3月3日《自然》杂志内容精选

3月3日《自然》杂志内容精选

杂志封面

封面故事：一项持续了65年的研究

1946年，科学家开始对英格兰、威尔士和苏格兰在3月某一个星期生孩子的所有母亲进行一项研究，其目的是了解生育的社会和经济成本。近65年之后，这项研究仍在进行。1946年出生的孩子一直被跟踪到成年，主要目的是研究儿童时代的健康及一生的社会境况怎样影响成年后的健康。这个星期，当时的这组小孩庆祝他们65岁生日，这是很多英国人退休的年龄。所以现在，这项名为“全国健康与发育调查”的研究已成为一项关于衰老的研究。Helen Pearson对1946年的这批人作了采访，谈到他们因参加这项研究而在科学上获得了永生，并且对怎样利用所积累的数据进行了分析。

第六次大灭绝是否已开始

古生物学家从化石记录认为有五次主要灭绝事件，其中最近的一次是白垩纪大灭绝，这次事件结束于距今约6500万年前。鉴于在过去几千年已知有很多物种消失了，一些生物学家提出第六次这样的灭绝事件现在正在发生。Barnosky等人对支持这种观点的证据进行评估，得出结论认为最近的物种消失是巨大的和严重的，但还不属于大灭绝这个类别——后者通常定义为在一个从地质上来说的短时间内地球物种至少75%灭绝。但尽管如此，已有明确迹象表明，目前“极度濒危”的物种的消失很快将会使世界进入第六次大灭绝。

iPS细胞中的基因异常

体细胞通过“表观基因组”重新编程产生“诱导多能干”（iPS）细胞的方式有重要治疗潜力，是具有潜在重要性的疾病模型的基础。最近有研究报告指出，iPS细胞的重新编程和试管培养可诱导基因异常及外成异常，由此，人们对这些异常对于iPS细胞临床应用的影响表示关切。本期Nature上的三篇论文发表了对人iPS细胞及“胚胎干”（ES）细胞的基因组研究，这三篇论文的结果都证实，染色体层面的异常、亚染色体层面的异常和单碱基层面的异常的确会在iPS细胞中积累。Hussein等人报告了与iPS细胞系重新编程相关的高突变率。然而，在适度长度的培养中，iPS细胞经历一个选择过程，该过程导致细胞的突变降低，与在ES细胞中所看到的相当。Gore等人报告了在利用五种不同方法重新编程的22个人iPS细胞系中的蛋白编码点突变；其中一些突变在体细胞中是事先存在的，其他突变则是与重新编程相关的新突变。Lister等人通过对人胚胎干细胞系、iPS细胞系和体先祖细胞系进行全基因组DNA甲基化分析，显示了异常重新编程的iPS细胞的基因组中的“热点”。

揭秘“黑子周期-23”的最小值

我们目前（自2008年初以来）正在经历“太阳周期-24”，即对太阳黑子活动的科学记录自1755年开始以来太阳磁性活动的第24个每个大约为11年的周期。目前太阳非常活跃，但在“黑子周期-23”之后最近的、深度的活动最小值，却以数量之大超乎预料的无黑子日（在几乎一个世纪内是没有先例的）、非常低的辐射能量输出（辐照度）和地球上的高宇宙射线通量为特征。Nandy等人利用“运动发电机”（kinematic dynamo）模拟来解释这种异常太阳活动最小值可能的起源。他们发现，在一个周期前半部分太阳等离子体的快速流动（接下来是在该周期后半部分的慢速流动）会重现“黑子周期-23”最小值的两个特征。

Milankovitch理论受到质疑

从格陵兰冰芯和南极冰芯获取的过去气温的记录，对于在长时间尺度上了解全球气候系统很重要。据Milankovitch理论，在南极冰芯中记录的冰期至间冰期的气候变化，是由北半球高纬度地区夏季日照（地球表面接收到的太阳辐射的数量）决定的。现在，Thomas Laepple及其同事发现，南极雪的积累偏向于南半球的冬季，并且用局部日照的变化就可能得到解释，而不需借助北半球的影响。虽然这些结果没有构成一个完全否定的证据，但它们却表明，南极冰芯记录本身并不能为Milankovitch理论提供充分支持。

环节动物的两面性

环节动物（分节的蠕虫）是最大、最为多样化的动物门之一，从土壤到海底都存在。人们对它们的详细演化过程却很不了解，所以重建环节动物的演化史应当是受欢迎的。为此，Struck等人发表了对34个环节动物类群所作的一项新的系统发育基因组学分析结果。显著的特征包括大多数环节动物向“隐居类”（Sedentaria）和“游走类”（Errantia）的分化，这便重新引发了一个被人们忽略的、已有150年历史的假说：环节动物是作为两个主要类群或“进化枝”形成的，其生活方式分别为静止型和活跃型。

线虫“半桥粒”的作用

很多器官的发育和功能不仅取决于生化信号，而且取决于细胞和组织对机械力（机械传导）以生化方式作出反应的能力。Michel Labouesse及其同事在这篇文章中描述了将线虫的体壁与表皮联系在一起的机械传导通道。该通道涉及“p21激发的激酶PAK-1”、一个衔接子GIT-1及其伙伴PIX-1。由肌肉或外部压力施加的张力将GIT-1保持在“半桥粒”（hemidesmosome，是将表皮细胞附着到下面的肌肉组织上的像铆钉一样的小东西）上，并且通过PIX-1和Rac GTPase刺激PAK-1。因此，线虫“半桥粒”不只是一种被动的附着结构，而且还是一种传感器，通过触发信号作用过程来对张力作出反应。