2014年10月23日《自然》杂志精选

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封面故事：由磁绳造成的太阳喷发
本期封面所示为利用来自NASA Solar Dynamics Observatory探测器上的Helioseismic and Magnetic Imager仪器的数据建立的一个太阳磁模型，它所反映的是在由所喷发出的一条磁绳(magnetic rope, 在图片的最上端用蓝色表示)产生的一次太阳爆发之前的情况。 日冕物质喷发是太阳大气层中的大规模喷发，由嵌入在一个磁场中的一个巨大的太阳等离子体云组成。它们有可能在地球上产生太阳风暴，这种风暴能损坏人造卫星和中断地面上的发电过程。利用在2006年12月13日的日冕物质喷发之前4天对光球磁场所做的观测，同时结合数值模拟，Tahar Amari等人发现，造成这种喷发的物理机制，可以通过由磁通量构成的一条“绞绳”(twisted rope)的出现和随后的喷发得到最好的解释。封面：Tahar Amari/ CNRS-Ecole Polytechnique. France。（doi: 10.1038/nature13815）
肺病中的细胞移植
“粒细胞-巨噬细胞群刺激因子”(GM-CSF)的受体发生的突变会造成“肺泡蛋白沉积症”(PAP)。这是一种遗传病，会由于表面活性剂的积累而导致呼吸衰竭。这种病目前还没有治疗药物，必须通过肺灌洗将表面活性剂清除。PAP在小鼠模型中可以通过基因矫正的造血干细胞的骨髓移植治愈，但这种方法由于在必要的骨髓清除/免疫抑制过程中的感染此前还没有被证明对人类可行。现在，Bruce Trapnell及同事报告了在将基因矫正的巨噬细胞一次性直接转移到肺中之后小鼠PAP所发生的矫正。基因矫正的巨噬细胞持续存在了至少了一年。自体基因矫正的巨噬细胞的这种肺移植，将会免除对骨髓清除和免疫抑制的需要，对于人类PAP的治疗来说也应当更为可行。（doi: 10.1038/nature13807 & doi: 10.1038/nature13758）
HIV-1逃避免疫反应的结构基础
Peter Kwong 及同事提供了“1-型人免疫缺陷病毒”(HIV-1) 的Env 三聚体的一个新的晶体结构。Env 三聚体是Type I 融合机制的构成部分，其作用是，通过与宿主细胞受体发生相互作用和融合病毒与宿主细胞的膜来帮助病毒进入细胞。 Env 三聚体由三个gp120和三个gp41亚单元组成。该结构(分辨率为3.5 Å)显示了Env的融合前形式，使研究人员能够弄清gp41亚单元的构形，从而增进我们对三聚体怎样发挥功能来实现融合、怎样通过免疫反应来逃避识别的认识。这种逃避在很大程度上造成了在开发有效HIV-1疫苗方面所存在的困难。（doi: 10.1038/nature13808 & doi: 10.1038/nature13926）
一个距今45,000年的人类基因组
2008年在西伯利亚西部乌斯季伊希姆附近的额尔齐斯河河岸上发现的一个现代人大腿骨化石距今大约已有45,000年。现在，Janet Kelso及同事对这个人的基因组进行了测序和分析。这是一名男性，他在西欧亚大陆和东欧亚大陆的人群分开之前、或在分开之时还是活着的。分析显示，其祖先有“尼安德特人”的成分，所占分量与当今欧亚人血统中“尼安德特人”所占分量相似。基于“尼安德特人”祖先的基因组片段的长度，“尼安德特人”的基因向这个人祖先的流动发生在他所生活时间之前的7,000年和13,000年之间。以前对现代人与“尼安德特人”之间异种交配时间的估计范围是在距今37,000年和86,000年前之间，但这项研究表明，它发生在距今大约50,000年到60,000年间，与现代人向欧洲、也可能包括亚洲的扩张在时间上一致。（doi: 10.1038/nature13810）
高脂肪食物与癌症的关系
西餐，尤其是高脂肪西餐已被发现与胃肠癌有关。现在，Manon Schulz等人通过一个小鼠模型发现，高脂肪食物能通过改变肠道微生物群的组成和改变免疫环境来以独立于肥胖的方式促进肠道肿瘤发生。虽然抗生素能阻止饮食脂肪对肿瘤的促进作用，但将来自吃高脂肪食物的小鼠的粪便转移给在遗传上易患肠癌、但喂饲正常食物的小鼠便足以促进肿瘤发生。这些发现显示了饮食、微生物群、免疫反应和癌症之间的复杂相互作用，也许能为防癌提供新途径。（doi: 10.1038/nature13398）
局部优化的作物管理
土壤-作物综合管理是旨在增加产量和减小环境影响的一种方法，它通过优化的营养供应、季节性时间控制和最好作物品种的使用来让耕作制度适应当地条件。Fusuo Zhang及同事报告了在中国全国范围内用三个主要粮食作物(水稻、小麦和玉米)对这一方法所做的一项验证的结果。与当前做法和高投入方法相比，作者发现，这种综合耕作制度在提高产量方面与高投入方法相当，但营养供应、营养丢失和温室气体排放都比当前做法低。（doi: 10.1038/nature13609）
淋巴结膨胀的机制
淋巴结是动态结构，它们必须对由局部炎症引发的大量细胞涌入迅速做出反应。然而，淋巴结基质腔室是怎样反应来适应淋巴结膨胀的仍不清楚。这项研究显示，淋巴结基质腔室能通过放松成纤维网状细胞的细胞骨架、允许这些细胞伸展和淋巴结膨胀来容留大量渗透的淋巴细胞。这种淋巴结重塑反应是由进来的、能够呈现抗原的树状细胞上的CLEC-2蛋白与成纤维网状细胞上的“平足蛋白”(podoplanin)的相互作用驱动的。（doi: 10.1038/nature13814 & doi: 10.1038/514441a）
天然气用量增加对气候变化的影响微乎其微
水力压裂技术的发展导致了作为一种能源来使用的天然气的迅速增长。一些证据表明，天然气使用量的增长也许会导致温室气体排放压力的减轻，从而也会导致气候变化程度的减轻。五个能源-气候模拟研究小组之间的这项合作研究显示，在天然气供应量充足的情况下，其消耗量的增加对气候变化实际上影响很小或没有影响。作者提出，天然气产量和使用的增加既不能在今后几十年代替一项气候政策，对人为造成的排放问题也不会构成一大新的复杂性因素。（doi: 10.1038/nature13837 & doi: 10.1038/nature13927）
单层二硫化钼的压电性
二维半导体材料因其不同寻常的、有潜在用途的物理性质而成为很多研究工作的焦点。现在，Wenzhou Wu及同事证实了以下理论预期：这样一种材料(二硫化钼)在其单层形式中有强压电性。机械性质和电性质的这种耦合，为纳米尺度的机电设备在传感和集能方面的应用提供了可能性。（doi: 10.1038/nature13792）
β Pictoris的太阳系外彗星的探测
附近恒星β Pictoris拥有一个年轻的行星体系，该行星体系很像我们自己的行星体系，在其形成后只有几百万年时间。对在2003年和2011年间记录的1,000多个存档光谱所做的这项分析，显示了由属于两个不同彗星类群的“凌星”太阳系外彗星产生的可变尘埃吸收特征。第一个是挥发性物质已经耗尽的老彗星类群，显示出因与主行星(host planet)发生相互作用而出现的轨道演变特征；第二个是富含挥发性物质的彗星类群，被假设可能是从少数几个母天体的分解产生的。（doi: 10.1038/nature13849 & doi: 10.1038/514440a）