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3月4日《自然》雜志精選

生物

【3月4日《自然》雜志精選】

3月4日《自然》雜志精選

封面故事：
 
人腸道微生物的基因目錄
人體是大約100萬億微生物細胞的宿主，其中大部分在腸道中 ， 在那里它們對人的生理和營養都有深遠影響 ， 而且現在還被認為對人的生命非常關鍵 。腸道微生物幫助人從食物中攝取能量，腸道微生物群落的變化還可能與腸道疾病或肥胖癥有關 ?，F在，一個國際合作課題組（該課題組是“人類小腸元基因組學”項目的構成部分，該項目簡稱為MetaHIT）發表了從丹麥和西班牙124位健康的、超重的和肥胖的成年人以及炎癥患者提取的人腸道微生物菌落的一個基因目錄 。所獲數據為了解這一基因組（比人類基因組大150倍）提供了第一手資料 ， 并且表明這些基因大部分是在不同個體之間共享的 。根據由這些基因所編碼的各種不同功能，研究人員就有可能來確定最小的腸道元基因組和最小的腸道細菌基因組 。
 
線粒體DAMPs與創傷性敗血癥
 
線粒體是細菌的內共生后代，在經過數百萬年共同演化之后，它們現在所服務的真核細胞對其非常容忍 。但在危機關頭，它們之間的關系似乎會緊張 。用曾遭受嚴重創傷的患者的血漿樣品所做試驗表明，線粒體DAMPs（即“與損傷相關的分子模式”簡稱）因組織損傷而被釋放到循環系統中，在那里它們通過特定甲酰肽受體激發嗜中性白血球（或稱嗜中性粒細胞） 。這會觸發系統炎癥、組織損傷和明顯的敗血癥 。這些與受體相互作用的DAMPs，是針對被稱為PAMPs（即“與病原體相關的分子模式”簡稱）、表達在入侵微生物上、引起細菌性敗血癥的分子的先天免疫反應的構成部分 。
 
未來量子計算機將采用什么技術
 
由于具有由量子力學的奇異現象主導的基本信息處理單元（量子位），所以量子計算機具有以遠遠好于今天利用傳統“位”的計算機的性能來處理某些計算的潛力 。盡管如此，實用量子計算機（如果它們能夠問世的話和當它們問世之后）將采用什么技術還遠不清楚 。在一篇內容非常廣泛的綜述文章中，來自該領域主要實驗室的六位研究人員介紹了有關量子信息系統硬件的最新工作 。他們對當前所采用的材料（包括摻雜硅中供體原子的核自旋、砷化鎵中的電子自旋以及金剛石中的氮空缺中心）進行了比較，并對尚未問世的材料進行了猜測 。
 
酵母的古老基因變異
 
一種以前人們不知道的基因變異已在有關芽殖酵母（釀酒酵母的一個近親）的一項研究中被發現 。半乳糖（GAL）利用基因網絡的關鍵特征在大多數酵母物種中都保留了下來，但芽殖酵母這個種沒有功能性GAL基因，不能將半乳糖作為碳的一個來源來利用 。這項新的研究關注從日本分離得到的不能利用半乳糖的芽殖酵母與能夠利用這種糖的葡萄牙菌種之間的差別 ?；蚪M分析顯示，日本菌種中有高度退化的、非功能性GAL假基因，而葡萄牙菌種則有功能性GAL基因 。這兩種不同狀態（被稱為“均衡的、未關聯的基因網絡”，簡稱BuGNP）似乎有一個古老起源，共存于芽殖酵母作為一個物種存在的整個歷史中 。
 
蚊子的氣味受體蛋白
 
氣味識別被很多疾病的昆蟲傳播媒介用來定位其宿主，它們是通過我們在很大程度上還不知道的分子過程來做到這一點的 ?，F在，研究人員利用基因工程果蠅的“空神經元”體系已確定了“岡比亞按蚊”（撒哈拉以南非洲的主要瘧疾傳播媒介）全部氣味受體蛋白 。這些受體大部分都具有廣泛活性，能對一系列不同氣味作出反應，但少數卻比較有針對性 ， 只對一種或少數幾種氣味作出反應 。幾十種受體對人汗液中的化合物有強烈反應，因此該發現為控制瘧疾提供了可能的目標 。
 
新發現的高溫有機超導體
 
新的高溫超導體在繼續出現（值得注意的最新發現是砷化鐵） ， 但過去10年一直沒有發現新的有機超導體 ?，F在，研究人員在高達18K的溫度下在用鉀或銣摻雜的一種簡單的烴分子的晶體中發現了超導性 。該新化合物的基礎是“二萘品苯”，它是一種由5個苯環組成的分子 ， 這些苯環彼此共享邊緣 。該分子結晶形成一種有序的分子固體 。堿金屬向晶格中的插入，在正常情況下使一種半導體材料的體系中誘導產生金屬行為和超導性 。鉀摻雜的“二萘品苯”中18K的轉變溫度對于一種有機超導體來說是很高的，只有堿金屬摻雜的C60有更高的轉變溫度 。
 
科學時報 田天/編譯