3月27日《自然》雜志精選

分析復雜疾病病因的分子網絡方法
 
復雜的人類疾病源自很多遺傳及環境因素的相互作用。為了找出造成肥胖癥的各種因素，研究人員將基因表達作為年齡在18～85歲間的數百位冰島人的血液和脂肪組織中的一個量化特征進行了評估。結果顯示，對身體質量指數較高的人來說，在脂肪組織中有出現某種基因激發模式的傾向，而在血液中出現這種傾向的程度要小得多。由脂肪組織數據所構建的轉錄網絡與基于小鼠脂肪組織數據的網絡有顯著的交疊。有一種觀點認為，復雜疾病是受到基因及環境影響的分子網絡的緊急特性。對這一觀點的實驗支持來自用小鼠進行的一項研究。研究人員對小鼠基因表達網絡所發生的擾動進行了分析，這種擾動和與肥胖癥、糖尿病及動脈粥樣硬化相關的代謝特征相關聯。三種基因，即Lpl、Lactb和Ppm1l，是以前未知的肥胖基因。這種“分子網絡”方法讓我們看到這樣一個前景：治療方法也許應以整個“疾病網絡”為目標，而不是以一兩個特定基因為目標。

 
自旋—軌道耦合效應不可忽略
 
基于碳的材料被認為是自旋電子及自旋量子位等應用中很有希望的候選材料，因為它們的電子自旋被認為異常穩定。尤其是，過去人們曾假設電子自旋與其軌道運動的效應（自旋消相干的一個來源）是可以忽略的。現在，Kuemmeth等人否定了這一假設。根據高質量的、干凈的單壁碳納米管的一組詳細的電子輸送測定結果，他們觀測到了電子自旋—軌道耦合的直接特征。這一發現可能會導致在碳納米管中實現量子位的新的設計原理。而且，所觀測到的自旋—軌道耦合也許還能被證明是一種很有價值的工具，可以作為碳納米管中電子自旋的全電控制的機制。
 
熔巖生成的主導控制因素是地幔溫度上升
 
當大陸分裂時，裂開的過程有時伴隨著大量熔巖的產生，然而所產生的熔巖總量卻不確定，因為所產生的熔巖只有一部分噴發到地表。而且，巖漿作用的原因仍然有爭議，尤其是它是否由地幔溫度升高造成。Robert White及同事發現，在北大西洋的法羅群島附近，絕大多數玄武巖都向內侵入到了大陸—海洋過渡帶，而不是向外伸出地表。他們發現，這種熔巖作為巖床侵入到了下層地殼中，與大陸構造相交叉，而不是像人們經常所假設的那樣成為一個由100%熔巖構成的“底板”。他們認為，熔巖生成的主導控制因素是地幔溫度上升，其生成并不要求在斷層之下發生比較活躍的小規模地幔對流，也不要求在大陸分裂時存在富集地幔。
 
昆蟲激素對雄性和雌性果蠅的不同影響
 
盡管兩性之間存在極大的行為差異，但令人吃驚的是，對任何物種，研究人員幾乎都沒有發現能夠將雄性與雌性腦區分開來的解剖特征。現在，用果蠅所做的研究工作揭示了雄性和雌性之間對昆蟲激素cVA的反應存在的差異。雄性釋放該激素，而雄性和雌性都能探測到該激素，而且它們都是通過其觸須中明顯完全相同的神經回路來探測的。該激素的氣味誘使雌性去接受雄性，但在作為競爭對手的雄性身上，它卻抑制求偶行為。用來獲得這一發現的單一神經元跟蹤方法也可用來研究其他通過遺傳手段能夠跟蹤的物種的神經系統，如小鼠。
 
小鼠對向上運動的目標特別敏感
 
任何神經回路（如眼睛中的視網膜）的功能與其連接情況直接相關，這是由不同類別神經元的功能及其對伙伴的選擇決定的。這些特征由每個神經元的基因組成及分子相互作用決定，但一直難以從基因層面到細胞結構和回路功能層面上建立一個連續的聯系。In-Jung Kim等人研究出解決這一問題的新穎的交叉學科方法，并將其應用于視網膜神經節細胞。他們發現了一種新型的視網膜神經元，是由一個基因標記識別出的，這種神經元具有獨特的細胞形狀和功能。這種類型的所有細胞都指向一個方向。令人驚異的是，這些細胞對根據其結構預測出的向上的運動目標反應最好。該發現提出了一個有趣的問題：為什么小鼠會對向上運動如此敏感？
 
與植物氣孔閉合有關的一種蛋白
 
葉子下面的氣孔控制植物與大氣之間二氧化碳和水的交換。氣孔孔徑由跨越保衛細胞膜的離子和代謝物的運輸來調控。此前，沒有植物胞質膜陰離子通道亞單元被克隆出來，這也許有點讓人吃驚，而且研究表明，動物陰離子通道的同源基因并不編碼植物的功能性離子通道。現在，兩個獨立的研究小組發現了一種蛋白，它是S-型陰離子通道功能的一個必要成分，是氣孔響應于各種生理及壓力刺激而閉合所必需的。被稱為SLAC1的這種蛋白是真菌和細菌二羧酸/蘋果酸運輸蛋白的一個“遠房親戚”，即親緣關系較遠的同源物。
 
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