封面故事:“旅行者2號”發回的觀測數據

2007年8月30日,“旅行者2號”開始穿過“激波邊界”。這是由太陽與銀河系其他部分相互作用所產生的一個邊界。在這個地方,超音速的太陽風向外壓迫周圍環境中的星際物質,因而會突然減速。本期Nature上5篇Letters論文發布了該探測器發回的數據。“旅行者2號”的穿越點與太陽的距離比“旅行者1號”要近大約15億公里,說明日球是不對稱的。來自等離子體實驗、低能粒子、宇宙射線、磁場和等離子體波探測器的結果,顯示了一個復雜的、動態的激波,其本身的改變發生在幾小時內,而不是幾天內。下一個探測器穿過“激波邊界”也許要在幾十年之后,但遠距離觀測現在可以填補這段時間所留下的空白。Wang等人所作的研究就證明了這一點:他們報告了STEREO A和B宇宙探測器對日鞘中高能中性原子所作的測量,這兩個探測器與“旅行者”探測器同一時間所做的近距離觀測形成互補。在News & Views文章中,Randy Jokipii對“旅行者”所獲得發現的意義進行了分析。另外,本期Nature還發布了“旅行者”探測任務行星階段的歷史圖片。與此同時,“旅行者1號”和“旅行者2號”正在向星際空間進發,所以可能還會獲得更多發現。
體細胞變成干細胞的障礙
如果能夠讓完全差異化的人體細胞可靠地變成多能干細胞,那將是再生醫學領域的一大進步。最近用人類和小鼠細胞所作研究表明,這種重組是有可能的,但當前獲取誘導多能干細胞(iPS細胞)的路徑效率不高,所涉及的機制也不清楚。現在,對老鼠成纖維細胞和B-淋巴細胞的重組所作的一項基因組分析及對染色質狀態和DNA甲基化所作的一項分析,為了解阻止大多數細胞進行重組的障礙提供了線索:由于轉錄因子的不完全抑制,一些細胞可能會被束縛在部分重組的狀態;轉錄因子的瞬間RNA抑制也許能夠幫助重組;用DNA甲基轉移酶抑制成分處理,也許能夠提高重組過程的效率。
流體在表面上的擴散過程
糊狀物或乳狀物在一個表面上的擴散是我們所熟悉的一個日常過程,比如說涂抹護膚霜就是這樣一個過程。然而,這個過程背后的物理原理卻是復雜的。如果所用的霜太像液體或太像固體都不行。這些物質的性質介于固體和液體之間,而且所獲得的流體中應力和張力之間的關系也并非無關緊要。現在,Goyon等人發現,這些物質的薄膜形式所表現出的行為與其大體量形式很不相同,這是由于薄膜厚度的影響及它們在其上流動的表面的粗糙度不同。例如,一個薄的霜質膜會比其大體量流動形式容易擴散得多。這種行為在從食品和化妝品的工業加工到與泥石流相關的地球物理災害等情景下都會涉及到。
研究海洋酸化對生態系統影響的新方法
繼全世界所發表的類似的報告之后,英國皇家學會2005年的一篇高規格報告強調了這樣一個事實:我們對海洋酸化的生態系統影響相對來說知之甚少。迄今為止的工作基本上局限于對海洋群落的某些孤立層面進行短期實驗。Hall-Spencer等人采用了另外一種研究方法,他們對海洋是如何對二氧化碳從那不勒斯灣的Ischia島附近海域火山噴發點的釋放作出反應進行了跟蹤,那一帶的海洋酸化也許已經持續了幾個世紀。典型的巖岸群落有很多含鈣生物,它們生活在具有正常pH值的環境中;這些群落又過渡到沒有石珊瑚、海膽和藻類較少、pH值較低的群落。他們獲得的結果表明,這些地方可以充當天然實驗場所,用來驗證海洋酸化效應的實驗室及模型預測結果。
物種絕滅風險比以前所認為的大很多
自然種群會絕滅的風險是一個基本的生物學過程,是我們了解生物多樣性和生物演化的關鍵。但Brett Melbourne 和Alex Hastings認為,關于絕滅風險的現有數學模型將種群數量的變化歸到了錯誤的過程上。通過將一個新的數學理論與實驗數據相結合,他們發現,一種動物生命中不同種類的隨機性的組合方式決定其絕滅的風險,要比以前所認為的大很多倍,對瀕危物種絕滅風險的估計值需要提高。
兩種可用于心臟修復的先祖細胞
關于心臟先祖細胞性質的知識對了解心臟病的發病過程很重要,也是利用干細胞進行再生治療的一個潛在途徑。本期Nature上兩篇論文描述了從小鼠Proepicardium分離出的以前未知的心肌細胞。Cai等人識別出一組表達轉錄因子Tbx18的先祖細胞;Zhou等人識別出被轉錄因子Wt1標記的細胞。這兩種類型的先祖細胞都是多能的,能夠產生幾種不同類別的心臟細胞,這使其成為用于心臟修復的很有希望的候選對象。
生命進化之初的原始細胞膜
形成現代細胞膜的磷脂對極性分子和帶電分子構成一個巨大障礙,使得細胞需要復雜的通道和泵才能與外部環境交換分子。當我們試圖想象生命進化早期的原始細胞是什么樣子時,這個障礙便會成為一個問題。在沒有運輸系統的情況下,簡單的細胞怎樣吸收復雜的養分,哈佛大學一個研究小組生成的一個模型“原始細胞”給出了一個可能的答案。脂肪細胞和它們的衍生物是早期原始細胞膜構成成分的很有吸引力的候選材料,因為它們是簡單的雙親分子,能形成雙層膜囊。一個配備這樣一種膜的原始細胞