封面故事：

 

“伯吉斯頁巖型”動物群落

 

在早奧陶世地層被發現

加拿大的伯吉斯頁巖以含有各種各樣軟體動物化石而出名，這些動物來自寒武紀中期，距今約5.1億年，它們提供了一個了解早期海洋動物的窗口。現在，人們知道類似的動物來自相距非常遠的不同地方，如中國和格陵蘭，但過去有關證據似乎表明，這些動物在寒武紀中期滅絕了。實際上不是這樣的。一種“伯吉斯頁巖型”動物群落已在摩洛哥的Lower Fezouata和Upper Fezouata構造中發現，其時間在距今約4.80億至4.72億年前的早奧陶世。這種類型的動物在寒武紀之后顯然還存在，之所以這樣，既與軟體化石保存機會有關，也同樣與滅絕和存活有關。Fezouata生物區系為伯吉斯頁巖群落和“奧陶系大規模生物多樣化事件”（海洋生命史中最大事件之一，以前幾乎全部由有殼類動物化石來代表）的早期階段提供了一個聯系。本期封面所示為來自Fezouata生物區系的一種marrellomorph節肢動物。

 

ES和iPS細胞中基因表達的比較

 

iPS細胞（誘導多能干細胞）在多大程度上相當于胚胎干細胞（ES細胞）是一個并沒有唯一答案的問題。一些研究報告稱，與ES細胞相比，數百個基因在iPS細胞中異常表達，而iPS細胞能夠通過四倍體胚胎互補生成全部為iPS細胞的小鼠來滿足關于發育潛力的最為嚴格的測試之一。為了用最少量的涉及因子來回答這一問題，Stadtfeld等人對在遺傳上相同的小鼠ES和iPS細胞中的基因表達進行了比較。他們發現，mRNA和microRNA總體表達模式是無法區分的，少數轉錄體和少于20個由12qF1染色體上一個印記基因簇編碼的microRNA除外。iPS細胞的發育潛力取決于基因在這個點上是被關閉（沉默）還是處于活躍狀態。

 

起積極調控作用的增強子

 

調控蛋白與非編碼DNA結合，這個非編碼DNA要么接近于某個啟動子上的一個基因的mRNA轉錄啟動點，要么遠離它而存在于染色體上的一個增強子上。增強子通過幫助將RNA聚合酶吸引到啟動子來發揮作用。現在，對超過1萬個增強子（它們對神經元中的電活動產生響應）所作的一項全基因組測序研究表明，調控過程也將聚合酶帶給增強子本身，在此它們轉錄非編碼RNA。這種“增強子RNA”（eRNA）合成現象只發生在積極促使從一個啟動子來合成mRNA的增強子上。這些結果表明，至少在大腦中，增強子在調控基因表達中所起的“類似啟動子的”作用要比人們以前所認為的更積極。

 

白矮星的確是可靠的星系計時器

 

白矮星是恒星演化的最常見終點，所以它們傳遞關于一個星系結構和演化（如其年齡）的重要信息。NGC 6791是一個富含金屬的疏散星團，它離我們非常近，以至于亮度非常低的白矮星都可以拍攝到。由根據其主星序星的“關閉”年齡所確定的它的年齡估計約為80億年，但“白矮星亮度”年齡（反映白矮星冷卻序列的終止）約為60億年。這一明顯偏差為白矮星作為星系計時器的可靠性蒙上了疑云。一個可能的解釋是，由于白矮星溫度低，隨氦的燃燒所產生的“氖-22”會沉入恒星內部，造成“碳-12”和“氧-16”的結晶和分離，延緩冷卻。Garcia-Berro等人利用對整個白矮星演化過程的數值模擬發現，物理分離的確發生在NGC 6791的核心中。這證實了該星團年齡的確為80億年，也恢復了白矮星作為可靠計時器的聲譽。

 

在分子尺度上工作的納米機器人

 

兩個小組報告了在研制能夠在分子尺度上做有用工作的可編程“納米機器人”方面所取得的顯著進展。較大的機器人需要一個記憶裝置來存放指令，但這些小機器人卻是從它們環境中的分子接受指令的。兩個體系都利用了最近幾年開發出的兩個重要DNA模塊：一個是沿DNA軌道行走的“DNA行走者”；另一個是“DNA折紙”。Gu等人演示了一個微型組裝線，它能通過將三種不同類型的金納米顆粒結合起來制造8種可能的復合物。一個“DNA折紙”磚是這個生產線的框架和軌道，一個有三只手、四只腳的“DNA行走者”沿這個軌道行走，生成最終產品，其方式是：在它通過三種不同的載貨DNA機器時將所收集的金納米顆粒連接起來。Lund等人演示的納米機器人是蜘蛛形狀的“DNA行走者”，它們能在一個二維“DNA折紙”景觀中感應和改動基質分子軌道，這個景觀通過編程來讓“行走者”執行諸如“開始”、“跟隨”、“轉彎”和“停止”等動作。

 

（田天/編譯，更多信息請訪問www.naturechina.com/st）