《Nature》8月最受关注的十篇论文来源：生物通 日期: 2012年08月15日
英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章（2012年7月16日 ～ 2012年8月16日 现在人们认识到，人小肠微生物群落对健康非常重要，而且它们的组成变化也被与肥胖症、炎症和糖尿病联系起来。成年人的小肠微生物群落一般是稳定的，在健康的个体之间是差不多的，但在生命的两个极端——婴儿期和老年期，肠道微生物群落却在不断变化中。对平均年龄为78岁的178个老年人所做的这项研究显示，饮食是与肠道微生物群落变化和健康都有关联性的主要因素。这项工作表明，通过用能够促进肠道微生物群落中特定成分的添加剂来调整饮食，也许有可能使人的衰老过程更健康。这对长期接受家庭护理的人来说尤为重要，这些人肠道微生物群落的多样性明显不如他们仍生活在更大社区中的同龄人。（Link to Article p. 178）
自由空间信道（光在其中可以穿过开放空间自由传播的信道）对量子通信来说较光纤有优势，因为它们遭受的光子损失较少、脱散较小。Juan Yin等人在本期Nature上报告了独立量子位在一个具有多光子纠缠的97公里长的one-link自由空间信道上的量子远程传输。利用一个two-link信道，他们还演示了在101.8公里距离上的纠缠分布。这些结果代表着向建立一个全球量子网络的目标所迈出的重要一步。尤其是，在该实验中所建立的高频率、高准确性获取、指向和跟踪方法，有可能被直接用于未来基于卫星的量子通信和量子基础(quantum foundations)的大规模试验。 产生饥饿感的神经回路 小鼠丘脑下部中AGRP (agouti-related peptide expressing)神经元的刺激，会激发对饥饿的行为反应——急于寻找食物和暴饮暴食。这项研究利用这些饥饿敏感型神经元可以进行遗传操控这个事实，借助光遗传学和药物遗传学来对饥饿的一个神经回路进行“反向工程”。AGRP神经元被发现抑制“释放后叶催产素的神经元”，它们是在Prader–Willi综合症（一种涉及无法满足的食欲的症状）中失去的一类数量较少的神经元。涉及后叶催产素神经元的抑制回路是由AGRP神经元激发的进食的一个先决条件，这个发现确定了这一以前人们不知道的神经回路在调控饥饿状态及与过度进食症状相关的通道中所起的作用。（Link to Article p. 172） 光学晶格中的对称性规则 最近有人提出，作为量子场理论一部分的“宇称-时间对称性”这一抽象思想，有可能为具有天然材料所没有的独特性能的新型人造光学材料的设计提供灵感。这一提法被认为是概念上的一个重要飞跃。在实践中，这意味着对光学增益和损耗之间的相互作用的聪明利用——这些参数连同更容易操纵的折射率是一个光学体系的基本要素。此前，这一领域的实验工作一直局限于“二组分”要素排列，但在这项研究中，Ulf Peschel及其同事通过将这一概念转移到“时间域”，演示了大尺度“宇称-时间”合成晶格中的光传输。作为可在这样一个系统中产生的不同寻常光效应的一个例子，本文作者发现，媒介在一个方向上会变得看不见。 小RNA在DNA损伤反应中所起作用 小非编码RNA已被发现调控很多过程。Francia等人现在发现了一类这样的RNA在对DNA损伤做出反应中所起的一个作用。他们发现，在衰老过程中或辐照之后，小RNA生物生成中所涉及的两种酶是激发和维持这种反应所必需的。所产生的短RNA来自一个DNA双链断裂点附近，但它们通过其激发损伤反应的目标尚不清楚。（Link to Letter p. 231） 大气中另外一种以前未知的氧化剂 人们认为，臭氧、羟基和硝酸盐是将包括污染物在内的痕量气体从大气中清除的主要试剂。在这篇论文中，作者将来自芬兰一个森林地区的大气观测结果、实验室中所进行的实验以及理论方面的考虑结合在一起，识别出另一种以前人们不知道的化合物，它具有相当大的能力来氧化二氧化硫和潜在的其他痕量气体。该化合物似乎是一种被稳定的Criegee中间体（一种具有两个自由基点的羰基氧化物或其衍生物），它可能会增强大气的反应活性，帮助硫酸的生成，进而帮助大气气溶胶的形成。这里所研究的化学问题与源于生物的挥发性有机化合物的存在、因而也与森林排放密切相关。（Link to Letter p. 193; News & Views p. 164） 香蕉基因组完成 香蕉在很多热带和亚热带国家是一种主食和一种主要收入来源。这篇论文报告了香蕉基因组的测序和分析。这是其基因组被测序的第一种非草本单子叶植物，为对植物基因组进行比较分析提供了一个重要桥梁。全球香蕉生产受到适应性越来越强的害虫和疾病的一定威胁，所以其基因组序列的获得对未来作物培育和改良来说是一个重要资源。（Link to Letter p. 213） 封面故事: 最新发现的三个类人猿化石 在肯尼亚图尔卡纳湖以东Koobi Fora地区最新发现的三个类人猿化石，将大大提高我们对“人属”动物早期辐射的认识，并澄清与标志性的、但却像谜一样的类人猿头骨KNM-ER 1470有关的问题。该头骨由Richard Leakey首次于1973年在Nature杂志上描述(go.nature.com/bNPHfo)。新发现的这三个化石分别是一块保存极为完好的下颌骨(KNM-ER 60000)、一个下颌骨碎片和一块保存相当完好的面部化石，后者更为重要。它们的时间在距今178万年和195万年之间，大体上支持这样的观点：在早“更新世”的东部非洲，除了“直立人”外，同一时期至少还有两个“人”种。本期封面所示为KNM-ER 60000下颌骨（照片重构）和可能属于同一物种的KNM-ER 1470（数字化虚拟）。（图片提供：Fred Spoor）（Link to Letter p. 201; News & Views p. 162） 蛋白结构的暗藏影响 由X-射线晶体学所提供的蛋白结构的静态图，只给出关于影响一个分子的功能的蛋白构形中各种方面的部分画面。例如，它没有将蛋白结构与内部动态之间的相互作用考虑进去。利用核磁共振(NMR)方法，Shiou-Ru Tzeng 和 Charalampos Kalodimos发现，在很宽的时间尺度上（从皮秒到微妙），内部动态以无法从其基态结构预测的方式决定它们与DNA的结合。本文作者发现，通过在与蛋白-DNA结合点相距较远的点上引入突变所生成的细菌基因调控因子CAP（CAP是“代谢产物激发因子蛋白”的英文缩写）的一些变体，的确会在不对结合界面有任何扰动的情况下影响DNA结合。（Link to Letter p. 236; News & Views p. 165） 快速多壳合金晶体管 在对晶体管进行改进和微型化的不断努力中，微电子行业最近采用了三维电子门结构。改进晶体管的另一方式是，采用比硅材料具有更高电子迁移率的半导体材料，尽管这一方式存在较大的制造方面的挑战。Katsuhiro Tomioka等人将两种方式综合了起来：他们在一种硅基质上来以高精度生长带一个环绕门的垂直的、六面“核-多壳”(core-multishell) 砷化铟镓纳米线。实验显示，这种纳米线的晶体管性能极好，具有优异的开/关行为和快速操作性能。（Link to Letter p. 189） （发布：王楠） |
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