作者:田天 来源:科学时报 发布时间:2010-1-22 9:14:55
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1月21日《自然》杂志精选

 
封面故事:
 
大熊猫“晶晶”基因组完成测序
 
北京奥运会吉祥物大熊猫“晶晶”基因组利用短序列测序技术完成测序,这在如此复杂的基因组中还是第一次。该基因组由24亿DNA碱基对组成(人类基因组为30亿),约含2.1万个蛋白编码基因(与人类基因组相似)。该序列所反映的基因组多样性水平很高,这让人们看到一个希望:尽管大熊猫种群数量只有约2500只,但保护工作可以使该物种不致灭绝。有趣的是,虽然大熊猫似乎有食肉动物消化系统所需的全部基因,但却缺少消化纤维素的基因。因此,它们可能依靠自己的肠道细菌来消化其喜食的、品种有限的竹子。味觉可能是一个饮食限制因素:T1R1基因功能的失活意味着,大熊猫可能尝不到高蛋白食物的鲜味。这项研究工作所取得的技术成就为将下一代测序技术用于大型真核基因组的快速从头组装铺平了道路。
 
基因时钟让大肠杆菌细胞同步
 
合成生物学的基因回路研究方法利用计算机模拟来设计能在活细胞中发挥功能的小基因网络。在其首次成功(合成振荡器和拨动开关)不到十年之后的今天,Jeff Hasty及其同事又通过设计自然的“群体感应”基因培养出一批同步的大肠杆菌细胞。利用微流体和延时荧光显微镜技术,他们试图总结有关控制同步振荡或波传播的因子的普遍规律。这项工作将有助于关于更复杂自然振荡的研究工作。在这一模型体系中,基因时钟产生了同步的闪光,但类似的基因开关则有可能触发与胰岛素分泌和生物节律等相关的事件。
 
小行星地震与
 
“普通球粒陨石问题”之谜
 
“普通球粒陨石问题”是指这样一个明显的异常现象:虽然落到地球上的陨石中大约80%是“普通球粒陨石”,但它们在小行星中却很少见。对该现象通常的解释是,“太空风化”过程改变“普通球粒陨石”表面,产生变红的“S-型”小行星。不过,仍然存在一个疑问,这个疑问是关于一组罕见的小行星、即“Q-型”小行星的形状的。这些小行星只在地球附近被发现,它们的确有与“普通球粒陨石”相匹配的“新鲜”光谱特征。现在,研究人员将95颗小行星的一组新的光谱数据与其详细的轨道历史相结合后发现,所有“Q-型”小行星最近都到过与地球距离至少在月球距离之内的这么近的地方。因此,在这些小行星与地球如此近的时候,潮汐应力或地震晃动可能将新的、未风化的物质暴露在了表面上。有趣的是,对这一假设的一个验证方法可能就在我们手头:一个名叫“99942 Apophis”、对地球有潜在威胁、目前正显示“风化”光谱色的小行星,将在2029年来到与地球距离在6个轨道半径以内的地方。据预测,它将发生一次新的地震活动,这将使其未风化的新鲜物质暴露在表面上。
 
“红色皇后”假说得到验证
 
Leigh Van Valen著名的“红色皇后”假说在演化生物学教科书中牢固确立了自己的地位。该假说认为,物种在积累小的变化,以便与不断变化中的环境保持一致。正所谓“你要保持在原位,就必须不断地跑才行”。按照该模型,当积累了足够的变化时,物种形成便会以一个恒定的速度发生。奇怪的是,这个观点从未通过与其他模型进行比较而被验证过,这些模型能够作出几乎相同的预测,但所依据的过程不同,所认为的物种形成速度也是变化的。现在,一个基于超过100组不同物种的系统进化树的分枝长度的验证方法,被用来将传统“红色皇后”假说与其他四个模型进行比较。令人吃惊的是,认为物种形成速度恒定不变的最简单模型不仅能对系统进化树中80%的分枝长度作出最好的描述,而且其好的程度也让人惊讶。这一新模型提供了一个与认为物种进化赶不上环境恶化(自然选择的压力)之说(即有关物种在与恶化环境的竞争中败北的“隐喻”)不同的观点,它将物种形成与引起生殖隔离的罕见随机事件联系在了一起。
 
亚洲向北美的污染输出
 
人类活动产生的臭氧前体(主要是氮氧化物和挥发性有机物)的排放,自19世纪末以来已造成下层大气中臭氧浓度的广泛增加。在大气臭氧层的最靠下部分,是对植物和动物有有害影响的一种温室气体。目前,东亚这种排放的增长速度最快,其污染大部分向北美输出。现在,对整个北美西部春季臭氧测量结果所作分析整理,为1995年至2008年间臭氧混合比的强劲增长提供了证据。当测量数据受来自亚洲的污染物直接输送影响较大时,臭氧混合比的增长速度最大。这一现象(以前曾被怀疑、但未证实)也许使得美国实现其自己的臭氧空气质量标准更加困难。
 
(田天/编译,更多信息请访问www.naturechina.com/st)
 
《科学时报》 (2010-1-22 A4 国际)
 
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