作者:田学文 来源:中国科学报 发布时间:2015/12/21 9:53:02
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12月10日《自然》杂志精选

 

封面故事: 非对称细胞分裂

本期封面所示为野生型果蝇背上的机械感应器官的扫描电子显微镜图像。非对称 “Sara核内体”的隔离在一个敏化的突变体背景下遭受破坏,改变了产生这些刚毛的干细胞的细胞命运,之后果蝇的背部便裸露了出来。非对称细胞分裂是干细胞在发育和其他方面一个共同的基本过程。在非对称分裂过程中,很多命运决定因素在细胞皮层上是分开的,同时在一系列不同的细胞中,一个子类的信号作用核内体会在细胞质中发生不平等的隔离,以介导Notch/Delta信号作用分子在子细胞之间的分布。这种非对称分布是怎样做到的过去却不知道。Marcos Gonzalez-Gaitan及同事现在发现,在非对称分裂过程中,中心纺锤体是由驱动蛋白Klp10A及其拮抗剂 Patronin产生的,这种非对称性然后又使核内体的运动方向发生极化。作者能通过利用一个由抗体介导的方法反转中心纺锤体极性来将核内体引导到错误的细胞。这篇论文所描述的系统是一个在非对称分裂中能够将具有普遍意义的细胞内货物、尤其是信号作用核内体向其中一个子细胞定位的系统。

关于“谱隙问题”的问题

在量子多体物理学中,谱隙是指一个系统的基态与其第一激发态之间的能量差。关于是否有可能判定一个系统是否有谱隙的问题是物理学中一个长期未能解决的问题,即“谱隙问题”。在这项研究中,Toby Cubitt等人证明,“谱隙问题”是不可判定的。虽然以前已经知道判定一个谱隙是否存在是困难的,但这一结果证明了多体物理学中一个核心问题的算法难度最大的一种形式。

通过钙信号实现饮食刺激

成体干细胞通过调制细胞增殖和分化来响应代谢提示。Heinrich Jasper及同事现在发现,果蝇小肠干细胞通过调制钙信号作用以使其增殖和分化命运能够相适应来响应饮食变化,尤其是响应L-谷氨酸水平的变化。他们进而显示,钙在小肠干细胞对一系列不同的饮食和压力刺激的反应中起核心作用。

CAF-1是细胞命运改变的一个障碍

发育过程中细胞系命运的决定以及在实验室中向一种不同命运的重新编程,取决于由影响染色质状况的因子调控的基因表达程序。Konrad Hochedlinger及同事进行了两个基于“RNA干涉”的筛选,以寻找妨碍重新编程的与染色质相关的因子。他们发现,“染色质组装因子-1”复合物是这一过程的一个重要调控因子,通过使染色质无法让转录因子接触到来发挥作用。CAF-1功能的抑制因而在向多能性的重新编程过程中和在细胞命运的直接转变过程中都会帮助染色质接触重新编程因子。

谷神星表面上的氨化合物

搭载在美国国家航空航天局 “黎明号”飞船上的VIR 光谱仪在82000公里至4300公里的距离和0.4μm~5μm的波长获得了矮行星谷神星的红外光谱。这些数据表明,该小行星表面上广泛存在氨化层状硅酸盐。未能检测到水冰,尽管水冰的小规模局部化出现无法被排除。氨的发现意味着,来自外太阳系的物质被结合进了谷神星内——是在其距日心很远的距离处形成过程中被结合进去的,或是通过输送到“主小行星带”内的物质的结合被结合进去的。

柴油燃料生产的前景改观

新一代单功能催化剂越来越受益于精密控制的、优化的纳米尺度特性。 Jovana Zeevi等人现在发现,在纳米尺度进行的优化也能提高广泛用于高质量柴油燃料生产的双功能加氢裂化催化剂的性能。这些催化剂含有一个金属点和一个酸点,多年来被普遍接受的观点是,这些点应当尽可能地靠近才能实现最佳性能。但Zeevi等人发现,它们彼此太靠近对选择性会是有害的,而且这些点的位置应当以纳米尺度的距离分开。这项研究也许会导致从替代原料如天然气、植物油和海藻油更有效地生产柴油。

未来降水的模型预测

降水量的增加是气候模型预测的一个核心特征。但增加的幅度却存在很大不确定性,这种不确定性也一直难以减小甚或理解。Anthony DeAngelis等人现在发现,预测范围的很大部分来自一个看似基本的过程:大气对短波辐射的吸收。一个变得越来越湿润的大气层(如对未来所预测的那样)应当会由于更大的湿度而增加降水,但更大的湿度又会增加短波吸收。本文的分析显示,与观测约束条件相比,模型模拟的短波吸收增加太小、降水增加太大。如果控制吸收的辐射转移算法能够得到更好约束和更加标准化,那么预测的不确定性将会降低,平均估计值将可能会降低约40%。

(田学文/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st)

《中国科学报》 (2015-12-21 第2版 国际)
 
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