封面故事：环保运动中的心理问题和政治问题
本期封面所示为 一群带着头套和面罩的抗议者，其中一些声称是“地球解放阵线”的支持者，他们于2002年2月在美国俄勒冈州的波特兰举行***。在本期的“新闻特写”栏目中，我们提出这样一个问题：极端环保人士何以拒绝科学而采用暴力的、反科学的方法？在联邦调查局（FBI）一次重要行动之后，我们对这场运动的心理问题和政治问题进行了分析。（News Feature p. 498）封面照片：Don Ryan/美联社
机器人胡须的作用（Staying in touch）
Biomechanics: Robotic whiskers used to sense features
很多陆地和海洋哺乳动物利用胡须来感知周围环境。用人造胡须阵列所做的一个实验表明，用胡须来感知环境这种方法的效果可能比以前所预测的更好。通过将一根胡须根部弯曲的时刻考虑进去，可以生成胡须所处环境的三维图像，可以获得关于物体形状和流体流速的精确信息。胡须甚至可能被证明是机器人必须具有的导航辅助装置。（Brief Communications p. 525）
模拟研究和实验研究之间的相互促进（Ever-increasing circles）
From in vivo to in silico biology and back
系统生物学是对形成一个活细胞的很多相互作用的过程进行数学模拟的学科，随着来自基因组测序、基因组学和蛋白组学研究项目的大量数据的出现，该学科愈显重要。现在，系统生物学家获得的信息绕了一圈之后，又回过头来被用于新实验的设计。Di Ventura等人对活体研究和模拟研究之间数据的双向利用进行了分析，他们得出结论认为，我们现在还不能期待完全了解活细胞，但将模拟方法与实验方法结合起来正在使我们接近这个目标。（Review Article p. 527）
探测太阳系外行星的新方法（Planets in the limelight）
Transiting extrasolar planetary candidates in the Galactic bulge
迄今所发现的200颗左右的太阳系外行星，是以由引力拉动在其主恒星中所诱导产生的“颤动”或多普勒偏移的形式被探测到的。但近来，以探测由一个行星侧影不断在我们与主恒星之间经过引起的变暗现象为依据的经纬测量方法，在探测新行星方面越来越成功。用哈勃太空望远镜对银河系鼓出部分方向上180000颗恒星进行的一次普查，发现了另外16颗候选行星，轨道周期在0.4天至4.2 天之间。其中5颗具有不到1天的超短轨道周期，它们构成一组新的“超短周期木星”。这些行星只在不到0.9个太阳质量的恒星周围出现，说明它们要么从未在更高质量的恒星周围形成过，要么它们的确形成过、但却被毁灭了。（Article p. 534）
在多倍体细胞中发生突变会产生致命危害的基因（What makes polyploidy bad?）
Genome-wide genetic analysis of polyploidy in yeast
多倍体是细胞中染色体数量多于正常情况的一种现象，在自然界很常见，出现在演化、发育、细胞压力、以及癌症等疾病状态的过程中。然而，我们对伴随多倍体的生理变化却很不了解。现在，对酵母所进行的一次整个基因组范围内的筛选工作，识别出了在多倍体细胞中、而不是在野生型细胞中发生突变时会引起致命性的基因。很多癌细胞会表现出多倍性，说明以这些基因为目标也许是抗癌的一个有效策略。（Article p. 541）
Subtilase细胞毒素产生毒性的机制（A powerful toxin in action）
AB5 subtilase cytotoxin inactivates the endoplasmic reticulum chaperone BiP
Subtilase细胞毒素是 1998年首次从澳大利亚南部产生志贺毒素的大肠杆菌（STEC）的一个恶性菌种中分离出来的，此后又在STEC的其他几个菌种中被发现。STEC是一种人类病原体，能引起威胁生命的肠胃病。现在，研究人员已经确定了Subtilase细胞毒素产生极端毒性的机制：它能引起重要内质网伴护分子BiP的单点解理。该发现之所以引人注目，是因为，影响内质网压力响应的伴护功能的缺陷现在被发现与细胞衰老、以及包括白内障、帕金森氏综合症和阿尔茨海默氏综合症等机能退化症状密切相关。该毒素能够快速地、专一地破坏BiP功能，因此它为我们提供了一个细胞生物学新工具，使研究人员能够对这些疾病发病机理中的关键事件进行体外模拟。（Article p. 548; N&V）
太阳耀斑中高能电子的能量来源（Solar electrons have a ball）
Electron acceleration from contracting magnetic islands during reconnection
太阳耀斑中长期存在的“数字”问题，是在耀斑发生期间所测到的很多高能电子与在标准磁重接模型中所产生的数量相对较少的这些粒子之间的偏差。为什么所释放的磁能量如此高效地转移给了电子？这个问题对于了解为什么日冕很热非常重要。日冕是产生高能宇宙电子的部位，也被用来度量高能粒子对地球上的卫星和通信网络的威胁。现在，Drake等人发现，电子是通过从随着磁重接进展而形成的收缩的“磁岛”两端反射而获得动能的。该机制与一个在两面收缩的墙之间弹跳的球的能量增加是相似的，后者随着每次弹跳而获得能量。（Letter p. 553）
不同性质物体之间的量子远程传送（Teleportation: mix and match）
Quantum teleportation between light and matter
量子远程传送指的是一个量子态的隐形传送，以前曾在同一类型的物体之间、比如说在光脉冲之间或被束缚的离子（物质粒子）之间发现过。现在，Sherson等人演示了两种不同性质的物体之间的远程传送，即编码在一个光脉冲中的一个量子态被远程传送到了一个包含1012个（即1万亿个）铯原子的一个原子复合体上。 该实验除了对物理学家有根本性的意义外，还可以算作是朝着量子网络的实际应用迈出的一小步。（Letter p. 557, N&V）
地幔物质是否能返回地表？（Mantle recycling — of a sort）
Lithium isotope evidence for subduction-enriched mantle in the source of mid-ocean-ridge basalts
板块构造过程不断将物质从地球表面返回其内部。地球物理学家的一个主要目标是，看地球内的对流是否允许组成如此不同的物质返回到地球表面。对上层地幔中锂元素的变化所做的一项新的研究，为化学组成截然不同的一些海底岩浆中这种“循环的”物质的存在提供了可靠证据，而这种海底岩浆能够反映地球内部的对流。 然而，它们所记录的“循环的”物质并不像以前所预测的那样是来自一个以前的构造板块，所以板块本身的命运仍然不清楚。（Letter p. 565; N&V）
抗辐射球菌抗辐射的机制（A bacterial Humpty Dumpty）
Reassembly of shattered chromosomes in Deinococcus radiodurans
抗辐射球菌（Deinococcus radiodurans）是上个世纪50年代从罐头肉中分离出来的，这些罐头肉尽管用高剂量辐射杀了菌，却仍然变质了。即便辐射引起的DNA损坏会使其基因组彻底破碎，该细菌也能从辐照中恢复过来。它是怎样实现这种“壮举”的呢？科学家了解到，该细菌携带其几个版本的基因组，并且具有快速、有效的DNA修复机制。现在，一项新的研究表明，首先，有互补序列区域的DNA片断会彼此找到对方，由一种DNA聚合酶引发一个合成过程，在DNA片断上形成长的单链；然后，互补单链尾部配对，再生成长链DNA分子，后者被处理成原始的环状基因组。（Letter p. 569; N&V）
1918年流感疫情的基因根源（The 1918 pandemic）
Genomic analysis of increased host immune and cell death responses induced by 1918 influenza virus
1918年的流感病毒的一个重建模型的获得意味着，现在有可能研究主体对感染的反应了，并且可以将这种信息用于寻找公共卫生措施、以及用在新型抗病毒药物的开发上。 对小鼠所做的一项研究表明，含有来自该病毒流行种的所有8个基因的病毒所引发的感染和细胞死亡反应要比含有这些基因子集的病毒大得多。这种极端的主体反应，也许是与1918年的流感疫情相联系的严重免疫病理问题的根源。（Letter p. 578）
疟原虫利用细胞内环境的变化吸收营养（The unusual channels）
Sodium-dependent uptake of inorganic phosphate by the intracellular malaria parasite
科学家已经知道，疟原虫能够诱导或激发其寄主红细胞膜中的新颖通道，因此，Na+会进入红细胞的细胞液中，使其成为一个高Na+ 含量的环境。新的研究工作表明，疟原虫会利用其寄主细胞的细胞液中Na+浓度升高的条件来激发对一种重要营养成分的吸收，这种重要营养成分就是无机磷酸盐。该过程所涉及的与Na+耦合的运输蛋白已经被识别出来并被定性。（Letter p. 582）
细胞周期及调控机制的演化（Time for change）
Co-evolution of transcriptional and post-translational cell-cycle regulation
在细胞周期中，数以百计的基因被定期转录。该过程中所涉及的蛋白复合物对所有真核细胞基本上都是相同的，但对来自人类、酵母和植物的大型微阵列数据集所做的比较表明，在细胞周期中的正确时刻组装同一分子机器有很多不同方法。转录和后转录控制是一前一后形成的，从演化上来说变化的速度之快是惊人的，只有约1亿年左右。这意味着，即使在脊椎动物内，调控系统也可以有相当大的差别。（Letter p. 594; N&V）
编辑：bluelove
