《Nature》12月最受关注的十篇论文

　　英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章(2012年11月12日 ～ 2012年12月12日)：

　　Ndi1的X-射线晶体结构被确定

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　电子传递链的“复合物-I”催化来自NADH的两个电子向“泛醌”的转移，启动细胞用来合成ATP的过程。有若干种“单成分II-型NADH脱氢酶”可以起“多亚单元呼吸复合物-I”的替代物的作用。本文作者确定了从酵母分离出的这些较简单的NADH脱氢酶(或称之为Ndi1s)的其中之一的X- 射线晶体结构。从无基质状态、与NADH结合状态、与“泛醌”结合状态和与NADH结合/与“泛醌”结合状态获得的结构数据连同生化实验表明，这种酶催化从NADH向两个“泛醌”结合点中其中之一的电子转移，催化的机制涉及由FAD形成的一个瞬态复合物及第二个“泛醌”点。Ndi1是包括帕金森氏症在内的 “复合物-I”失调症中一个潜在的治疗药物，这篇文章所报告的数据在设计用于制药方面的Ndi1蛋白时可能会有价值。

　　细菌柠檬酸的运输方式

　　Nature 491 (2012年11月22日)

　　柠檬酸是一种重要代谢物，充当脂肪酸、三酸甘油酯、胆固醇和低密度脂蛋白的生物合成的起始材料。细胞质中的柠檬酸浓度部分依赖于经由依赖于Na+的柠檬酸运输因子(二价阴离子/Na+共运输因子家族的一个成员)穿过质膜的直接输入。在这篇论文中，作者报告了对依赖于Na+的一个细菌柠檬酸运输因子的 X-射线晶体结构及运输活性所做的研究。这些结构和生化研究揭示了特定构形变化是怎样促进穿过细胞膜的机制转位的。

　　膜蛋白CXCR1的结构被确定

　　Nature 491 (2012年11月29日)

　　“G-蛋白耦合受体”(GPCRs)是普遍存在的膜蛋白，传导来自细胞外面的化学信号，它们当中很多还是药物作用目标。现在，Sang Ho Park等人提出了研究磷脂双层中膜蛋白的一个新的核磁共振光谱方法，并用它来确定人CXCR1的结构。CXCR1是针对“白介素-8”(免疫和炎症反应的一个主要调控因子)的一个高亲和力GPCR。(Link to Letter p. 779)

　　猪的基因组序列

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　家猪是一种重要的家畜，其基因组受到数千年驯化的影响，后来还受到复杂育种方法的影响。在“猪基因组测序联合体”支持下，本期Nature发表了一头雌性“杜洛克猪”的高质量基因组序列草稿。对野猪和家猪基因组所做的对比，为了解欧洲和亚洲野猪之间的演化关系提供了线索，显示了在免疫反应和嗅觉中所涉及的基因的迅速演化。本文作者识别出了很多可能的致病性基因变异，提高了猪作为一种生物医学模型的潜力，并且对内生猪逆转录酶病毒做了详细的分析，这对于猪在异种移植中的可能应用来说是有重要意义的必备知识。

　　鸟类是怎样发展到今天的?

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　目前现存的鸟类有近1万种。Walter Jetz等人对所有这些鸟类种群之间在时间和空间上的演化关系做了一个分析，由此得到的演化树显示：鸟类分化速度在过去5000万年增加了，说明“鸟类生态位”还没满。最近的演化成功并不是均匀分布的，鸣禽、水禽、海鸥和啄木鸟是其中的优胜者。尽管在赤道附近的多样性要大一些，但分化速度在非洲、东南亚和澳大利亚尤其慢。

　　血管中的一氧化氮信号作用

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　这篇稿件提供了关于“肌内皮缝隙连接处”中一氧化氮信号作用调控方式的一个新模型的证据。由“细胞色素-B5还原酶-3”控制的“内皮血红蛋白 -α”的氧化状态通过促进血管舒张剂S-nitrosothiols的形成或一氧化氮的清除来调控一氧化氮的生物利用率及向其血管平滑肌目标的扩散。内皮对一氧化氮的这种调控作用，调制在控制血管紧张度中所涉及的药物的效应，如能够引起依赖于内皮的松弛的阿尔法-肾上腺能激动剂(促效药)或物质。

　　关于全球干旱趋势的新数字

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　已发表的、对近几十年干旱的历史变化所做的评估表明，干旱频率和受影响面积都在增加。Justin Sheffield等人发现，由于对干旱指标的不适当计算，以前的这项工作是错误的。利用一种更倚重于物理学的方法，该研究小组发现，在 1950-2008年间，干旱情况事实上几乎没有变化。

　　单电子自旋与单光子的耦合

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　未来的量子网络将把处于静止状态的量子位(如单电子自旋)与“飞行”的量子位(在远距离量子位之间转移量子态的光子)理想地结合在一起。因此，量子计算和通信领域一个长期未能解决的挑战便是，在一个固体平台上将一个单电子自旋耦合到一个单光子上。现在，两个独立工作的小组通过演示束缚在一个半导体 “量子点”结构中的一个光子和一个单电子自旋之间的纠缠实现了这一目标。该量子点起静止节点的作用。这一成果是向最终实现能够进行远距离量子通信的量子网络的目标所迈出的一小步。(Link to Letters pp. 421, 426; News & Views p. 343)

　　胰腺癌中所涉及的新突变被发现

　　Nature 491 (2012年11月15日)

　　这项大型研究发表了对142个“胰腺导管腺癌”(最常见的胰腺癌形式)患者所做的外显子组测序结果和版本数变异体分析结果。所获得的发现包括在染色质修饰和DNA损伤修复中所涉及的基因突变，这些突变以前并没有发现与该疾病有关。重要的是，这些数据显示，在Slit 和Semaphorin信号作用中所涉及的基因的异常表达与患者存活率低有关，而且在动物模型中还与病情发展变化有关。

　　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从细胞膜形成到蛋白折叠及药物结合的各种不同生物学过程中也扮演一个核心角色。但我们对一个油分子是怎样改变水的结构、从而推动这些过程的却知之甚少。现在，Joel Davis等人报告的光谱测定结果显示，在低温时，憎水性水合壳中的水要比周围的体相水有更大的四面体秩序和更少的弱氢键。随着温度升高，这种结构消失，另一种比体相水更无序、有更弱氢键的结构出现，但只是出现在长于约1 nm的非极性链周围。