封面故事：物種形成可通過感官驅(qū)動(dòng)而發(fā)生
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非洲湖泊中的慈鯛魚是教科書中關(guān)于物種快速形成的典型例子，但其中所涉及的機(jī)制仍然不是很清楚。現(xiàn)在，對(duì)維多利亞湖中的慈鯛魚所作觀測研究，揭示了導(dǎo)致（通過自然和性別選擇進(jìn)行的、由感官驅(qū)動(dòng)的）物種形成過程的視覺系統(tǒng)趨異演化（表現(xiàn)為視覺基因的分化、雄性的彩色化和雌性的喜好）的生態(tài)及分子基礎(chǔ)。感官驅(qū)動(dòng)假說預(yù)測，感覺和信號(hào)系統(tǒng)中對(duì)不同環(huán)境的趨異適應(yīng)，可在種群的第二接觸點(diǎn)上引起交配前隔離。除了為證明物種形成可以通過感官驅(qū)動(dòng)發(fā)生而不需要地理隔離提供明確證據(jù)外，這項(xiàng)工作還為在由人為原因造成的維多利亞湖富營養(yǎng)化期間慈鯛魚物種多樣性的崩潰提供了一個(gè)機(jī)制性的解釋。
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HIV/AIDS的過去和現(xiàn)在
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來自金沙薩大學(xué)檔案館的一個(gè)歷史性標(biāo)本，被用來獲取艾滋病出現(xiàn)之前的HIV基因序列。名為“DRC60”的樣品來自1960年從當(dāng)時(shí)比屬剛果Léopoldville（即現(xiàn)在的剛果民主共和國首都金沙薩）的一位成年女性身上所取的一個(gè)淋巴結(jié)活檢切片，它使得研究人員有可能對(duì)艾滋病出現(xiàn)之前的“化石”HIV-1序列首次進(jìn)行演化分析，其辦法是與來自同一時(shí)期的另一個(gè)病毒序列（來自1959年所取的一個(gè)血漿樣品，也是在金沙薩）進(jìn)行對(duì)比。 分析結(jié)果支持這樣的觀點(diǎn)：HIV-1在中―西非的多樣化過程是早在人們發(fā)現(xiàn)艾滋病流行之前出現(xiàn)的。在近50年之后的今天，艾滋病成為中國的一個(gè)大問題。在中國，雖然HIV-1感染過去主要局限于高風(fēng)險(xiǎn)人群，但現(xiàn)在它卻正在向普通人群擴(kuò)散。Lin Lu等人報(bào)告了中國云南省為遏制艾滋病發(fā)展所作的努力，那里由性傳播所引起的HIV感染病例急劇增加。
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HIV-1蛋白酶的觀測研究
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HIV-1蛋白酶是病毒成熟所不可或缺的，這使其成為抗HIV療法的一大潛在目標(biāo)。它所起作用是將新形成的聚合蛋白質(zhì)Gag 和 Gag-Pol分開，以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)和功能蛋白的成品，包括其本身在內(nèi)。現(xiàn)在，研究人員利用NMR光譜和“順磁弛豫增強(qiáng)”對(duì)HIV-1蛋白酶自處理過程中的早期事件（在這些事件中，一個(gè)前體二聚物被認(rèn)為經(jīng)歷分子內(nèi)解理）進(jìn)行了觀察。該研究顯示，雖然這種蛋白酶主要是單體的，但它也以瞬時(shí)“遭遇絡(luò)合物”的形式存在，這些絡(luò)合物相對(duì)于成熟二聚物有一系列不同取向。N-端區(qū)域與基質(zhì)結(jié)合點(diǎn)發(fā)生瞬時(shí)亞單元內(nèi)和亞單元間接觸，使得當(dāng)“遭遇絡(luò)合物”處于正確二聚物取向時(shí)自解理能夠發(fā)生。
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成年細(xì)胞能重新編程為可分泌胰島素的細(xì)胞
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如果能將大量完全分化的成年細(xì)胞以受控方式轉(zhuǎn)變成能分泌胰島素的貝塔細(xì)胞的話，糖尿病治療的前景將會(huì)改變。雖然文獻(xiàn)中有幾個(gè)以這種方式生成貝塔細(xì)胞的例子，但這個(gè)過程迄今為止是無法控制的。所以，人們對(duì)Qiao Zhou等人發(fā)表的這一研究報(bào)告會(huì)感興趣的。他們發(fā)現(xiàn)，患糖尿病的活小鼠的外分泌胰腺細(xì)胞可被重新編程，成為能夠產(chǎn)生胰島素的內(nèi)分泌細(xì)胞，與貝塔細(xì)胞相似，從一種分化狀態(tài)進(jìn)入另一種分化狀態(tài)，中間并不需轉(zhuǎn)變成干細(xì)胞。這種策略是基于早先關(guān)于胰腺發(fā)育中所涉及轉(zhuǎn)錄因子的研究成果：三種因子（Ngn3, Pdx1 和 Mafa）的組合是該過程中的關(guān)鍵成分。
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金剛石自旋的應(yīng)用研究
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金剛石晶體中一種類型的自然雜質(zhì)（被稱為氮―空缺中心）具有一個(gè)獨(dú)特的、長壽命的單電子自旋狀態(tài)，該狀態(tài)可通過光學(xué)手段控制和檢測。這種性質(zhì)可被用來生成“自旋電子”器件，并有可能用在量子信息處理方面。兩個(gè)小組在本期Nature雜志介紹了這種技術(shù)在納米尺度核磁共振成像方面的應(yīng)用。Maze等人介紹了利用金剛石自旋的相干控制來進(jìn)行磁傳感的工作。他們發(fā)現(xiàn)，從原理上來講，對(duì)納米-特斯拉磁場（這種磁場基本相當(dāng)于一個(gè)單個(gè)質(zhì)子在10納米距離處所產(chǎn)生的磁場）進(jìn)行精確測量是有可能的。Balasubramanian等人介紹了向建立一種利用金剛石自旋進(jìn)行靈敏的、高分辨率成像方法所邁出的最初幾步。他們發(fā)現(xiàn)，單個(gè)氮―空缺中心的位置可以5納米的分辨率來確定。在所配發(fā)的一篇News & Views文章中，Michael Romalis指出，將這兩種方法結(jié)合起來，有可能對(duì)單個(gè)核自旋進(jìn)行檢測和成像，甚至還有可能確定單個(gè)分子的結(jié)構(gòu)。因?yàn)樯厦孢@兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是在室溫下進(jìn)行的，所以我們可以預(yù)期這些方法能夠應(yīng)用于生物學(xué)研究。