2014年2月6日《自然》杂志文章选读

封面故事：水分供应情况在决定亚马逊流域碳平衡中所起作用

Drought sensitivity of Amazonian carbon balance revealed by atmospheric measurements

本期封面所示为巴西Acre州Senador Guiomard市日出时的一棵坚果树。我们对陆地碳收支对气候异常的敏感性的认识在很大程度上是基于模拟及小规模生态系统研究，并且仍然是不确定的。这 意味着，虽然以亚马逊雨林生物质形式存储的大量碳的命运对于未来气候趋势来说非常关键，但尚不清楚的是，亚马逊仍会是一个“碳汇”，还是会成为一个“碳 源”，以及是否会成为气候变化的一个驱动因素。根据异常热和异常湿年份的二氧化碳和一氧化碳测量结果对季节和年度碳平衡所做的一项新的分析表明，水分供应 情况在决定亚马逊流域碳平衡中起重要作用。在2010年，干旱降低了植物生产，限制了可以在植被中存储的碳的数量；与此同时，大量碳被林火释放。该地区在 2011年（一个湿润的年份）是碳中性的，这是由于因林火所损失的碳减少了，被植被吸收的碳增加了。封面：P&R Fotos/AGR Fotostock & robertharding.com。（doi: 10.1038/nature12957 & doi: 10.1038/506041a）

猛犸象等可能曾是杂食性动物

Fifty thousand years of Arctic vegetation and megafaunal diet

这张图片是对晚第四纪的欧亚大陆最北端的重建中我们所熟悉的一种情形：大量猛犸象和其他现已灭绝的巨型动物在大草原上吃草。对这个时期的植被所做的分析一 直主要是基于化石花粉数据。这项研究采用一个更直接的方法，即对整个北极周围不同地点的植物和线虫DNA进行分析。其结果描绘了一个很不相同的画面，对认 为草本植物占主导地位的观点提出了质疑，同时也表明草本植物占主导地位也许并不是维持一个多样化的巨型动物群落所必需的。在距今大约1万年前，植被含有很 多富含蛋白的非禾本草本植物，即不属于禾草类（禾草、芦苇和莎草）的草本植物，它们在支撑这一多样化的北方生态系统中曾起了很大作用。然而，在“末次冰盛 期”之后，木质植物和禾草类植物居于主导地位。作者的结论是，巨型动物如猛犸象、披毛犀、野牛和马可能曾是机会主义的杂食性动物，而不是纯粹的草食性动 物。（doi: 10.1038/nature12921）

海洋微生物的化学多样性

An environmental bacterial taxon with a large and distinct metabolic repertoire

来自细菌的几乎所有药物和候选药物，都是由少数几组代谢丰富的生物产生的。这使得那些占绝大多数的、不能培养或没有培养出的微生物成为一个基本上未被开发 利用的资源。Jörn Piel及同事在本文中报告，他们利用单细胞和元基因组分析识别出两个潜在的“环境工厂”，二者都是候选属Entotheonella的成员，是化学丰富 的海绵Theonella swinhoei的共生体。重要的是，他们发现，两种微生物的基因组都编码多个截然不同的生物合成基因簇，这些基因簇一起可解释过去被认为是由海绵寄主生 成的生物活性聚酮化合物和肽的大多数。这一发现将Entotheonella和新提出的Tectomicrobia门的成员确定为与放线菌相当的一个“有 生化才能的”(biochemically talented)门。（doi: 10.1038/nature12959 & doi: 10.1038/nature13049）

癌症免疫疗法的新目标

In vivo discovery of immunotherapy targets in the tumour microenvironment

免疫疗法是癌症研究的一个重要领域，而且最新研究表明，以T细胞上的抑制性受体为目标进行治疗，在临床上对晚期癌症患者会有好处。这一领域的一个主要问题是，难以找到潜在治疗目标。在这项研究中，Kai Wucherpfennig及同事证明，在活体中寻找治疗目标是可行的：利用“短发卡RNA”(shRNA)筛选来识别在长有肿瘤的小鼠体内改变能渗透进肿瘤的CD8 T细胞之作用的基因。他们识别出调控性磷酸脂酶Ppp2r2d是这样一个目标，并且发现T细胞中Ppp2r2d的抑制使它们能在肿瘤内积累，同时显著延迟肿瘤生长。（doi: 10.1038/nature12988 & doi: 10.1038/nature13050）

蛋白转位通道的结构

Structure of the SecY channel during initiation of protein translocation

Structures of the Sec61 complex engaged in nascent peptide translocation or membrane insertion

新和成的蛋白被定向到SecY/Sec61蛋白传导通道上，以便穿过细胞膜来转位。 本期Nature上两篇论文采用低温电子显微镜来了解这一重要蛋白转位过程的机制。Eunyong Park等人发表了不活跃的和活跃的细菌核糖体-通道复合物的结构；Marko Gogala等人发表了一个哺乳动物核糖体-通道复合物在闭合和半开启构形下的结构。这些结构显示，核糖体结合并不会造成该通道发生很大结构变化。相反，新和成蛋白的一个憎水区域的膜插入似乎会帮助该通道的一部分开启，同时确保该通道对于离子流动来说保持关闭。（doi: 10.1038/nature12720 & doi: 10.1038/nature12950）

同行压力是同行评审的一个组成部分

Modelling the effects of subjective and objective decision making in scientific peer review

科学通过思想的传播以及随后对这些思想的捍卫或批评（通常以同行评审的形式进行）来发展变化。Marcus Munafò及同事采用模拟研究来探讨当所涉及的研究人员完全致力于知识的进步时和当其他外在因素影响决定时（即需要做出相反的客观和主观决定时）同行评 审过程是怎样进行的。他们发现，科学家的行为可能会受到从他们同辈的行为收集到的信息的影响，甚至被后者所支配。例如，对一篇文章进行投稿的决定，可能会 由以前所发表的内容来决定，而独立于科学家的个人观点。这种现象（被称为“随大流”）有一个固有的风险，即在某些情况下人们会专注于一个不正确的答案。然 而矛盾的是，审稿人所做决定的主观程度会有利于对可获得的信息进行处理、以便对真实情况做出更准确的估计。（doi: 10.1038/nature12786）

U6 snRNP在pre-mRNA剪接中的作用

Crystal structures of the Lsm complex bound to the 3′ end sequence of U6 small nuclear RNA

前体信使RNAs (pre-mRNAs) 被剪接体（它由五个被称为snRNPs的子复合物组成）和其他辅助因子处理。每个snRNP含有一个由7个成分构成的蛋白环结构和一个相关的RNA分子。施一公及同事获得了U6 snRNP的Lsm蛋白环在有和没有一个包含U6 snRNA的3′端的 RNA两种情况下的晶体结构。这些数据揭示了RNA末端的四个尿嘧啶是怎样被几个U6 Lsm蛋白识别的，也将这些相互作用与Sm蛋白在其他snRNPs中与RNA的接触区分了开来。（doi: 10.1038/nature12803）

植物的天敌促进生物多样性

Pathogens and insect herbivores drive rainforest plant diversity and composition

热带雨林异常高的物种丰富度需要一些解释，而令人信服的一个解释，即Janzen–Connell效应，听起来违反直觉。它认为，群落多样性受到真菌病原 体和地面上的食草昆虫等天敌的促进，这些天敌使得任何“寄种”个体都不能变的太普遍。这篇论文报告了在伯利兹的“Chiquibul森林保护区”所做实 验。在实验中，真菌和昆虫在受控条件下被从林地中清除。结果证实，真菌病原体能促进高植物多样性，食草昆虫改变这些植物群落的组成。（doi: 10.1038/nature12911 & doi: 10.1038/nature12851）

宇称不守恒原理的再研究

Measurement of parity violation in electron–quark scattering

宇称对称（或镜像对称）意味着，左右交换不改变物理定律。在弱核力作用下宇称守恒的破坏是在上个世纪50年代中期被发现的，电子散射中宇称的破坏（破缺） 过去在确定粒子物理的标准模型中是重要的，现在也被用来验证该模型。这项研究报告了一个高精度电子-夸克散射实验，它以比以前通过这一散射过程所进行的惟 一直接研究高五倍的精度提供了对宇称不守恒的一个测定结果。该研究的结果证实了电弱相互作用粒子物理学理论的预测，同时也对标准模型以外的宇称破缺相互作 用提供了约束。（doi: 10.1038/nature12964 & doi: 10.1038/506043a）