
在整个基因组范围内对人类“激酶组”（蛋白、脂类和碳水化合物激酶的总称）所
做的一项分析表明，细胞的信号功能与内吞作用（物质被输送进一个膜囊内的细胞
中的过程）密切相关。研究人员知道，参与内吞作用的很多激酶在细胞有丝分裂信
号作用、刺激细胞分裂和淋巴细胞转化中发挥功能，这进一步证明了内吞传输和信
号传导是统一的过程。为该论文配发的一篇文章分析了在“激酶组”筛选中识别出
的一些激酶的作用，显示了由caveola/raft调节的内吞作用的新的动态特征，它们
与我们目前对膜运输的认识是完全不同的。（Article p. 78; Letter128 p. News
and Views）
光子阻断在实验中观测到（Photon blockade for real）
Photon blockade in an optical cavity with one trapped atom
光子阻断这一量子光学现象是近10年前预测出的，是比照小的金属和半导体结构中
电子传输的库仑阻断提出的。现在，研究人员已经通过实验演示了光子阻断的存
在。演示用的体系涉及被束缚在一个光学共振器中的单个原子，而这个光学共振器
则在“空腔量子电动力学”环境中。第一个光子对原子-空腔体系的激发阻断了第
二个光子的激发，将一个入射光束的光子统计从随机波动改变为出射光束中更为有
序的光子流。这是量子光学和激光科学领域一个具有里程碑意义的事件。（Letter
p. 87）
半导体纳米晶体也将能够掺杂（Doping the undopable）
Doping semiconductor nanocrystals
大体积半导体的性能可通过掺杂（即有意加入杂质）来改变。将同样方法用于半导
体纳米晶体，只获得有限的成功。现在，对掺杂物（即有意加入的杂质）在半导体
纳米晶体生长期间是怎样进入晶体中的所做的一个显微层次的解释，为怎样解决这
些问题提供了新的线索。掺杂效率取决于杂质在纳米晶体表面上最初的吸附，通过
密切关注生长条件，即表面形态、晶体形状和表面活性剂，“不能掺杂的”纳米晶
体如CdSe等很快也将变得“能够掺杂”，用在如太阳能电池和自旋电子装置等应用
体系中。（Letter p. 91; News and View）
尼古丁好的一面和坏的一面（The two sides of nicotine）
Nicotine reinforcement and cognition restored by targeted expression of
nicotinic receptors
尼古丁上瘾导致数百万人死于与吸烟有关的疾病，这是坏消息。尼古丁能增强认知
表现，这是好消息。在试图弄清调节尼古丁奖赏功能和相关认知功能的大脑网络的
研究中，Maskos等人开发出一种可注射的“慢病毒载体”，它能将功能性烟碱“乙
酰胆碱”受体送到小鼠大脑中确定的区域。该技术被用来培育只在中脑VTA区域
（中脑腹侧被盖区域）表达烟碱受体的小鼠，这个区域含有多巴胺奖赏神经元的细
胞群，与对滥用药物的反应有关。实验表明，VTA中的这些受体对产生与尼古丁依
赖性有关的行为和生理现象（包括自己主动吸食尼古丁的现象）来说足够了。它们
还与小鼠的高级大脑功能或“认知”功能有关。看来，尼古丁好的一面和坏的一面
是密切相关的，它们源自大脑中从系统发生角度来说比较古老的部分。（Letter
p. 103; News and Views）
ATP在大脑中的功能（Central casting）
ATP is a mediator of chemosensory transduction in the central nervous
system
ATP是一种简单的、但在演化上却是古老的分子，它在动物和植物中都普遍存在，
是一种便携式的能量来源，在周围神经系统中发挥作用，刺激神经元对疼痛、触摸
和热量等刺激做出发应。现在，研究人员发现ATP在大脑中也有一个类似功能，在
那里，当血液中的CO2水平很高、需要用力呼吸时，它会从化学敏感性结构中被释
放出来。（Letter p. 108）
ACE2有可能用来治疗ARDS（Drug hope for SARS）
Angiotensin-converting enzyme 2 protects from severe acute lung failure
2003年流行的SARS（严重急性呼吸综合症）导致近800人死亡，其中很多死于并发
“急性呼吸压力综合症”（ARDS）。治疗ARDS没有有效的药物，但用小鼠所做的新
的研究工作表明，ACE2（血管紧缩素转换酶2）也许是一个选择。ACE2能保护小鼠
在一种与ARDS类似的综合症中肺部不受损伤，而控制血压和盐平衡的肾素-血管紧
缩素系统的其他成分实际上会加重症状。ACE2在健康的肺中表达，但肺损伤后其表
达会减少，而且最近的研究表明（Nature 426, 450-454; 2003），它还是SARS冠
状病毒的一个受体。（Letter p. 112）
人类黑素瘤中一个新的DNA放大事件（Melanoma target）
Integrative genomic analyses identify MITF as a lineage survival
oncogene amplified in malignant melanoma
对来自“美国国家癌症研究所”癌症细胞系数据库NCI60的药理学和遗传学数据所
做的全面分析，发现了人类黑素瘤中一个新的DNA放大事件。这种放大改变MITF基
因表达，促使黑素瘤形成，而这种作用很可能是与突变的BRAF基因（另一个关键的
黑素瘤基因）协同进行的。MITF放大也许还能帮助黑素瘤细胞抵抗药物的破坏。这
项工作确定了MITF本身为黑素瘤中一个可能的药物作用目标，并且可帮助指导今后
的、以识别其他类型癌症中的基因变化为目的的基因组研究。（Letter p. 117;
News and Views）
暗处进行的光合作用（A trick with the light）
Molecular basis of photoprotection and control of photosynthetic
light-harvesting
绿色植物在背阴处能够非常有效地进行光合作用，因为它能通过一个由附着在专门
化的蛋白基质上的叶绿素构成的“天线”来尽可能多地收集阳光。不过，在阳光充
分照射下问题很不相同。当光线太强时，植物需要“丢失”一部分太阳能量来避免
漂白损伤。对于这种“安全阀”的机制我们知之甚少，但现在已经明确，植物收集
光线的主要“天线”蛋白的原子结构(最近发表在Nature杂志上：426, 287-292;
2004)实际上是该分子处在一种浪费能量的状态的结构。有了这种知识和对该蛋白
晶体的光谱分析结果后，现在就有可能看到这种蛋白（LHCII）是怎样改变其色素
阵列的配置来响应于光线强度的变化的。这一结果不仅对提高作物抗压强度、而且
对设计新的光学装置都有参考价值。（Letter p. 134）
“四核小体”的晶体结构（Chromatin organization）
X-ray structure of a tetranucleosome and its implications for the
chromatin fibre
DNA组织的基本层在1997年因核小体核心结构的确定而被揭示了出来。现在，研究
人员以9埃的分辨率确定了一种“四核小体”（tetranucleosome）的晶体结构，它
显示了核小体在作为DNA复制基质的染色体中是怎样在基本层之上的一层中组织
的。核小体形成一个双起点的螺旋体，它们在染色质基质中的几何形状可由
“crossed-linker”模型得到最好的描述。（Letter p. 138） 多谢提供和分享,谢谢!
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