2007-6-14自然子刊综览

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2007-6-14自然子刊综览
自然子刊综览 2007-6-14
《自然—物理学》

  用金子捕捉微粒子

  在5月在线出版的《自然—物理学》期刊上，Romain Quidant和同事报告了一种用激光照明的微金子阵列来捕捉悬浮微粒的简单方法。新技术将有助于在“芯片实验室”系统中操控活细胞。

  到目前为止，最有希望用于操控活细胞和液体中悬浮的微体积颗粒的技术是一种名为“光镊”的器件。“光镊”利用的是这样一些事实：悬浮在液体中的微颗粒会被一束聚集的光域所吸引和诱捕。但这种设备的缺点是系统太大，搭建太复杂。

  Quidant和同事发明的技术更为简单。这项技术依赖于这样的事实：当一个金子微粒或其他金属微粒被光照射时，它能在自己的附近形成聚集光域，类似于透镜的集聚效应。在一张玻璃滑片上安置上一组金微粒子，并用一束激光照射它们，Quidant和同事成功地创建了光镊子阵列，可用来捕捉悬浮于这个玻璃滑片上液滴中的微粒子。而且他们还表明，通过控制金粒子的大小，这个金子微阵列还可选择性地捕捉出两种粒子混和体中的特定粒子。

  《自然—细胞生物学》

  皮肤保护层与Caspase—14

  研究人员在5月在线出版的《自然—细胞生物学》期刊上报告说，一种名为Caspase—14的蛋白质与皮肤抗紫外线损害和水分流失的保护层的形成有关。

  Caspase是指(ICE)/CED—3半胱氨酸蛋白酶家族, 目前有14个基因被证实属于Caspase家族, 包括Caspase—1~Caspase—14, 其中人类有11种: Caspase—1~Caspase—10、Caspase—13，而Caspase—11、Caspase—12具有种属特异性, 仅存在于鼠中, Caspase—14是在鼠中被发现的。科学家们早已知道，蛋白质Caspase家族与细胞的程序化死亡和炎症的发生有关，但他们一直没有鉴别出Caspase—14的功能。

  利用Caspase—14被敲出的小鼠，Wim Declercq 和同事发现，Caspase—14负责在表皮的上层集中角蛋白和其他蛋白质，形成角质层。角质层是由死亡细胞的残骸形成的平坦层，它们在皮肤上形成一个保护层。对前抗角蛋白微丝聚集蛋白形成抗角蛋白微丝聚集蛋白(Fillagrin)过程的控制，保证了上皮的完整性。缺失Caspase—14的小鼠的皮肤出现了角质层缺陷，这些小鼠更容易出现失水，也更容易受到紫外线损伤。

  《自然—结构和分子生物学》

  BRCA2在DNA修复中的双重作用

  两个独立的研究小组分别描述了乳腺癌易感基因2(BRCA2)在DNA修复中的双重作用，他们的成果同时发表在6月号的《自然—结构和分子生物学》期刊上。新研究有助于科学家们深入认识这个基因的作用，它的变异会导致易患病体质出现乳腺癌和其他恶性肿瘤。

  同源重组是指用完整无缺的一个DNA版本为模版修复另一受损DNA的过程。由BRCA2编码的蛋白质与同源重组过程有关，这一过程也包括一种名为RAD51的蛋白质。RAD51蛋白质能够与两个不同区域中的BRCA2直接作用，这两个区域的名字是BRC和TR2。以前认为，BRC区域与同源同组过程的中断有关。来自两个研究小组的数据表明，TR2区域的功能完全不同于BRC区域，研究人员由此推测，BRCA2控制了两个对同源重组起相反作用的区域的功能，这些功能可能在DNA修复过程的不同阶段发挥作用。

  《自然—遗传学》

  乳癌易感新基因

  研究人员鉴别出4种全新的乳腺癌易感基因，这一最新成果发表在5月在线出版的《自然—遗传学》期刊上。这一大型、泛基因组的研究同时也指出了许多基因标记，它们可能也与乳腺癌的发展有关。本期《自然—遗传学》共发表了3篇与乳癌有关的论文，新发现加深了我们对遗传因素在乳腺癌风险中的作用的认识，因为其中很多因素至今都没有确认。

  BRCA1和BRCA2 是已知的乳腺癌易感基因，但它们在家族型乳癌风险中的作用只占25%。科学家已知道许多遗传因素分别对这种疾病的发生有一定作用，但这些因素的共同作用也与这种疾病的发生有关。

  为了寻找更多的易感性等位基因， Douglas F. Easton和同事对21860位患者和22578位对照对象进行测试，分析了其中30个单核苷酸多态性(SNP)。SNP主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。它是人类可遗传的变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90%以上。SNP在人类基因组中广泛存在，平均每500～1000个碱基对中就有1个，估计其总数可达300万个甚至更多。

  Easton和同事鉴别出4个与乳腺癌易感性相关的基因。采用同样的方法还可能鉴别出更多的易感性同位基因。

  在本期的《自然—遗传学》中，另外两项研究提供了有关乳癌风险的进一步的证据。在一篇论文中，David J. Hunter的同事鉴别出FGFR2的等位基因与零星的绝经后乳癌有特定关系。在另一篇文章中，Simon Stacey和同事报告了2号和6号染色体上的变异均增加了雌激素受体阳性乳癌的风险。其中一个位于TNRC9基因的附近，这个基因是由 Easton 等鉴别出来的。

  《自然—纳米技术》

  吹一个纳米泡泡

  吹泡技术广泛用于塑料膜和其他产品的制造中，如今，科学家们将这种技术用于纳米产品的生产中。新方法令人惊叹，它可用于控制半导体纳米线和碳纳米管生产过程，新成果在线发表在5月号的《自然—纳米技术》期刊上。

  Charles Lieber和同事将吹泡技术用在了纳米技术中，以控制纳米颗粒的空间分布和排列结构。他们将纳米线或纳米管悬浮在一个高分子中，然后将这个高分子吹成直径25厘米的泡泡，结果其中的纳米线或纳米管出现空间和阵列的规则排列。

  研究人员目前还不完全清楚这种规则的空间和序列结构的内在原因，但他们证明这一过程具有应用价值。在本期《自然—纳米技术》的一篇新闻述评文章中，Alan Dalton写道：“然而，毫无疑问，一旦这些问题解决，这种技术有乐观的前景。用吹泡方法来生产纳米线或纳米管将极大地促进许多应用领域的发展。”

  《自然—免疫学》

  检查免疫活性

  树枝状细胞是一种特定的免疫细胞，研究人员在5月在线出版的《自然—免疫学》期刊上报告说，一种武装起来的“杀手”细胞能够摧毁重新进入淋巴结中的枝状细胞。这种由特定抗原T细胞杀死的细胞的死亡，会减少其他未受影响的免疫细胞的激活，避免过度的免疫反应。新结果推翻了一种主导观点，即淋巴结能提供一种阻止活性T细胞进入的限制性环境。

  效应器记忆 CD8+T细胞是一种免疫“杀手”细胞，Sallusto和同事发现，“休眠”的淋巴结能继续阻止以前激活的CD8+T细胞的进入。然而，当感染过程出现炎症信号时，淋巴结会被激活，表达出一种名为CXCL9的化学信号，召集记忆T细胞涌向血管。这些记忆细胞表达一种能识别CXCL9的受体CXCR3。

  除了检查进一步的免疫活性外，CXCL9进入通道还提供了与病原菌如HIV作斗争的方法。新研究将有助于更有效的疫苗和免疫治疗方法的开发。