2007-7-26    《自然》子刊综览

chemytwei

《自然—化学生物学》

  当碳遇到磷时

  因为含有一个碳—磷键，天然除草性化合物具有特殊的生物学性质。如今，研究人员在7月在线出版的《自然—化学生物学》期刊上报告说，他们鉴别出负责创建这种天然除草性化合物的酶。

  大自然的产物大都是由自然界丰富多彩的众多生物建筑块构成的，如氨基酸和功能乙酰基团。酶的活性变化会导致产物的重组，因此，活性多变的酶就创造出了结构极为多变的化合物。

  William Metcalf和同事鉴别出了负责天然除草性化合物的基因团簇。科学家们早已知道酶对这些产物生成的必要性，但他们并没有完全弄明白这些产物的生物合成通道。Metcalf和同事培育出一种含有这种基因团簇的转基因大肠杆菌，然后又用化学、生物化学和遗传实验对这种细菌进行测试，以确定出每一种酶在这种生物合成通道中的作用。结果他们却改变了这种生物合成通道，并鉴别出两种新的化学中间体。

  因为活性除草性化合物是一种含原型次磷酸的天然产物，所以，新研究打开了一扇认识这些有趣的酶转换的大门。

  《自然—材料学》

  数学方程解决经典问题

  研究人员在7月在线出版的《自然—材料学》期刊上说，他们提出的一组数学方程可解决如何预测莫比乌斯带的经典问题。

  1858年，德国数学家、天文学家莫比乌斯和约翰·李斯丁各自独立发现了一种神奇曲面：这种曲面只有一个表面和一个边界，它可以这样做成：取一片长方纸条，把一个短边扭转180°，然后把这边跟对边粘贴起来，就形成一条“莫比乌斯带”。

  一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘，而如果用刷子油漆这个图形时，能连续不断地一次就刷遍整个曲面，而要将一个没有扭转过的带子刷遍了，就必须要把刷子挪过带子的边沿而跨到另一面。莫比乌斯带是一种拓扑学结构，由此引出一个如何预测莫比乌斯带形状的经典问题。

  用新近发明的数学方法，Gert van der Heijden和Eugene Starostin发现，利用长方形的长短边比率就能计算出莫比乌斯带的基本形状。本期《自然—材料学》的一篇新闻评述文章指出，新发展的数学方法可用于解决生物模型等相关问题，或者可解释为什么电话听筒总会呈现向左或向右的螺旋。

  《自然—遗传学》

  胆结石的遗传风险

  胆结石是工业化国家中最普遍的健康问题，它会导致器官的损害或感染，目前，世界上有10%～20%的人患此病。研究人员在7月在线出版的《自然—遗传学》上报告说，肝脏中一个胆固醇运输者的编码基因的变异会导致胆固醇的患病风险增加2倍。

  科学家们早已知道，胆结石的易患性受遗传因素的影响，但鉴别这些遗传影响因子的研究进展则极为缓慢。Jochen Hampe和同事对德国两组人群进行了大范围的基因相关性研究，同时还跟踪德国和智利患此疾病的人群。他们发现，单个的基因变异能够改变肝脏的一种胆固醇运输者ABCG8序列，从而认为这种基因的变异与胆结石病有关。

  胆汁是由肝脏产生的，并储存在胆囊中，当身体需要消化脂肪时，它就会从胆囊中释放出来。而当胆固醇或胆红素等胆汁成分水平升高并变成石头时，胆结石就发生了，因此，切除胆囊是目前治疗胆结石最常用的方法。新研究认为ABCG8的变异促进更多的胆固醇转化为胆汁。