2012年4月26日《Nature》杂志精选

我们对过敏的认识是否错了？过敏反应往往被看作是免疫系统（其作用是驱除入侵性寄生虫）未能发挥作用的结果。在本期Nature上的一篇Perspective文章中，NoahPalm、RachelRosenstein和RuslanMedzhitov提出了不同的观点。他们讨论了关于依赖于TH2细胞因子的过敏性免疫反应的起源及潜在好处的相互冲突的假设，同时强调了这样一个可能性：过敏反应是发挥必要功能的一个系统的过度的或夸大的反应，其作用是保护身体不受有害物质、毒液和外源物等环境毒素的影响。本文作者提出一个模型，在该模型中，2-型炎症反应根据刺激因素的不同也是各不相同的，他们猜测：多样化的演化压力可能选择了这类免疫反应。在NewsandViews栏目中的一个Forum讨论中，FredFinkelman、DavidArtis和RickMaizels论述了这样一个模型的优点。

上皮组织中细胞数量的控制

Live-celldelaminationcounterbalancesepithelialgrowthtolimittissueovercrowding

如果一个上皮细胞层要保持其结构并提供一个保护壁垒，它就需要在正在分裂的细胞数量与正在死亡的细胞数量之间维持平衡。BuzzBaum及其同事研究了果蝇组织中的这一过程，并在一个组织中的物理力与细胞损失的速度之间发现了一个直接联系。在过分拥挤的组织区域，一些细胞的“细胞粘性连接点”会损失，并被相邻细胞挤出去。活细胞分层的这一过程使上皮细胞能够缓冲生长中所发生的变化，并帮助实现正常的组织平衡。作为上皮增生与细胞分裂之间的一个联系，它可能与癌症发育的早期阶段有关。在第二篇论文中，JodyRosenblatt及其同事研究了上皮细胞单层，发现上皮在高度紧张的地方会将活细胞而不是正在死亡的细胞挤出去。被挤出去的细胞因存活因子的失去而死亡。因此，“挤出”可能提供一个肿瘤抑制机制，该机制可能被用来消除过剩的细胞。在具有高水平的存活信号通道的癌症中，“挤出”可能会促进肿瘤细胞入侵。

学习过程中对运动皮层的观测

Multipledynamicrepresentationsinthemotorcortexduringsensorimotorlearning

虽然人们知道一个回路中的很多神经元在长期学习过程中其弹性会发生变化，但电生理方法的局限性意味着，通常每次只能在少数神经元中对这些变化进行研究。这项研究采用经过基因编码的神经活性标记来在小鼠的感觉运动学习期间对大量运动-皮层神经元同时进行跟踪。所获得的图像显示，在空间上混在一起的神经元代表与所学的任务相关的大部分特征，其中包括碰触力、胡须运动、舔舐动作和其他行为变量。随着训练的进展，运动程序在种群层面的表述也得到了增强。

由心肌细胞驱动的心脏发育

Clonallydominantcardiomyocytesdirectheartmorphogenesis

采用一种“条件多颜色跟踪”方法，VikasGupta和KennethPoss确定了在斑马鱼心脏经历从原始胚胎结构向复杂成年形式的形态变化时各个心肌细胞对它的贡献。他们报告说，处在早期发育阶段的心脏是从形成一个原始层的无数细胞克隆构建的。“小梁层”中的肌细胞是通过从原始层分层形成的，然后，随着未成年个体成熟为成年个体，便会形成一个皮层。只有少量的心肌细胞会生成“皮层肌”（corticalmuscle），显示出能让人想起干细胞群的克隆优势（clonaldominance）。

星系对恒星形成的影响

Systematicvariationofthestellarinitialmassfunctioninearly-typegalaxies

“恒星初始质量函数”(IMF)是描述恒星在其形成时的质量分布的函数。几十年来，IMF一直被假设独立于恒星在其中形成的星系的类型。但近年来，Nature杂志和其他地方所发表的证据，都表明不同星系类型之间的IMF值会有变化。现在，对根据质量选择出的一组260个早期星系所做的一项调查显示IMF值存在系统性变化。本文作者提出，假设IMF为常数的模型需要修改，以解释恒星为什么似乎能够感知它们将形成何种星系。

量子模拟应用范围的扩大

Engineeredtwo-dimensionalIsinginteractionsinatrapped-ionquantumsimulatorwithhundredsofspins

量子模拟有可能被用来研究目前无法解决的多体问题，如量子磁性问题。然而，所面临的技术挑战目前将模拟只限于几十个量子位，这在计算上没有多大意义。在这项研究中，Britton等人发现，束缚在一个电磁Penning阱中的几百个铍离子的一个自然出现的二维三角晶格，可被用来模拟可调的反铁磁性相互作用。这种方法应能将量子模拟用来解决量子磁性中一系列有趣的问题。

海洋“铁建造”的地球年代学

Depositionof1.88-billion-year-oldironformationsasaconsequenceofrapidcrustalgrowth

“海床铁建造”是当海洋中氧耗尽时沉积形成的，因此距今23.2亿年前大气中氧含量的上升被认为造成了它们的下降。它们5亿年后（在一个加氧的大气环境中）的突然重新出现仍然是一个谜。这些距今18.8亿年前的“铁建造”大部分都是在北美发现的，但这项研究所报告的新的地球年代数据却表明，主要“铁建造”大约同一时间在澳大利亚也沉积了，说明它们反映了全球海洋的化学和氧化还原状态。本文作者提出，增强的火山和热液活动释放出大量铁，改变了海洋化学，沉积了主要“铁建造”。火成活动的下降导致了“铁建造”的消失。

IFITM3在防止流感感染中所起作用

IFITM3restrictsthemorbidityandmortalityassociatedwithinfluenza

“干扰素可诱导的跨膜”(IFITM)蛋白限制某些致病性病毒的复制，但此前并不知道这些蛋白在体内的作用。现在，PaulKellam及其同事报告，IFITM3是保护感染了流感病毒的小鼠、使其不患爆发性病毒性肺炎所必需的。他们进而发现，因感染流行性H1N1/09猪流感病毒或季节性流感病毒而住院的少数人携带抗病毒活性降低的IFITM3的一种变体。这些结果表明，IFITM3在防止流感感染中起至关重要的作用。

一种白介素-2“superkine”的人工合成

Exploitinganaturalconformationalswitchtoengineeraninterleukin-2‘superkine’

ChrisGarcia及其同事阐明了使得T-细胞对免疫刺激性细胞因子白介素-2(IL-2)敏感性增强的分子机制。他们利用这一信息来人工合成一种“单链IL-2superkine”，它独立于其α-受体(IL-2Rα或CD25)发挥功能。这一新的superkine在诱导抗肿瘤T-细胞反应方面比IL-2更有效，而毒副作用更少。

着丝粒对转录的影响

AninverserelationshiptogermlinetranscriptiondefinescentromericchromatininC.elegans

着丝粒身份被认为是通过含有组蛋白H3变体CENP-A的核小体的稳定遗传来以外成方式传播的。这篇论文发现，在“全着丝粒线虫”中（在这种线虫中，着丝粒活性和CENP-A是沿染色体整个长度分布的），胚胎CENP-A域是以与在生殖细胞系中被转录的基因组区域相反的模式形成的。研究人员提出一个模型，在该模型中，生殖细胞系的转录定义在胚胎形成过程将CENP-A的并入排除在外的基因组区域。这项工作将着丝粒身份与转录联系了起来，有可能帮助解释着丝粒的演化弹性。