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2014年08月28日自然杂志精选

更新:2014年09月10日 阅读次数: 【字体:

2014年08月28日自然杂志精选


封面故事:想与做背后的神经活动
Neural?constraints?on?learning
在对神经活动的新模式多大程度上通过学习可以产生所做的一项研究中,?Aaron?Batista及同事对恒河猴利用运动皮层中不同活动模式学习如何控制电脑光标时的神经网络重新组织进行了分析。一些新的神经活动模式比其他的更容易产生(相应于更容易学会的任务),这些可从实验开始时的网络拓扑以数学方式预测出来。作者推测,这些结果为对行动和思想中适应性和持久性之间的平衡从神经角度做解释提供了一个基础。封面:Jasiek?Krzysztofiak/Nature。(doi:?10.1038/nature13665)

果蝇转录组的复杂性
Diversity?and?dynamics?of?the?Drosophilatranscriptome
虽然一个动物身上的所有细胞都拥有相同的基因,但那些被转录的基因作为一个整体(称作“转录组”)在不同细胞和组织之间却相差巨大。来自“modENCODE?consortium”的这篇论文,对果蝇的一系列培养的细胞系和解剖的器官系统中的这种差异进行了研究,目的是确定转录组的多样性实际上到底有多大。例如,一小部分基本上为神经特异性的基因具有编码数千个信使RNA转录体的潜力,每个都是通过广泛的选择性启动子使用和RNA剪接来进行的。而且,性腺表达数百种以前不知道的编码RNA和“长非编码RNA”?(lncRNA),其中一些对蛋白编码基因是反义的,产生短的调控性RNA。果蝇转录组显然要比我们以前所认识到的复杂得多。(doi:?10.1038/nature12962?&?doi:?10.1038/512374a)

线虫基因组的转录因子图
Regulatory?analysis?of?the?C.?elegans?genome?with?spatiotemporal?resolution
在这篇论文中,“modENCODE?consortium”对线虫发育多个阶段的92个转录因子和调控蛋白的结合点的基因组分布进行了研究。通过对这些数据和细胞分辨率的表达数据进行整合,他们生成了后生动物转录因子结合点的一个时空分布图,该图被用来研究发育调控线路的设计和性质。(doi:?10.1038/nature13497?&?doi:?10.1038/512374a)

芳烃受体的抗菌作用
AhR?sensing?of?bacterial?pigments?regulates?antibacterial?defence
这篇论文显示,芳烃受体(AhR,已知能识别环境毒素、自身分子和饮食成分)也是针对细菌的先天防卫系统的一个组成部分,充当来自肺病原体的有色毒力因子的一个直接传感器。细菌配体与AhR的结合,会通过一个负反馈环促进它们降解,同时促进细胞因子和趋化因子的生成。AhR不足的小鼠对绿脓杆菌和结核杆菌都高度敏感。(doi:?10.1038/nature13684?&?doi:?10.1038/nature13741)

miR-34a在骨髓中的作用
miR-34a?blocks?osteoporosis?and?bone?metastasis?by?inhibiting?osteoclastogenesis?and?Tgif2
破骨细胞参与骨再吸收,因此在骨质疏松和骨转移中起一定作用。Yihong?Wan及同事识别出一种微RNA,即miR-34a,其表达调控破骨细胞生成。miR-34a的上调或转基因表达与骨再吸收程度较低有关,因此也与骨质增加有关。miR-34a?与这一过程有关的一个目标是Tgif2,后者是促进破骨细胞生成的转录调控因子,其删除会以独立于miR-34a的方式恢复骨质。这项工作表明,miR-34a?(在癌症中被普遍删除)对于骨架保护以及改善癌症骨转移的策略有潜在的治疗好处。(doi:?10.1038/nature13375)

从人类到果蝇和蠕虫都保留下来的基因
Comparative?analysis?of?metazoan?chromatin?organization
这项研究描述由“ENCODE?consortium”和“modENCODE?consortium”所生成的、来自人类、果蝇和线虫不同细胞系和发育阶段的无数新的全基因组染色质数据集。?这些结果说明三种生物的染色质组织存在很多保守特征,同时也发现了抑制性染色质在组成和位置上的差别。(doi:?10.1038/nature13415?&?doi:?10.1038/512374a)

亲缘关系远的物种之间转录组的差异
Comparative?analysis?of?the?transcriptome?across?distant?species
在这篇论文中,“modENCODE?consortium”报告了对人类、蠕虫和果蝇的转录组数据所做的一项比较分析,揭示了一些古老的、保守的特征,如在发育基因中富集的共享的共表达模块。表达模式被用来排列蠕虫和果蝇发育的不同阶段。所有三种生物的基因表达水平(包括编码基因和非编码基因)都可以利用一个模型、基于仅仅一组独立于生物的参数来从启动子上的染色质特征定量预测。(doi:?10.1038/nature13424?&?doi:?10.1038/512374a)

作为运动检测器的神经元被识别出
Processing?properties?of?ON?and?OFF?pathways?for?Drosophila?motion?detection
果蝇视觉系统的运动检测长期以来被认为依靠一个简单的神经线路——Reichardt检测器(该检测器将相邻感觉神经元连接起来,稍有一个时间延迟),但一直缺乏电生理证据。Claude?Desplan及同事在果蝇髓质中进行了活体“膜片钳”记录,识别出四个神经元:Mi1、Tm3、Tm1?和Tm2,它们处理延迟的和非延迟的输入,以检测光和暗的移动边缘。最近的神经-解剖结果表明,哺乳动物视网膜中运动检测机制的某些部分与果蝇的Reichardt?线路相似。(doi:?10.1038/nature13427)

基因调控线路的比较分析
Comparative?analysis?of?regulatory?information?and?circuits?across?distant?species
果蝇和蠕虫长期以来作为人类生物学的重要模型动物被加以研究。此前,基因调控的保守性主要是通过关注个别要素和因子被研究的。“modENCODE?consortium”的目标是对转录调控特征的基本原理进行一个大规模的比较分析。在这篇论文中,作者对165个人类的、93个蠕虫的和52个果蝇的转录调控因子在不同细胞类型、发育阶段或条件下的全基因组结合位置进行了标绘。他们发现,总体上,以前对个别因子所观察到的基因调控性质是后生动物调控的普遍原理,这些性质保持得非常好,尽管个别网络连接存在广泛的功能分歧。调控线路的这些比较图,将可帮助我们了解现代有机体生物学的调控机制与人类生物学、发育和疾病有什么关系。(doi:?10.1038/nature13668?&?doi:?10.1038/512374a)

太阳难以捕捉的pp中微子被观测到
Neutrinos?from?the?primary?proton–proton?fusion?process?in?the?Sun
太阳的能量输出来自将氢转化成氦的一系列核反应,其中大多数反应来自两个质子的聚变(质子-质子反应、或称pp反应),同时伴随着一个低能中微子的释放。实践证明,这些中微子难以被捕捉到:此前只有来自二次反应的太阳中微子被直接观测到过。但在这篇论文中,“Borexino?合作项目”报告了对pp反应本身所做的观测,从而为驱动太阳能量释放的主要聚变过程提供了一个直接观测结果。(doi:?10.1038/nature13702?&?doi:?10.1038/512378a)

超新星2014J是一次经典的白矮星爆炸
Cobalt-56?γ-ray?emission?lines?from?the?type?Ia?supernova?2014J
作为宇宙学“标准烛光”的Ia-型超新星被认为来自白矮星的热核爆炸,同时伴随着大量放射性元素“镍-56”(衰变成钴和铁)的释放。这篇论文报告了对来自一个Ia-型超新星“SN?2014J”的“钴-56”?γ-射线发射线的首次检测。所观测到的光谱与大到足以对引力坍缩不稳定的一次白矮星爆炸的经典模型大体上一致,但也不排除存在更复杂的合并情景。(doi:?10.1038/nature13672?&?doi:?10.1038/512375a)

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