封面故事：物種形成可通過感官驅(qū)動而發(fā)生
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非洲湖泊中的慈鯛魚是教科書中關(guān)于物種快速形成的典型例子，但其中所涉及的機制仍然不是很清楚?，F(xiàn)在，對維多利亞湖中的慈鯛魚所作觀測研究，揭示了導致（通過自然和性別選擇進行的、由感官驅(qū)動的）物種形成過程的視覺系統(tǒng)趨異演化（表現(xiàn)為視覺基因的分化、雄性的彩色化和雌性的喜好）的生態(tài)及分子基礎(chǔ)。感官驅(qū)動假說預(yù)測，感覺和信號系統(tǒng)中對不同環(huán)境的趨異適應(yīng)，可在種群的第二接觸點上引起交配前隔離。除了為證明物種形成可以通過感官驅(qū)動發(fā)生而不需要地理隔離提供明確證據(jù)外，這項工作還為在由人為原因造成的維多利亞湖富營養(yǎng)化期間慈鯛魚物種多樣性的崩潰提供了一個機制性的解釋。
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HIV/AIDS的過去和現(xiàn)在
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來自金沙薩大學檔案館的一個歷史性標本，被用來獲取艾滋病出現(xiàn)之前的HIV基因序列。名為“DRC60”的樣品來自1960年從當時比屬剛果Léopoldville（即現(xiàn)在的剛果民主共和國首都金沙薩）的一位成年女性身上所取的一個淋巴結(jié)活檢切片，它使得研究人員有可能對艾滋病出現(xiàn)之前的“化石”HIV-1序列首次進行演化分析，其辦法是與來自同一時期的另一個病毒序列（來自1959年所取的一個血漿樣品，也是在金沙薩）進行對比。 分析結(jié)果支持這樣的觀點：HIV-1在中―西非的多樣化過程是早在人們發(fā)現(xiàn)艾滋病流行之前出現(xiàn)的。在近50年之后的今天，艾滋病成為中國的一個大問題。在中國，雖然HIV-1感染過去主要局限于高風險人群，但現(xiàn)在它卻正在向普通人群擴散。Lin Lu等人報告了中國云南省為遏制艾滋病發(fā)展所作的努力，那里由性傳播所引起的HIV感染病例急劇增加。
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HIV-1蛋白酶的觀測研究
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HIV-1蛋白酶是病毒成熟所不可或缺的，這使其成為抗HIV療法的一大潛在目標。它所起作用是將新形成的聚合蛋白質(zhì)Gag 和 Gag-Pol分開，以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)和功能蛋白的成品，包括其本身在內(nèi)。現(xiàn)在，研究人員利用NMR光譜和“順磁弛豫增強”對HIV-1蛋白酶自處理過程中的早期事件（在這些事件中，一個前體二聚物被認為經(jīng)歷分子內(nèi)解理）進行了觀察。該研究顯示，雖然這種蛋白酶主要是單體的，但它也以瞬時“遭遇絡(luò)合物”的形式存在，這些絡(luò)合物相對于成熟二聚物有一系列不同取向。N-端區(qū)域與基質(zhì)結(jié)合點發(fā)生瞬時亞單元內(nèi)和亞單元間接觸，使得當“遭遇絡(luò)合物”處于正確二聚物取向時自解理能夠發(fā)生。
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成年細胞能重新編程為可分泌胰島素的細胞
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如果能將大量完全分化的成年細胞以受控方式轉(zhuǎn)變成能分泌胰島素的貝塔細胞的話，糖尿病治療的前景將會改變。雖然文獻中有幾個以這種方式生成貝塔細胞的例子，但這個過程迄今為止是無法控制的。所以，人們對Qiao Zhou等人發(fā)表的這一研究報告會感興趣的。他們發(fā)現(xiàn)，患糖尿病的活小鼠的外分泌胰腺細胞可被重新編程，成為能夠產(chǎn)生胰島素的內(nèi)分泌細胞，與貝塔細胞相似，從一種分化狀態(tài)進入另一種分化狀態(tài)，中間并不需轉(zhuǎn)變成干細胞。這種策略是基于早先關(guān)于胰腺發(fā)育中所涉及轉(zhuǎn)錄因子的研究成果：三種因子（Ngn3, Pdx1 和 Mafa）的組合是該過程中的關(guān)鍵成分。
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金剛石自旋的應(yīng)用研究
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金剛石晶體中一種類型的自然雜質(zhì)（被稱為氮―空缺中心）具有一個獨特的、長壽命的單電子自旋狀態(tài)，該狀態(tài)可通過光學手段控制和檢測。這種性質(zhì)可被用來生成“自旋電子”器件，并有可能用在量子信息處理方面。兩個小組在本期Nature雜志介紹了這種技術(shù)在納米尺度核磁共振成像方面的應(yīng)用。Maze等人介紹了利用金剛石自旋的相干控制來進行磁傳感的工作。他們發(fā)現(xiàn)，從原理上來講，對納米-特斯拉磁場（這種磁場基本相當于一個單個質(zhì)子在10納米距離處所產(chǎn)生的磁場）進行精確測量是有可能的。Balasubramanian等人介紹了向建立一種利用金剛石自旋進行靈敏的、高分辨率成像方法所邁出的最初幾步。他們發(fā)現(xiàn)，單個氮―空缺中心的位置可以5納米的分辨率來確定。在所配發(fā)的一篇News & Views文章中，Michael Romalis指出，將這兩種方法結(jié)合起來，有可能對單個核自旋進行檢測和成像，甚至還有可能確定單個分子的結(jié)構(gòu)。因為上面這兩個實驗都是在室溫下進行的，所以我們可以預(yù)期這些方法能夠應(yīng)用于生物學研究。