17-3月23日Nature杂志精选文章一览 碳氢键活化

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3月23日Nature杂志精选文章一览

来源：生物谷 2017-03-24 08:19

封面中所示：鸟臀目恐龙库琳达奔龙(Kulindadromeus)抬头仰望始祖鸟科非对称飞羽。

【1】封面故事： 恐龙关系新假说

doi | 10.1038/nature21700

本期封面所示艺术想象图展示的是，鸟臀目恐龙库琳达奔龙(Kulindadromeus)抬头仰望始祖鸟科非对称飞羽。这种羽毛被认为只存在于兽脚亚目恐龙中，但是，如果Matthew Baron及同事提出的恐龙关系假说被证实，那么就需要改变这种认知。Baron及同事提出需要重新调整已被广泛接受的恐龙分类方法——蜥臀目和鸟臀目。蜥臀目包括霸王龙等肉食性的兽脚亚目恐龙，以及梁龙等巨大的蜥脚下目恐龙；鸟臀目包括禽龙等鸟脚亚目恐龙，以及三角龙和剑龙等有甲恐龙。Baron及同事将早期鸟臀目恐龙纳入考虑范围，在此基础上对上述划分提出挑战，并提出蜥脚下目恐龙应与早期的肉食性艾雷拉龙归为一类，而鸟臀目恐龙应与兽脚亚目恐龙归为一类。

【2】反社交基因

doi | 10.1038/nature21678

15号染色体上的15q11-13区段重复会导致一种有时包括自闭症状在内的临床发育综合征。患有这种综合征的患者携带了遗传自母亲的UBE3A基因额外拷贝，这种基因会在多个脑区中表达。Matthew Anderson 及同事发现，Ube3a蛋白水平提高会抑制小鼠的社交行为，这种抑制还与腹侧被盖区中的Cbln1下调有关。腹侧被盖区是一个参与奖励和厌恶机制的大脑区域。一些自闭症患者经常会发生癫痫，这也加剧了此通路介导的社交性的下降。作者发现，恢复这一回路中的Cbln1表达就能恢复携带额外Ube3a基因、且有癫痫症状的小鼠的社交性。

【3】根圈微生物群协调植物营养和免疫

doi | 10.1038/nature21417

植物生活在土壤细菌群落之中，而土壤细菌群落的组成会随土壤养分的变化而改变。因此，就连有益的土壤微生物也会与植物争夺营养。Jeff Dangl和他的同事想知道植物是如何在存在微生物群落的情况下，协调对营养短缺的免疫反应的。他们发现，即使有充足的磷酸盐，调节磷酸盐胁迫反应的遗传网络也会影响局部微生物群落的组成。这一观测结果背后的机制原理是，磷酸盐胁迫反应的转录调节子可以直接抑制植物防御。研究结果还表明，营养短缺和防御相比，植物对优先对营养短缺做出反应。

【4】基因组结构映射

doi | 10.1038/nature21411

由于基于染色质构象捕获（3C）的显微和分子方法的发展，我们对细胞核中基因组三维结构的理解已经得到了很大提升。Ana Pombo及同事开发了一种测量染色质接触的新方法——基因组结构映射（GAM）。这种方法涉及到测序大量细胞核冰冻薄切片中的DNA，与3C方法不同的是，GAM不需要连接，就能以无偏差的方式捕获接触。这种方法克服了基于3C的方法中存在的一些限制，并揭示了基因组中丰富的三向接触。

【5】不确定性原理新探

doi | 10.1038/nature21434

目前，许多被用于提高计量精密度的量子系统都遵循适用于共轭变量（比如位置和动量）的常规海森堡不确定性原理。通过“压缩”这些系统，人们能以一个变量不确定性的增加为代价来降低另一个变量的不确定性，在计量学中超越经典物理学的限制。然而，由于其内在对称性，自旋系统和赝自旋系统遵循着不同的不确定性原理。在此基础上，作者展示了超越经典限制的对自旋振幅和自旋角度的同时测量。该方法有望应用于基于自旋的传感器中，并且还能增加其它一些应用的灵敏度，比如磁共振测量设备：其自旋弛豫率或许能以比目前所能达到的更高的精确度与进动频率相关联。

【6】微观结构中的振动

doi | 10.1038/nature21699

纳米结构的振动激发对其在各类电子、光学和热力学应用中的适用性具有根本性的影响。Maureen Lagos及同事使用顶尖的电子显微技术捕捉单个纳米颗粒表面和内部的振动方式，对这种激发进行探索。此类信息不仅增进了我们对基本振动模式的认识，而且对设计和优化实用的纳米结构也很有价值。

【7】使用可逆模板实现碳氢键活化

doi | 10.1038/nature21418

碳氢键活化是一种减少化学合成步骤的方法：反应被导向到特定的碳上，而不需要该碳上连接有官能团。但有机分子包含了许多碳氢键，因此，为确保只有一个碳氢键被活化，研究者开发出了可移除的导向模板。余金权及同事扩展了这一概念，他们使用由可逆的金属-配体键暂时连接的导向模板，实现了3-苯基吡啶的远程碳氢键活化。这一方法意味着可以实现远端位点的碳氢键活化，由于连接可逆，因此不需要分步连接和移除模板，也就减少了反应步骤。

【8】保护蜂后

doi | 10.1038/nature21709

农业集约化是全球昆虫授粉者数量下降的主要原因。在一项在英国开展的实地实验中，Claire Carvell 及同事发现高价值觅食栖息地（包括春季花卉资源）附近的熊蜂群更有可能产下能顺利休眠越冬、且在来年春天建立新蜂群的下一代蜂后。他们的发现进一步证实，针对景观层面的保护性干预对农业环境中的野生授粉者具有积极影响。

【9】浮游植物逃离恶浪

doi | 10.1038/nature21415

直到现在，浮游植物一直都被认为只能被动承受海洋湍流，在水下动态环境中，海洋湍流会与营养物和光资源量一样发生突然改变。Roman Stocker及同事发现，几种浮游植物能通过改变迁移路劲来主动应对湍流信号，以避开强湍流层。他们报告称，浮游植物会分成两组，一组向上游，另一组向下游。这种迁移行为可能会影响哪些物种将在多变的海洋中生存下去，并有助于理解浮游植物群落如何应对气候变暖。

【10】抗HIV抗体

doi | 10.1038/nature21435

人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）常见于全球许多地区，目前人类尚未开发出能对抗它的有效疫苗。西村佳哲等人研究了在恒河猴暴露于低剂量猴/人类免疫缺陷病毒（SHIV）后不久，向其施用广谱中和HIV抗体的效果。这种免疫治疗被认为将动物血液中的病毒持续维持在了低水平上，从而形成T细胞免疫力，增强对感染的控制。这些发现或许能促进对人类感染者HIV-1控制机制的研究。（生物谷Bioon.com）

http://news.bioon.com/article/6700530.html