2007年6月28日Nature中文摘要

封面故事：频率可调的纳米线光源
Tunable nanowire nonlinear optical probe
纳米光子学（研究光在纳米尺度上的性质的一个学科）有可能使电信、计算和传
感等领域发生革命性变化。本期Nature上介绍的一种新开发的频率可调的纳米线
光源，可能会对纳米光子学的发展做出贡献，尤其是生物成像应用方面，因为它
能在生理条件下发挥功能，确保对样本的损伤最小。该光源由一种无机材料（铌
酸钾）制成，该材料具有非线性光学性质（因而能将光从一个频率转换成另一个
频率）。研究人员可以用光钳将这种光源稳稳夹住，然后在一个试样上扫描。这
样获得的图像能够显示具有亚波长分辨率的简单结构。除了生物成像外，这种方
法还可用在先进信息技术、密码学和信号处理电路中。封面图片所示为，研究人
员正在用一个束缚的纳米线在液体环境中扫描涂有颜料的微珠。（Letter p.
1098）

布莱尔在科学上的功过是非及英国今后的科学前景（TEN YEARS AFTER）
Tony Blair's era: good news, bad news
本周，英国首相托尼*布莱尔将离任。在一篇评论文章中，1995-2000年间任英国
政府首席科学顾问的Robert May爵士回忆了布莱尔任职期间的成就。他说，从很
多方面来讲，科学和工程领域在布莱尔任职的10年间是做得很好的。但不可否
认，在英国大学中，科学家普遍感到不满，而且很多当前的趋势有潜在危害性。
如果英国要在今后10年间在科学上保持繁荣的话，那么布莱尔的继任者（最初是
Gordon Brown）还有很多工作要做。（Commentary p. 1053）

猴子也能进行概率推算（Monkeys back their hunches）
Probabilistic reasoning by neurons
每天，我们都要根据对获得一个好的结果的机会所做的快速评估来做出数以千计
的决定。心理学家将此称为“概率推算”（probabilistic reasoning），它被
认为依赖于大脑基底神经节中的记忆回路。现在，用恒河猴所做的一个实验表
明，它们也有进行概率推算的能力。研究人员对两只猴子进行训练，让它们在看
过由四种形状组成的一个序列后从一对标有颜色的目标中做出选择，这个序列决
定着其中一个目标导致奖励的概率。这两只猴子学会了利用从不同形状组合中获
得的信息来推断哪个组合将预示着奖励。来自顶骨皮层的记录显示，大脑中这一
区域的神经元参与了这些判断背后的概率数量的加减运算。（Article p. 1075;
News & Views）

高血压药物“伊拉地平”治疗帕金森氏病的希望（Tackling Parkinson’s）
'Rejuvenation' protects neurons in mouse models of Parkinson's disease
虽然大脑中几个区域显示帕金森氏病病理的迹象，但引起这种疾病典型的运动综
合症的是“黑质致密部”（substantia nigra pars compacta）中多巴胺神经元
的死亡。为什么这些神经元很脆弱并不清楚，但研究人员曾经认为，细胞内钙浓
度突然升高可能是一大因素。现在，新的研究工作表明，多巴胺神经元依靠Ca2+
通道来维持它们的节律活动，而且这种依赖随年龄增长而增加。但用“伊拉地
平”（Isradipine）来处理，可以使成年神经元发生逆转，像年轻神经元一样利
用Na+/HCN通道。该药物是钙的一种拮抗剂，用来治疗高血压和中风。在帕金森
氏病的小鼠模型中，这种“返老还童”能够保护多巴胺神经元，说明它也许能够
减缓或停止该疾病的发展。当前的抗帕金森氏病药物只能治疗这种病的症状，所
以人们将会对这一新方法在临床试验中的进展非常感兴趣。（Article p. 1081;
News & Views）

4个新发现的乳腺癌易感基因（Breast cancer genes）
Genome-wide association study identifies novel breast cancer
susceptibility loci
在本期Nature上关于整个基因组范围的关联研究在网上发表之前，已知的易感基
因如BRCA1 和BRCA2只能解释乳腺癌家族性风险的不到25%。这项新的研究工作
（涉及21,860名患者和22,578名作为对比的正常人）识别出了与乳腺癌基因易感
性正相关的4个基因（它们分别是FGFR2、 TNRC9、 MAP3K1和LSP1基因）。以前
识别出的大多数乳腺癌易感基因参与DNA修复，但新发现的易感基因似乎与细胞
生长的控制或细胞信号作用关系更大。这些基因中只有一个（FGFR2）以前被发
现与乳腺癌有明显关系。这些基因的识别为乳腺癌发病原因研究开辟了新途径。
它们还可能成为对妇女的患病风险进行分类的一个新策略的构成部分，从而为更
好预防这种疾病铺平道路。（Article p. 1087）

宇宙中碳的去向（Things got complicated…）
Chemical complexity in the winds of the oxygen-rich supergiant star VY
Canis Majoris
有机分子在宇宙中广泛分布，然而由于宇宙中氧比碳含量要大得多，是否大多数
碳已经被结合进了一氧化碳中？新一代毫米波射电天文学接收装置正在为我们揭
示化学组成上的某些复杂性，这种复杂性确保多数碳被结合进一氧化碳中的情况
不会发生。对红色超大恒星VY Canis Majoris所做观测表明，在来自一颗富含氧
的恒星的外流物的有限环境中，只有一半的碳被束缚在了一氧化碳中。剩余的一
半被束缚在了HCN（一种对有机合成有着根本性意义的分子）以及其他含碳分子
中，从而向我们展示了一个活泼的碳化学。（Letter p. 1094; News & Views）

地球与火星之间铁等同位素的差别（Silicon to the core）
Silicon in the Earth's core
地球和月球上铁同位素要比火星、小行星Vesta和原始陨石上的铁同位素稍
“重”一些。这种现象的原因一直不清楚。一种观点是，在“巨大碰撞”（早期
地球与一个火星大小的天体之间所发生的碰撞，这次碰撞产生了月球）过程中，
曾经发生一次大规模的同位素平衡，但这种情况似乎不大可能，因为其他大多数
元素都没有表现出这种效应。现在，对44种陨石和陆地样品所做的一项分析表
明，来自地球和月球的玄武岩的硅同位素组成也明显很重。这一发现与同位素平
衡模型是一致的，并且表明，在月球形成之前，硅已经作为一种轻元素被分隔进
了地核。（Letter p1102; News & Views）

好基因也有不好的一面（The bad side of a good gene）
Sexually antagonistic genetic variation for fitness in red deer
对苏格兰西海岸朗姆岛上的红鹿种群所做的一项独特的长期研究显示，在野生的
一种长寿命性别二态性物种中，存在性别拮抗的适应性变异。该发现证明了理论
上已经预料到的一个结果以及最近用果蝇所做的实验结果：成就一个好雄性的基
因未必能够成就一个好雌性，反之亦然。这一效应的结果是，携带使得雌性非常
适合的基因的雄性在选择中处于不利地位，这会对自然种群中遗传变异的选择和
维持产生深远影响。（Letter p. 1107）

多巴胺神经元获得奖励信号的方式（Rewarding behaviour）
Lateral habenula as a source of negative reward signals in dopamine
neurons
多巴胺神经元在运动行为中的参与从它们在帕金森氏病中所起作用可以看出。然
而，释放多巴胺的神经元携带与奖励有关的信号，而不是与身体运动有关的信
号。作为这个谜团的一个答案，最近的理论表明，与奖励有关的多巴胺信号被用
来学习运动行为。此前，科学家一直不清楚多巴胺神经元是怎样获得与奖励有关
的信号的。现在，在用恒河猴所做的一项让其完成由视觉引导的任务而获得奖励
的实验中，Masayuki Matsumoto和Okihide Hikosaka发现，脑部一个被称为
“lateral habenula”的小区域通过抑制多巴胺神经元、从而抑制不是很有奖赏
的眼睛运动来控制它们。这一发现为关于情绪、动机和运动行为之间的联系新的
研究工作提供了新的可能性。（Letter p. 1111）　

单细胞生物也有微RNA和短干涉RNA（Early debut for microRNAs）
miRNAs control gene expression in the single-cell alga Chlamydomonas
reinhardtii
RNA干涉（RNAi）是作为一种重要的调控机制出现的，在这种调控中，非常短的
RNA被用来使基因表达沉默。因为小RNA只存在于多细胞生物中，所以有人提出，
RNAi演化是由在不同组织中或在不同发育阶段调控基因表达的需要驱动的。但这
种观点没有持续多长时间。最近的两篇论文（其中一篇发表在本期Nature上）报
告，单细胞藻类（Chlamydomonas）既存在微RNA，又存在短干涉RNA。这一发现
表明，复杂RNA沉默系统在多细胞生物出现之前很久就形成了。（Letter p.
1126）

p53肿瘤抑制网络的一个miRNA成分被识别出来（MicroRNAs in cancer）
A microRNA component of the p53 tumour suppressor network
肿瘤抑制基因p53是人类癌症中最常见的突变基因，很可能几乎所有癌症都在这
一通道中某个地方有病灶。p53网络是通过对无数刺激的反应而激发的，以便通
过生长抑制或细胞死亡来限制不合适的细胞增殖。微RNA（miRNA）越来越被认为
在癌症中扮演重要角色，但对miRNA 的表达是怎样被调控的知之甚少。现在，
p53肿瘤抑制网络的一个miRNA成分已经被识别出来：p53直接激发miR-34家族的
miRNA的转录，后者本身抑制细胞增殖。虽然研究人员在哺乳动物身上已经发现
了十几个p53目标，但miR-34是不同寻常的，即它也存在于果蝇和线虫（C.
elegans）身上。这表明，p53与miR-34之间的联系在p53网络演化早期就出现
了。（Letter p. 1130）
(责任编辑：泉水)

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