6月28日《自然》杂志精选

封面故事：频率可调的纳米线光源


                  

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作出贡献，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。

猴子也能进行概率推算

每天，我们都要根据对获得一个好的结果的机会所作的快速评估来作出数以千计的决定。心理学家将此称为“概率推算”，它被认为依赖于大脑基底神经节中的记忆回路。现在，用恒河猴所作的一个实验表明，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4种形状组成的一个序列后，从一对标有颜色的目标中作出选择，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。

高血压药物“伊拉地平”——治疗帕金森氏病的希望

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征的是“黑质致密部”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。

多巴胺神经元获得奖励信号的方式

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，在用恒河猴所作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。

4个新发现的乳腺癌易感基因

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21860名患者和22578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，从而为更好地预防这种疾病铺平道路。

地球与火星之间铁等同位素的差别

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作的一项分析表明，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。

p53肿瘤抑制网络的一个miRNA成分被识别

肿瘤抑制基因p53是人类癌症中最常见的突变基因，很可能几乎所有的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。

(田天/编译，更多信息请访问www.naturechina.com/st)

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