封面故事：翅膀的是與非
什麼時候翅膀不是翅膀？當翅膀是「頭盔」時。昆蟲翅膀在大小和形狀上都相差巨大，但它們有一個共同點——它們都是從三個胸節中的第二個和第三個長出來的。是這樣的嗎？Prud』homme及其同事一直在研究「角蟬」，它們是蟬的近親，有一個被稱為「頭盔」的奇特的、各不相同的結構，是從沒有翅膀的第一個胸節長出來的。仔細研究發現，從進化上來說，它相應於第三對翅膀。身體結構的一個鮮明特徵是，它們在長期進化過程中保持相對穩定。昆蟲身體結構的這種人們以前不知道的變化形式的發現說明了一個問題：一個失去其當初作用的結構何以能夠自由進化出新的功能和形態。本期封面所示為「角蟬」。
PSII的高解析度X射線結構
能進行光合作用的植物、藻類和藍藻中的光合體系-II（PSII），是一種有多個亞單元的大型酶，能利用光能來驅動一系列電子轉移反應，將水分解，生成分子氧。PSII的幾個中等解析度的結構已經有人報告了，但由一個Mn4CaO5分子團 組成的催化中心卻被證明很頑固，原因是在數據收集過程中X射線造成了結構失真。現在，這個障礙已被克服。Umena等人以1.9?魡的解析度提供了PSII的X射線結構，這個解析度足以能確定蛋白亞單元的分配以及Mn4CaO5分子團的幾何排列。
利用染色質特徵解讀基因組
大規模染色質分析可被用來區分功能性基因組元素。這篇論文提供了多種人類細胞類型中各種不同組蛋白標記的染色質圖一覽。利用所獲得的這些數據，有可能來識別不同染色質狀態，它們相應於不同調控元素，如被抑制的和活躍的啟動子、增強子和絕緣子。幾種與疾病相關的單核苷酸多態性被發現與調控元素重疊。這項工作對於了解人類疾病，尤其對於解讀「全基因組關聯研究」的結果有意義。
關於語言結構發展變化的第三種理論
關於語言發展變化的兩個主要理論認為，某些語法結構應當具有普遍性，因為它們反映了大腦的工作方式（Chomsky），或是因為它們在邏輯上與其他的語法結構是相關的（Greenberg）。由於沒有關於語言之間是怎樣關聯的可靠信息，所以對這些理論進行結論性的驗證一直有困難。Dunn等人，將系統發生方法應用於世界上7000種現存語言當中三分之一以上的語言，並且以單詞的順序為關注焦點，發現大多數看似普遍性的結構僅在同一語系內的不同語言之間共享。這表明，能夠解釋絕大部分語言結構的是文化的發展變化，而不是前面兩種理論當中的任何一個。
大腦中神經元之間的連接邏輯
在感覺皮層中，神經元是密集互聯的，但在功能上相似和不相似的神經元連接在一起的邏輯是什麼卻是一個沒有解決的問題。這項在技術上難度非常大的研究工作，將體內雙光子鈣成像方法和多細胞同時全細胞記錄方法結合起來發現，具有相似刺激偏好的神經元比那些具有不同偏好的神經元能以更高速度連接。這表明，存在專門處理相關感覺信息的精細的子網絡。這種新方法的更廣泛的應用，應能揭示關於支持不同感覺或運動功能的神經迴路在大腦中是怎樣構建的更多信息。
與p53相關的細胞衰老的控制
信使RNA的3』端被一段「非模板」的腺嘌呤（即polyA尾端）所覆蓋，其作用是增強它們的翻譯。polyA聚合酶Gld2被序列特異性CPEB蛋白引導到3』端未翻譯的區域。現在，Richter及其同事發現，p53 腫瘤抑制因子不只是簡單地被Gld2多聚腺苷醯化。實際情況是，Gld2可以將一個A添加到miR-122微RNA上，從而使其穩定。這種腺苷醯化的miR-122/RISC複合物然後通過在其3』端未翻譯區域結合目標點來抑制CPEB的表達。如果CPEB不被miR-122抑制，那麼CPEB將與p53的3』端未翻譯區域結合，並結合一種不同的polyA聚合酶，即Gld4。這些數據反映了p53 mRNA的翻譯控制的一個以前人們不知道的層級關係，該層級關係導致細胞衰老。
一種「Diels Alder酶」被發現
天然化合物spinosyn A是幾種環保型商用殺蟲劑的一個成分。它的四環系統是怎樣生物合成的一直是一個存在很多猜測的問題。一個可能的機制是，「Diels Alder反應」（一種[4+2]環加成反應，在該反應中，在一個共軛二烯和一個缺少電子的烯烴之間通過一個周環過渡態形成一個環己烯環）。這一反應在自然界很少見，但是現在，對來自土壤細菌「刺糖多孢菌」的名為SpnF的酶所作的一項結構及動力研究發現，它也許是應被稱為「Diels Alder酶」的第一個獨立的酶，其使命完全是為了催化[4+2]環加成反應，估計能使反應速度加快500倍。
(田天/編譯，更多信息請訪問www.naturechina.com/st)
《科學時報》 (2011-05-20 A4 國際)