12月13日《自然》杂志精选

封面故事：
 
关于P-型ATP酶的一组研究论文

P-型ATP酶是对所有真核生物和很多原核生物具有根本重要性的阳离子泵。本期Nature上3篇论文介绍了关于这一超级家族关键成员的结构及功能研究。本期封面所示为钠离子和钾离子泵的结构，是由Morth等人在本期杂志上以3.5埃的分辨率描述的，同时还刊登了J. C. Skou关于其50年前发现依赖于钠离子和钾离子的ATP酶活性的原始笔记。这篇论文显示了ATP酶与钾相结合的状态，同时还暗示了一种依赖于电压的调控基础。这些结果部分是通过与Skou所作实验相似的动能实验获得的。Olesen等人介绍了肌质网Ca2+-ATP酶（钙泵）的新的晶体结构，同时还有关于功能的研究工作，并且最终呈现了关于钙运输的一个完整机制。在植物和真菌中，细胞离子平衡状态和膜势是由胞质膜H+-ATP酶（另一种P-型ATP酶）提供动力的。Pedersen等人介绍了它的X-射线结构，提供了关于它是如何沿一个陡峭的电化学梯度来泵输质子的有关线索。
 
海上异常波浪的产生原理
 
水手们几个世纪以前就知道，异常的巨大波浪似乎能够毫无征兆地就出现在海洋上。最近科学家发现，碰上这种“恶棍”波浪的可能性远远大于从传统波幅统计中所能预计的程度。为了解这种事件的物理原理，Solli等人在一个光学系统中对“恶棍”波浪的概念进行了研究。利用一个新的实时探测方法，他们研究了一个体系（基于一种具有显微结构的光纤），该体系能够暴露出极陡的大光波，它们是因一组几乎相同的光脉冲的注入而产生的罕见结果。
 
女性脊柱的特别之处
 
背痛是人们请病假的一个重要原因，是直立行走（人类及其祖先不同于其他动物的一个鲜明特征）所带来的困难的证明。由于在人类历史及史前的大部分时间，成年妇女都把很多时间花在怀孕或哺乳上，所以妇女还有另外一个演化问题。怀孕因不断改变身体的重心而使得直立行走的不稳定性变得更加严重。Whitecombe等人对能够平衡胎儿负荷的、女性脊柱所特有的那些解剖学上的适应性特征进行了详细分析，发现直立行走的南猿（而不是非直立行走的黑猩猩）也有类似的适应性特征。
 
“卡西尼”获得土星环流图像
 
关于在距地面较高处有一个由束缚的粒子组成的环流围绕地球的观点首次出现在20世纪早期。这个观点被证明是正确的，对该环流及其组成的测量工作于1957年进行。后来人们在木星上也发现了不同性质的环流，并且推测土星也有这种环流。现在，安装在“卡西尼”探测器上的磁圈成像仪器获得了土星环流的图像。该环流是高度可变的，具有强经向不对称性，与该行星几乎呈刚性共同转动。这与地球的环流形成对比，后者没有自转调制，且最初的不对称性取决于局部效应。
 
决定热带气旋强度的因素
 
关于热带气旋活动对全球变暖的响应问题我们很不了解。科学家经常假设，海洋表面温度越高，越有利于气旋形成和加强，但事实可能并不是这样，因为其中还涉及很多其他因素。Gabriel Vecchi和Brian Soden对海洋表面温度变化与一种被称为“热带气旋潜在强度”的指标（该指标为气旋强度提供一个上限）之间的关系进行了研究。他们发现，潜在强度的变化与变暖的区域结构密切相关，而不是与局部海洋表面温度密切相关——比热带平均温度更高的区域以潜在强度增加为特征，反之亦然。这说明，热带气旋活动对气候自然变异（往往涉及海洋表面温度局部化的变化）的响应可能大于对由温室气体诱导的更为一致的变暖模式的响应。
 
控制“转座子”的一种办法
 
在变化的环境中进行细菌培养，有时会积累突变率增大的“转座子”品系，可能会增强它们进行适应性演化的潜力。这种情况经常发生在临床条件下。如果“转座子”要长久存在，它们就需要一个一致变化的环境。与寄生体（如病毒）共同演化是能够提供这种环境的一个情形。现在，用假单胞菌所作的实验表明，与一种自然出现的噬菌体共同演化会明显提高细菌突变率，导致噬菌体绝灭概率增高。因此，以噬菌体种群为控制目标可能是在临床感染环境中削弱对“转座子”选择性的一种办法。
 
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