7月30日《自然》雜志精選

　　封面故事

　　線粒體在細胞能量分布中起作用

　　本期封面所示為一個骨骼肌細胞中的導電性線粒體。能量在細胞內是怎樣分布的？在骨骼肌中，能量分布曾被認為是通過由代謝物促進的擴散發生的，盡管遺傳證據對這種分布方式的重要性提出了疑問。Robert Balaban及同事利用各種形式的高分辨率顯微鏡，對線粒體本身除了實際上產生能量外是否也在其分布中起一定作用進行了研究。他們發現，通過以“質子動力”的形式在整個細胞中形成一個導電通道，它們的確在能量分布中起一定作用。在整個這一網絡中，線粒體蛋白定位似乎是在變化的，從而使得線粒體膜電勢能夠以最佳方式產生和被利用。這一能量分布網絡速度有可能極快，從而使得肌肉能夠對新的能量需求幾乎即時做出反應。

　　微生物生物膜內的給予與索取

　　在一種生物膜的生長過程中，周邊細胞保護內部細胞不受外部攻擊，但也能通過周邊細胞的營養消耗使它們餓死。在這項研究中，Gürol Süel及同事發現，保護與餓死之間的這種沖突通過周邊與內部細胞之間的長距離代謝共依賴性的出現得到了解決。尤其是，他們通過枯草桿菌生物膜發現，生長會周期性地停止，以增加受保護的內部細胞的營養供應，而這反過來又會提供生物膜在周邊生長所需的代謝物。

　　大體積固體中的高次諧波輻射

　　隨著幾年前首次報告的通過高次諧波的生成所演示的大體積晶體中短波輻射的存在，出現了固體超快光子學這樣一個新領域。這一現象中所涉及的機制正在受到深入研究。Matthias Hohenleutner等人通過具有時間分辨率的測量特別對大體積固體中高次諧波的生成進行了研究。他們發現，該現象中電子的運動與原子氣體中高次諧波的生成機制不同，涉及來自多個價帶的電子之間的量子干涉。所觀察到的這一效應為固體超快光源和光控電子系統的開發提出了新的方向。

　　適用于氣候變暖的一個水稻品種

　　稻田產生強效溫室氣體甲烷全球排放量的 7%~17%，這個數字隨著水稻種植面積的擴大還可能會增長。這篇論文報告說，研究人員培育出了一種水稻，它的籽和莖中生物質和淀粉含量更高，甲烷排放量有所降低，根際產甲烷菌的水平也有所降低。這種新品種的水稻是通過向傳統水稻品種中添加編碼大麥轉錄因子SUSIBA2的一個基因生成的。SUSIBA2使碳通量發生變化，這種變化使得光合作用產物相對于它們向根的分配來說更有利于其向地面之上生物質的分配。在氣候變暖的情況下，“高淀粉低甲烷”水稻有可能為在提供高質量生物質的同時降低水稻種植對大氣溫室氣體排放的負面影響提供一個可持續的手段。

　　羊毛甾醇能防止白內障形成

　　在關于兩個家族的先天性白內障的遺傳基礎的一項研究中，Kang Zhang及同事發現，羊毛甾醇能防止各種各樣的、能引起白內障的發生突變的晶狀體蛋白在細胞內的聚集。在這項遺傳研究中所識別出的突變影響羊毛甾醇合酶的功能，后者是用于合成羊毛甾醇的一種酶。對患自然出現的白內障的狗，施用含羊毛甾醇的眼藥六個星期，降低了白內障的嚴重程度，提高了晶狀體的透明度，這說明羊毛甾醇或具有相似活性的分子相對于白內障的手術治療來說也許可以提供另一種治療手段。