5月8日《自然》杂志精选
5月8日《自然》杂志精选
HIV逆转录酶在两种活性之间切换的机制
人免疫缺陷病毒(HIV)编码一种非常重要的蛋白,被称为逆转录酶,它是艾滋病治疗的一个主要的药物作用目标。该蛋白有两种活性:利用病毒RNA基因组 作 为模板来合成DNA;一种DNA—RNA杂合体的分解。每种活性都要求这种酶同时结合到DNA和RNA上。但它是怎样知道要在哪种基质上表现哪种活性的 呢?通过利用单分子技术所作研究表明,这种酶是以不同取向与RNA和DNA结合的,可以在这些取向和活性之间切换,而不会与基质分开。切换动态在很大程度 上受非核苷逆转录酶抑制物的调控,而这些抑制物是抗艾滋病药物的一个主要类别。因此,该结果可能反映了这些药物抑制病毒复制的一个机制。
分子磁体量子自旋状态的寿命的确足够长
分子磁体是含有多个磁性离子的一种类型的分子,这些离子的自 旋紧密耦合在一起,形成单一的“集体”自旋。这种集体自旋的量子力学性质正在引起人们的注意,因为它有可能是量子计算机功能单位的基础。此前,科学家尚不 知道这些分子磁体的量子自旋状态的寿命之长是否足以允许进行有用的计算,但新的研究工作表明,它们的确是这样的。Bertaina观测到了分子磁体的自旋 状态之间存在显著的这样一种量子振荡,这与存在长寿命量子相干的推断是一致的,至少在这一体系中是这样的。他们还设计出一个方案,按照该方案,通过进行材 料精心设计,这些性质有可能在实践中得到利用。
可选择性地高效捕获二氧化碳的ZIFs材料
“沸石咪唑酯骨架结构材料”(ZIFs)是多孔晶体材料,在 其中,有机咪唑酯交联连接到过渡金属上,形成一种四面体框架。很多不同的ZIF结构通过简单调整交联—交联相互作用就可以形成。Wang等人利用这种办法 合成两种新材料,其结构的规模和复杂程度都是以前所罕见的。他们所获得的笼状结构在多孔网络中含有多达264个顶点,是由多达7524个原子构建的。这种 笼状结构可选择性地高效捕获和存储二氧化碳,这一点,再加上其稳定性和合成方法的简便性,使得巨型ZIFs成为以减少二氧化碳排放为目的的相关技术的很有 希望的候选材料。

西 亚马逊雨林中2005年的严重干旱(显然与北大西洋海洋表面温度异常之高有关)是一次重大事件,它促使人们猜测:热带雨林枯死是气候系统一个潜在的临界 点。一项新的分析表明,参照整个赤道大西洋海洋表面温度梯度,可以更好地理解这一事件,在该梯度中,北部的温度异常只是其中一个因素。当把大气气溶胶效应 包括进模型中时,这一温度梯度在过去一个世纪中所观测到的变化就可以被重建出来。将这些趋势延伸到未来,该模型表明,有助于形成2005年发生的那种干旱 的海洋表面条件将会变得比今天普遍得多。

用简单模型预测复杂景观中的

生物多样性分布

密西西比—密苏里流域的巨大河流网络是生物多样性和生态服务 的一个重要来源。对淡水鱼分布的NatureServe数据库所作的一项分析,被用来揭示这样一个事实:一个简单的、中性的环境群落模型就可以预测这一河 流流域鱼类多样性的大尺度分布模式。生物多样性的中性理论假设:共享食物资源的一个物种群落的成员之间的差别是“中性”的,对它们的相对成功没有影响。这 样的理论是有争议的,但正像在该案例中一样,它们却获得了成功。一个采用最少数量的参数的简单模型能够预测复杂景观中生物多样性模式的这样一个事实表明, 环境变化的有效监测是可能的,并且还可能有助于资源管理及保护策略。
三个基因决定多能先祖细胞自我更新
干细胞通过其自我更新能力在一个生物体的整个生命期间来进行 自我维持。多能先祖细胞在形成很多不同种类的分异细胞的能力方面同干细胞一样,但它们不进行自我更新,并且寿命有限。现在,用小鼠所作的基因剔除实验表 明,通过删除仅仅3个基因,多能先祖细胞就可以被转变成能够长期自我更新的细胞。这3个基因分别是p16Ink4a、p19Arf和Tp53,它们的正常 作用是防止先祖细胞进行自我更新。它们涉及通常在癌症中表达的通道,这可能是先祖细胞中所发生的肿瘤生成性突变的一个机制。