11月27日《自然》雜志精選

　　 新型2D納米材料的新性質

　　二維材料會具有與三維材料明顯不同的性質，這個現象長期以來都受到深入研究。在這篇論文中， Beatriz Noheda及同事通過建立用于二維材料合成的一條不同尋常的路徑（這條路徑能夠產生獨特的化學環境和新穎的功能——在該研究中這種新穎功能就是一種復合氧化物中的磁性），從而將這個概念提升到了一個新層次。作者以取向附生方式在鈦酸鍶上生長亞錳酸鋱，并通過應變工程在鐵電疇壁內產生了與材料其余部分截然不同的化學性質和磁性質。鐵電疇壁充當納米尺度的化學反應器，以促進具有異常化學性質和磁性質的相的形成。這一方法應當可以應用于其他復合氧化物，從而獲得可應用于納米電子和自旋電子系統的新型納米材料。

　　農業發展增加大氣二氧化碳季節性變化

　　大氣二氧化碳記錄顯示了反映陸地植被二氧化碳吸收情況季節性變化的一個季節性周期。過去50年這一季節性周期幅度的增加目前還無法完全得到解釋。現在，兩個小組報告，農業的集約化可能是大氣二氧化碳季節幅度增加的一個關鍵貢獻因素。Ning Zeng等人利用VEGAS陸地生物圈模型顯示，中緯度農業生產力的增強，為1961 年到2010年間全球凈表面碳流量幅度的增加作出了45%的貢獻，相比之下來自氣候變化的貢獻為29%，來自二氧化碳施肥作用的貢獻為26%。Josh Gray等人利用來自聯合國糧農組織的作物生產統計數字和碳會計模型顯示，大氣二氧化碳季節性中所觀測到的變化的多達1/4可以由作物生產力的提高得到解釋，其中玉米、小麥、水稻和大豆是主要貢獻因素。這些研究將有助于更好了解全球碳循環，也顯示了人類行動正在改變生物圈—大氣層的大規模相互作用的程度。

　　植物的雙時鐘系統

　　生物時鐘系統幫助很多生物使其生理活動適應每天的和季節性的環境變化。對哺乳動物來說，時鐘系統有雙重性質：“視交叉上核”中的一組腦神經元起中央主導性時鐘的作用，調控周圍組織中的局部時鐘。相比之下，人們長期以為，植物節律在所有細胞中都是相等的。現在，Motomu Endo等人提供的證據證明，植物也有一個雙重時鐘系統。通過利用兩個新的多功能方法對擬南芥葉子組織進行詳細分析，作者發現，在維管組織內，時鐘具有與在其他組織內截然不同的特點，而且維管時鐘也影響其他組織內的時鐘調控。

　　瘧疾入侵蛋白使用的結構

　　每種瘧原蟲都含有至少一種“網狀細胞結合蛋白同源物”蛋白，該蛋白與“紅細胞結合蛋白”一起在紅細胞入侵（瘧原蟲生命周期中的一個關鍵步驟）中起一定作用。鐮刀形瘧原蟲的“網狀細胞結合蛋白同源物-5”與紅細胞表面蛋白basigin發生相互作用，并且已被認為是一個有希望的疫苗候選物。在這篇論文中，Matthew Higgins 及同事描述了與basigin，同時也與抑制性抗體形成復合物的PfRH5的晶體結構。該結構顯示了具有風箏樣架構的一個折疊，在一個端部有供basigin和抗體使用的結合點。

　　琥珀酸鹽在缺血性心臟病中所起作用

　　在對缺血性心臟所做的這項代謝組學研究中，Michael Murphy及同事識別出驅動活性氧簇的生成、對“缺血再灌注損傷”有貢獻的一種代謝物。他們發現，琥珀酸鹽在幾種組織中是缺血的一個保守的代謝特征。琥珀酸鹽因名為“琥珀酸脫氫酶”的酶的逆轉而在缺血過程中積累。在再灌注時，積累的琥珀酸鹽被迅速氧化，通過“線粒體復合物-I”上的反向電子傳輸驅動活性氧簇的生成。琥珀酸鹽積累的藥物阻斷在心臟病發作和中風的小鼠模型中會改善“缺血再灌注損傷”的狀況。

　　由RNA控制的DNA修復

　　如其名稱所示，通過同源重組進行的DNA修復一般被認為發生在兩個DNA分子之間。然而，研究工作已經證明，RNA也可用在人造環境中。 Francesca Storici及同事現在發現，內源RNA轉錄體能介導與酵母染色體DNA的重組。這一結果說明，遺傳信息在細胞中從RNA向DNA的直接流動也許要比人們過去所認為的普遍得多，而且因為細胞核中的RNA水平非常高，所以這些結果也許會讓人們對修復的可塑性和基因組不穩定性的機制有新的認識。

　　一種“左右逢源”的核酶

　　人們普遍假設，同手性是對生命的一個要求，生物大分子必須是同樣的立體化學手性才能高效地發生相互作用。通過與Leslie Orgel 和其他人合作，Gerald Joyce在1984年對這一思想進行了延伸，提出同手性也可能是生命起源所必需的，因為RNA模板化的多聚反應很容易在同手性系統中發生，但在外消旋混合物中則會受到影響。現在，Joyce及本文共同作者Jonathan Sczepanski發現，相反手性的RNA能夠一起合作。他們設計出一種d-RNA酶，這種酶能催化L-RNA在一個L-RNA模板上 的多聚反應，反之亦然。這種核酶的催化效能足以使其能夠通過將11個作為組成成分的寡核苷酸連接起來合成其自己的對映異構體。該核酶被認為通過第三接觸點而不是通過沃森-克里克堿基對與其基質發生相互作用。這一出乎意料的發現將為關于生命是怎樣在一個“RNA世界”中出現的觀點增添一個新的維度。