封面故事：癌症研究领域的最新进展
本期Nature包括一系列关于癌症研究领域一些最新进展的研究论文和综述文章。其中一篇综述文章回顾了上世纪80年代初以来癌症遗传学领域所取得的进展，展望了今后几年在癌症基因组学领域可能看到的进展。两篇论文分别报告了关于饮食和癌症的最新研究工作和“泛素—蛋白酶体”体系中的一个新颖的抗癌药物作用目标。Gao等人发现，Myc致癌基因（在很多人类癌症中发生突变）由一个对明胶蛋白酶的表达很重要的微RNA调控，从而在癌症与代谢之间建立起了一个联系。Hedgehog信号作用曾被发现与几种癌症有关，而现在Zhao等人发现，它在慢性骨髓性白血病中维持白血病干细胞的存在。Diehn等人对人类与小鼠乳腺癌中的癌症干细胞进行了分析，发现它们所含“活性氧”少于其他癌细胞，这可能是使得乳腺癌较之其他一些癌症对放疗不太敏感的一个因素。本期封面为一个乳腺癌细胞。
癌症基因组学时代
自1982年HRAS基因突变与膀胱癌之间的关系被发现以来，研究人员已经在癌症患者身上发现了约10万个异常基因。因此，对于癌症的发展我们已经知道很多，但由于癌症和组织类型是如此之多，我们要了解的东西还很多很多。现在，随着大规模并行DNA测序技术的发展，数以亿计的与癌症相关的突变很快将被发现。在一篇内容广泛的综述文章中，Michael Stratton、Peter Campbell和Andrew Futreal对癌症基因组领域所取得的成就进行了回顾，同时展望了大量癌症完整DNA序列的获得将可帮助我们进一步加深对癌症治疗方法之认识的前景。
饮食与癌症的关系
人们知道限制饮食对啮齿类动物有抗癌效果已有几十年了，但令人吃惊的是，我们对决定某种肿瘤是否会对节食措施产生反应的分子机制却知之甚少。Nada Kalaany和David Sabatini报告，某些人类癌细胞系，当在小鼠体内作为肿瘤异体移植物生长时，对于饮食限制的抗生长效应非常敏感，而人类的其他癌细胞系则对此有抵抗力。现在，造成肿瘤不同敏感度的原因，已被发现是“phosphatidylinositol-3-kinase/Akt”信号通道的活化状态。因此，这一通道的状态可能是指示哪些肿瘤会对模仿饮食限制的治疗方法产生反应的一个指示器。
以泛素体系为目标的癌症治疗方法
“泛素—蛋白酶体”体系对细胞内蛋白进行标记，以将其降解。这是很多细胞功能的调控机制的构成部分，其中一些功能与癌症有关。现在，蛋白酶体抑制因子正在成为抗肿瘤药物，其中第一种用于临床的是“硼替佐米”，用来治疗多种骨髓瘤和一些淋巴瘤。Soucy等人报告了MLN4924的发现，它是“NEDD8-激发酶”（NAE）的一个小分子抑制因子，目前正在进行一期临床试验。NAE调控“泛素连接酶”一种亚型（即cullin-RING）的活性，后者又控制各种不同细胞蛋白的降解。MLN4924在小鼠癌症模型中诱导癌细胞死亡和产生抗肿瘤活性。
通过改变形态提高四氧化三钴催化剂的性能
科研人员对四氧化三钴作为一氧化碳低温氧化的一种潜在催化剂作了很多研究，它在汽车尾气控制等方面会有用。虽然这种材料在即使低于零摄氏度的温度下也有活性，但它对即便是痕量的水汽也高度敏感。现在，Xiaowei Xie等人发现，以“纳米棒”形式存在的四氧化三钴有更高的催化活性，在有水存在时稳定性增强。他们将其性能的这些改进归因于暴露在“纳米棒”表面上具有催化活性的Co3+点的高密度。与钴的使用相关的健康风险意味着，这种特定材料也许不会广泛用于空气净化，但这些发现却展示了形态控制对于提高过渡金属氧化物催化剂性能的潜力。
“大氧化事件”之后的若干疑问
“大氧化事件”是大约24亿年前氧开始在大气中积累时地球上的一个时期，它被广泛认为是由大气甲烷水平降低触发的。当时是什么使得甲烷开始消失仍然不确定。现在，基于关于“条带状含铁构造”（距今大约27亿年前形成的沉积岩）中镍—铁分子比率有所下降的发现，Konhauser等人提出了一个新的假设来解释甲烷的消失。他们将镍的缺少归因于镍向海洋中流入量的减少，而这种减少则是由上层地幔温度的下降及当时富含镍的“超镁铁岩”喷发量的减少。镍是产甲烷生物中所发现的几种酶中的一个关键辅助因子，所以其含量下降可能抑制了远古海洋中产甲烷生物的活性，中断了由生物所产生的甲烷的供应。
不使用病毒载体生成人iPS细胞系的方法
关于非生殖性成年细胞能够被重新编程而成为多能细胞，从而能够分化成任何细胞类型的发现，让人们看到了一些激动人心的可能性。重新编程的细胞（被称为“诱导多能干细胞”，即iPS细胞）在再生医学中应当有巨大潜力，但目前用来生成它们的方法大多数都涉及到病毒基因的使用，这有可能使所诱导的细胞发生异常。两个小组在本期Nature上报告了一项合作研究工作，这项工作成功地在没有使用病毒载体的情况下使人体细胞产生了多能性。研究人员利用来自病毒的2A肽序列生成一种结合重新编程因子的“多顺反子载体”，该载体被piggyBac转位子载体送入细胞中，从而在人及小鼠成纤维细胞中都生成了稳定的iPS细胞。然后，与2A结合在一起的重新编程因子（在已经生成的iPS细胞系中是不需要的）被除去。
