Nature最新內(nèi)容精選

世界上最老的“阿舍利”石器

人們已知最早的石器是從大塊石頭上以粗糙的方式鑿下來的簡單石片，稱為“奧爾德沃”。其次是比較先進的“阿舍利”文化，其代表是葉子形狀的雙面工具，或稱為“手斧”?！鞍⑸崂北徽J為是直立人的特征技術(shù)。然而，“阿舍利”文化出現(xiàn)的時間仍不清楚，因為時間在140萬年以上、年代比較確定的地點很少。在肯尼亞WestTurkana的Kokiselei考古點（“奧爾德沃”和“阿舍利”工具都在這里發(fā)現(xiàn)）進行的一項新的地層學(xué)研究，發(fā)掘出了世界上最老的“阿舍利”石器，距今已有176萬年，比以前已知最早的“阿舍利”石器記錄早35萬年。因為非洲以外原始人類的要么沒有早期工具的紀錄，要么只有“奧爾德沃”型的工具記錄，所以這項研究還表明，第一批離開非洲的歐亞原始人類也許并沒有將“阿舍利”文化一起帶走。本期封面所示為一個比較大的粗制手斧(KS4-203)，是從一塊扁平的響巖礫石做成的，錘擊成形。

蝴蝶擬態(tài)功能由超級基因簇決定

見于南美各地森林中的有毒蝴蝶“狐眼袖蝶”（Heliconiusmelpomene)能夠模仿另一科的有毒蝴蝶Melinaea屬中幾個物種的翅膀模式，以便更有效地威懾捕食者。這個例子受一個經(jīng)典的“超級基因”控制，它實際上是通常作為一個整體遺傳的緊密基因簇。狐眼袖蝶尤其擅長擬態(tài)，能夠模仿多達7個不同翅膀模式。對狐眼袖蝶不同翅膀模式形態(tài)所做的一項研究顯示，在一個超級基因P位點上發(fā)生的不同基因組重排，使得在其他密切相關(guān)的物種中本可以自由重組的位點之間的基因聯(lián)系更為緊密。這樣所產(chǎn)生的超級基因起一個簡單開關(guān)的作用，這個開關(guān)一旦閉合，便能夠在一系列復(fù)雜的適應(yīng)性表現(xiàn)型中選擇這種蝴蝶應(yīng)該表現(xiàn)出其中的哪一個。本期封面所示為來自法屬圭亞那狐眼袖蝶（上）和Melinaeamneme（下）。

科學(xué)家被控過失殺人

2009年4月6日，意大利中部Abruzzo地區(qū)發(fā)生6.3級地震，對幾個中世紀山區(qū)城鎮(zhèn)造成嚴重損害。超過300人失去了生命，大約1500人受傷，65000人短時間無家可歸。今年早些時候，6名科學(xué)家和1名政府官員因未能評估和告知地震的潛在風(fēng)險而被控過失殺人。他們將于9月20日在L’Aquila受審。在一篇NewsFeature文章中，StephenS. Hall解釋當?shù)厣鐓^(qū)民眾為什么覺得自己被科學(xué)家出賣了。

軍事研究的是與非

軍隊多年來一直是科學(xué)研究的最大投資方之一。軍隊科研投入的成效在日益尖端的進攻性和防衛(wèi)性武器中就可以看得出來。但基于軍事研究的很多成果也進入了日常的和平應(yīng)用當中。在本期Nature雜志上，我們對軍事研究各個方面的成就、缺陷和倫理道德問題進行了分析。

一個GPCR跨膜信號作用復(fù)合物的結(jié)構(gòu)被確定

一個細胞對荷爾蒙和神經(jīng)傳輸物質(zhì)的反應(yīng)的絕大部分以及視覺、嗅覺和味覺等，都是由“G-蛋白耦合受體” (GPCRs)調(diào)控的。這使得GPCRs潛在成為人體中最重要的一組藥物目標。GPCRs深深嵌入在細胞膜中，與細胞膜交叉7次，要確定這些復(fù)合物的結(jié)構(gòu)特別具有挑戰(zhàn)性?，F(xiàn)在，人們等待已久的一個GPCR跨膜信號作用復(fù)合物的X-射線晶體結(jié)構(gòu)已被確定，其論文的最終版本發(fā)表在本期Nature上。所發(fā)表的結(jié)構(gòu)是與Gs（腺苷酸環(huán)化酶的刺激性G蛋白）形成復(fù)合物的“β-2腎上腺素能受體”的一個“被激動劑占據(jù)的單體”的結(jié)構(gòu)。另一篇相關(guān)論文介紹了利用“肽酰胺氫-氘交換質(zhì)譜”對這一信號作用復(fù)合物的蛋白動態(tài)所做的探測研究。

細菌鞭毛蛋白和III型分泌系統(tǒng)的NLRC4炎性受體

巨噬細胞作為先天性免疫的重要組成部分在識別和感受來自病原菌的分子、進而拮抗和清除病原菌感染中發(fā)揮著重要作用。炎癥小體（inflammasome）是繼Toll樣受體介導(dǎo)的先天性免疫反應(yīng)信號通路后、最近幾年剛剛發(fā)現(xiàn)的又一個主要存在于巨噬細胞中的重要免疫感受和激活的信號通路。炎癥小體被認為是由一類存在于細胞內(nèi)的NOD樣受體分子介導(dǎo)組裝。此前的研究僅僅知道個別NOD樣受體分子（比如NLRC4）對于感受特定的病原菌分子（如鞭毛蛋白分子）是必不可少的，但還未有任何NOD樣分子被證明為具有受體的功能，在激活炎癥小體信號通路中起作用。北京生命科學(xué)研究所邵峰研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊報道了一類叫做NAIP的、具有BIR結(jié)構(gòu)域的新型NOD樣受體分子（NLR），并首次證實了這類分子具有受體的功能，可以直接識別和結(jié)合來自病原菌的不同配體分子。 這項研究首次確立了小鼠的NAIP5分子是感受和識別病原菌鞭毛蛋白分子的胞內(nèi)免疫受體，同時也確立了整個NAIP家族的NOD樣蛋白分子是一類普遍的可以感受不同病原菌分子、進而激活由NLRC4介導(dǎo)的炎癥小體的受體分子。明確提出了病原菌三型分泌系統(tǒng)本身也是一類會被宿主免疫系統(tǒng)感受的病原菌模式分子（pathogen-associatedmolecularpatterns, PAMP），不同的三型分泌系統(tǒng)組成分子分別由不同的NAIP家族受體分子所識別。該研究成果預(yù)示其它的NAIP家族成員很可能是識別其它類似病原菌分子的炎癥小體受體分子，對深入理解和揭示炎癥小體介導(dǎo)的先天性免疫信號通路的機制有著重要的指導(dǎo)意義和極大的推動作用。

Tet3DNA雙加氧酶在卵細胞重編程中的作用

受精是精子和卵細胞融合為一個合子（受精卵）的過程，是動物個體發(fā)育的起點。然而，受精并不是簡單的精卵結(jié)合。為了形成一個具有發(fā)育全能性的早期胚胎，卵細胞需要對來源于精子的父本基因組進行一系列的重編程（reprogramming），其中最為重要的一項就是基因組DNA的去甲基化。這種在合子中，父本基因組上的特異去甲基化為何發(fā)生以及怎么發(fā)生，一直是表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域重要的有待解釋的問題之一。中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院化學(xué)與細胞生物學(xué)研究所徐國良研究員和李勁松研究員領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊揭示了Tet3DNA雙加氧酶在卵細胞重編程中的作用：卵細胞來源的母源因子Tet3加氧酶負責(zé)父本基因組DNA胞嘧啶甲基的氧化修飾，從而啟動DNA的去甲基化，進一步激活Oct4和Nanog等全能性基因的表達。卵細胞內(nèi)特異性敲除Tet3的母鼠生育力顯著下降，其大部分胚胎在著床后發(fā)生退化，被母體吸收。此外，Tet3在動物克隆過程中對移入卵細胞的供體細胞DNA的重編程也發(fā)揮著重要的作用。 這一發(fā)現(xiàn)提示，動物克隆和自然受精過程很可能采用了同樣的重編程機制。該研究成果使人們對早期胚胎發(fā)育中的重編程過程有了更清晰的認識，也為提高動物克隆效率帶來了新的理論依據(jù)，有可能在分子機制上為不孕不育癥提供新的詮釋。