4月14日《自然》杂志内容精选

chemytwei

封面专题：生物化学前沿的新工具

   本期的仪器专题部分介绍了生物化学前沿的研究人员是怎样采集蛋白质在其自然环境——活细胞中是如何工作的定量信息的。专题部分的文章描述了研究人员用来搞清楚细胞中蛋白质种类和数量、在蛋白质相互作用时观察以及探索蛋白质运动的技术和方法。这些已有和即将来临的工具应该能使科学家在细胞中观察生物化学反应，以及了解每个分子如何起作用。

   人类肥胖症的遗传线索

   科学家发现了一个与成年人和儿童的肥胖症有联系的常见遗传变异。大部分的肥胖症被认为是可遗传的，但与此有关的基因一直比较难以确定。这个可能的易患肥胖症的基因型出现在世界各地人群中大约10%的个体身上，该变异位于INSIG2的上游，INSIG2与总体脂肪代谢有关。这个遗传变异的位置意味着它可能影响INSIG2基因的功能，该基因的蛋白质产物抑制脂肪酸和胆固醇的合成。但是建立这个遗传变异与肥胖症的因果关系仍需要进一步的研究。科学家最初是在弗明汉心脏病研究参与者中发现这个联系的，参加这项研究的是没有特殊特征或疾病的正常人。在后续研究中，研究人员在5个不同独立人群的4个中发现了同样的联系，这些人群包括欧洲血统和非洲血统的美国成年人和儿童。研究人员检验了86000个单核苷酸多态性(SNPs)与体质指数的关系，体质指数是用来确定肥胖的体重与身高的一个比率。文章作者提出，常见的遗传多态性很可能是肥胖症的重要决定因素。

   耐热蠕虫喜欢的温度

   研究人员报告说，虽然生活在深海热液喷口的硫化物虫是地球上最耐热的动物之一， 但是它们所能承受的温度并不是那么高。这些学名为Paralvinella sulfincola的多毛目蠕虫有多毛的红鳃和长的分节躯体，它们生活在温度极高的热液与冷水混合的岩石上。研究人员一直在争论这些动物究竟能承受多高的温度，因为有些证据表明它们在极高的温度下能存活，但是所有动物细胞中的线粒体在55摄氏度以上可能都失去功能。Peter Girguis和 Raymond Lee修建了一个水族槽来模拟热液环境的高压和快速变化的温度，他们发现这些硫化物虫迁移到温度在45到50摄氏度之间的区域，而且蠕虫在这些区域能呆7小时之久。这篇简报的作者说，人们还从来没有观察到偏爱这么高温度的生物体。虽然这些蠕虫能短暂地承受略高的温度，但是它们完全不进入超过60摄氏度的区域。所以，尽管P. sulfincola 的确喜欢不同寻常的高温环境，但是温度并没有高到需要新机制来解释它们的线粒体如何工作的程度。

   海胆受精与新物种

   一项对自然环境中海胆受精遗传学的新研究，给为什么物种的进化率不同提供了线索。Don Levitan和David Ferrell重点研究了确定精子与卵子受精是否适合的“配子识别蛋白”的遗传学。文章作者报告说，当海胆种群密度低时，具有匹配配子识别蛋白的雄性和雌性，比具有不匹配配子识别蛋白的雄性和雌性，能更有效地利用精子从而获得更高的繁殖成功。作者说，在这些低密度种群中，选择不利于全新的配子识别蛋白。与此相反，在高密度海胆种群中，具有与大量精子的蛋白匹配的配子识别蛋白的卵子的死亡率，比具有罕见或全新的配子识别蛋白的卵子高得多。科学家报告说，罕见或全新卵蛋白导致低效的卵子——精子匹配，从而降低了精子穿透卵子的概率，减少了被多个精子受精而导致的卵子死亡。这项研究提出了新物种形成的一个可能途径：高精子密度可能有利于不同种群卵子上独特蛋白的进化，最终导致这些种群间不能互相交配。

   太空分子落户实验室

   一个名为cyclopropenylidene的三角形碳环分子过去只是在星际空间被探测到，现在一个研究小组在地球上的实验室中制造出了这种稳定的分子。稳定的cyclopropenylidenes也许能帮助研究人员更好地了解含碳的分子如何在太空中形成，而且可能为在实验室中稳定其他的星际分子提供一种技术，Vincent Lavallo和同事说。这些研究人员通过将氨基酸连接到三角碳环骨架上去，制造出这个不同寻常的碳分子的室温下稳定的衍生物。添加的氨基酸没有破坏该分子的基本结构，这在稳定类似的卡宾络合物分子中曾是很难做到的，研究人员说。

   用重组碳链的方法制造燃料

   一个新的碳链重组技术也许使科学家向用非石油资源(比如煤、天然气和生物量)有效地制造柴油迈进了一步。原油含有很多长链重烃，目前很大的工业基础设施是用来将这些长链降解为短的、更容易处理的短链的。可能取代原油的碳源则有相反的问题，它们的组分通常太短、太轻，不适合发动机应用。Alan Goldman和同事演示了一个将短烃链变成更长或更短片段的方法。将烃链在一起的碳—碳单键通常是非反应性的。本文作者用一个双催化系统解决了这个问题。第一个催化剂去掉部分链上的两个氢原子，使其形成较高反应性的双键。第二个催化剂在氢原子返回之前在双键的地方很快地重新组合这些链。用这个方法，两个6碳的链能被重新组合成一个2碳和一个10碳的链，后者是柴油的一个有用成分。