1月31日《自然》杂志精选

封面故事：DNA碱基对引导结晶的思想被付诸实践

 
DNA碱基对可以引导有用材料结晶的思想，对纳米技术专家来说是一个很有诱惑力的思想。现在，在首次发现与纳米颗粒相结合的DNA可以影响它们聚合10年之后，两个研究小组已将这一概念付诸实践。Park等人发现，结合到金纳米颗粒上的DNA分子以及用来连接它们的DNA分子能够被选择用来确保这些纳米颗粒自组装进面心立方体或体心立方体晶体中。由Cole Krumbholz提供的封面图片是后者的一个特写画面。Nykypanchuk等人识别出了DNA的设计要求和结晶条件，它们允许可逆地形成体心立方体晶体，其中纳米颗粒仅仅占据几个百分比的晶格体积。正如在News & Views文章中所讨论的那样，这些进展也许使得创造有序的、可调节的3D纳米结构成为可能，这种结构适用于光子和磁应用、生物医学传感以及信息或能量存储。
 
“环境性别决定假设”得到证实
 
在哺乳动物和鸟类中，性别是在受精时由基因型决定的。但很多爬行动物并不是在生命之初就决定了性别，而是通过与环境的相互作用（一般是在温度方面）来决定一个个体的性别。30年前，Eric Charnov和James Bull猜测，“环境性别决定”一说如果能够证明不同温度体系能使每个性别产生最大生殖适应性的话，将是自然选择所偏爱的方式。此前，这一观点没有得到证实，部分是由于设计一个“对比实验”存在困难（在这样一个实验中，“错误”的性别可在一个给定的温度下产生）。荷尔蒙处理曾被用来克服这一困难，现在Daniel Warner和Rick Shine利用一种寿命很短的澳大利亚蜥蜴证实，Charnov/Bull模型是正确的。
 
大型消减带地震影响海洋板块内应力及地震活动的实证
 
千岛群岛（因日俄之间主权之争经常出现在新闻中的太平洋群岛）附近最近发生的两次大地震，极富戏剧性地说明了大型消减带地震能够影响消减的海洋板块本身之内的应力及地震活动的过程。在2006年11月15日，一次8.3级的地震使深度较浅的板块边界断裂，在这个边界上，太平洋板块向千岛群岛中央弧形结构下面下潜。在几分钟内，板块内伸张型地震发生在千岛海沟朝向海洋方向的外层上升区域。然后，在2007年1月13日，一次8.1级的地震使通过太平洋板块靠上部分延伸的一个正常断层发生断裂，从而产生人们所记录到的最大的浅层伸张型地震之一。
 
关于M2质子通道的结构研究
 
直到最近，由pH-门控的流感A-病毒M2还能被基于amantadine的抗病毒药物有效地作为治疗目标，但对这些药物的抗药性现在也广泛出现了。现在，两个研究小组发表了关于M2质子通道的结构研究。Jason Schnell和James Chou通过NMR光谱在与rimantadine所形成的复合物中确定了M2一个含有38个残迹的片段的结构。Stouffer等人利用X-射线衍射在有amantadine和没有amantadine两种情况下确定了M2一个含有25个残迹的片段的结构。令人吃惊的是，他们获得的结构反映了两个很不相同的机制，该药物通过这两个机制来抑制这一通道。他们所提出的机制由Christopher Miller在一篇配发的News & Views文章中进行了讨论。
 
关于胚胎分裂转录控制信息的新算法
 
对发育生物学家来说，果蝇胚胎分裂是研究身体成形的标准模型。这是一个被研究得很透彻的体系，但仍然缺乏信息的一个领域是转录控制，即在精确的时间和地点建立复杂表达模式的机制。本期Nature上描述的一个新的计算框架在填补这一空白方面取得了很大进展。该算法将关键转录因子的DNA结合特性和表达水平作为输入，并预测了任何给定的cis-调控序列在沿胚胎前—后轴上的每个空间位置都会产生的表达水平。该算法具有普遍适用性，所以也许可证明对很多其他的蛋白-DNA相互作用体系也是有用的。
 
AMPK在缺血状态下保护心脏的机制
 
AMPK（AMP激活的蛋白激酶）是很多生物过程的一个主调控因子，是糖尿病、癌症、动脉粥样硬化和缺血性心脏病等多种疾病的一个潜在药物作用目标。在缺血性心脏病中，AMPK通过促进葡萄糖吸收来保护组织不受损伤和不发生自杀性死亡。一项新的研究表明，AMPK是被炎性细胞因子MIF（巨噬细胞迁移抑制因子）激发的，后者由心脏在缺血压力下释放。这一结果为了解细胞压力响应的性质提供了线索，也表明低MIF水平是冠状动脉疾病患者的一个潜在风险标志。
 
简单、纯净的化合物也能发生“准同型”相变
 
向一种压电材料施加机械力能产生一个电压；反过来，施加一个电压也会产生一个力。物理性质的这种结合有很多应用，主要是用来产生超声。最大的机电反应倾向于出现在高度复杂的材料中，而人们所期望得到的性能则往往会在当与一种“准同型”相变（一种通常与组成变化相联系的突然的结构变化）相关时才会达到最大程度。Muhtar Ahart等人发现，在高压下，一个类似的相变也能出现在一种简单的、纯净的化合物中。该化合物是原型铁电材料钛酸铅，它能产生一个比任何已知的机电反应都大的机电反应。所以，也许有可能通过化学方法根据环境压力对这些效应进行微调，这将有可能降低高性能压电材料的成本和增强它们的可用性。
 
更多信息请访问www.naturechina.com/st