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Nature Vol.517 no.7532，1 January 2015
RNA regulons in Hox 5′ UTRs confer ribosome specificity to gene regulation
Hox 5′UTR中的RNA調節子為基因調控提供核糖體特異性
http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7532/full/nature14010.html
doi:10.1038/nature14010
越來越多的證據表明，核糖體有調控基因組在不同時空下翻譯的功能。然而，這種功能究竟如何隱藏在mRNA序列中還不得而知。 本文在mRNA的5『末端非編碼區（untranslated regions, UTRs）發現了獨特的RNA調節子元件， 就是這種元件賦予了核糖體調控基因表達的能力。這些具有一定結構的RNA元件與病毒mRNA的內部核糖體進入位點（Internal ribosome entry sites, IRES）類似，發現於一系列Hox基因的 mRNA中。它們可協助招募核糖體，該過程需要核糖體蛋白RPL8的幫助。儘管調節Hox基因的途徑有多個層次，但是這些IRES元件對將Hox基因 轉換為蛋白從而塑造哺乳動物的身體構型至關重要。由於這種依賴於IRES的特殊翻譯模式需要附加的調節元件才能發揮作用，該元件能夠阻斷cap依賴的翻譯模式，因此被稱為翻譯抑制元件（translation inhibitory element, TIE）。綜上，本文數據發現了一個由核糖體介導以調控基因表達與器官發生的新範例。
A higher-than-predicted measurement of iron opacity at solar interior temperatures
太陽內部溫度下鐵的不透明度高於預測值
http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7532/full/nature14048.html
doi:10.1038/nature14048
近一個世紀前，學界普遍認為是恆星物質的輻射吸收在控制著恆星內部的溫度曲線。但實驗室的不透明度測量從來沒有在恆星內部條件下進行過，這為恆星模型帶來了許多不確定性。而問題確實存在，精確的光球層光譜分析顯示，太陽中實際的碳、氮、氧含量比模型估計低了30%到50%不等。利用修正的元素豐度得出的標準太陽模型與利用聲振動探測太陽內部結構進行的日震觀測並不吻合。但如果太陽的內部物質實際的平均不透明度比預測值高大約15%，這一矛盾就能解決，因為提高不透明度可以補償減少的元素豐度。而太陽輻射與對流區域邊界的不透明度中鐵元素的影響佔了四分之一。本文給出了在1.9-2.3百萬開爾文電子溫度與（0.7-4.0）× 1022每立方釐米的電子密度下對鐵元素進行的各個波長下的不透明度測量的結果，這一條件與太陽輻射/對流區域的條件非常相似，而這一區域也是模型不符程度最大之處。測量結果顯示，依賴于波長的不透明度大約比預測值高30-400%。儘管鐵元素只是眾多影響不透明度的元素之一，但這已經達到解決不符問題所需要的修正的一半。
Observation of quantized conductance in neutral matter
在電中性物質中觀察到量子化的電導率
http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7532/full/nature14049.html
doi:10.1038/nature14049
在輸運實驗中，物質的量子性質會變得很顯著，直接體現為電導率只能在離散的值之間變化，變化量與普朗克常數h有關。對電導率量子化階躍的觀察，為介觀系統的物理學研究提供了重要的思路，也促進了量子電子學器件的發展。儘管量子化的電導並不依賴於電荷的存在，但人們還未在中性的重粒子中觀察到這一現象。量子電導其最基本的形式要求有一個量子簡併的費米氣系統，彈道性、絕熱的輸運通道，並且其維度收縮在與費米波長相當的範圍內。來自ETH蘇黎世的研究人員最近觀察到了中性原子在化學勢偏壓的作用下的輸運中的量子化電導率。原子處於超彈道狀態，意為其自由程不僅超過了輸運通道的尺度，甚至超過了整個系統，包括原子儲存器的尺度。研究人員使用高分辨光刻對輕型材料進行塑形，實現原子之間的點接觸或量子線連接。這些微縮結構被印在準二維彈道通道上，並與原子儲存器相連。通過改變柵壓或微縮結構的橫向界限，他們觀察到在原子的電導率出現了明顯的平臺，第一個平臺對應的電導率等於普遍電導量子1/h。研究人員使用蘭道爾公式（Landauer’s formula）對結果進行模擬以後，發現在低柵壓下的結果與理論符合得很好，所有常數都能從理論推出。這一實驗幫助我們更深入地了解了量子導體的特徵，並能通過通道的幾何特徵和儲存器性質（如作用強度、大小和熱化速率等）來控制它們的性質。
Strong and deep Atlantic meridional overturning circulation during the last glacial cycle
末次冰期旋迴中強而深的大西洋經向翻轉環流
http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7532/full/nature14059.html
doi:10.1038/nature14059
14萬年前的末次冰期旋迴期間，極端且急劇的北半球氣候振蕩受到大洋環流與大氣強迫變化的影響。大西洋經向翻轉環流（Atlantic meridional overturning circulation, AMOC）對控制熱量從低緯向高緯地區的傳輸有重要作用。然而，目前對其在末次盛冰期的變化仍知之甚少。本文發現，強勁的深海翻轉環流模式一直持續在末次冰期旋迴的大多數時間，主導了大西洋的大洋環流。但在盛冰期普遍存在的，卻是有南部來源海水補充到西北大西洋深部的淺水冰期模式。我們的結果建立在對末次冰期旋迴AMOC強度和方向進行重建的基礎上，該重建來自西北大西洋海底高解析度的海洋沉積物記錄。本文對兩種彼此不相關且不受全球旋迴變化影響的化學水體示蹤物（231Pa/230Th、 143Nd/144Nd）進行獨立測試，發現上兩次冰期結束時的AMOC出現了一致的反應。任何明顯偏離這個結構的變化都會導致AMOC減慢。在海因裡希亞冰期（Heinrich stadials）災難性的冰山裂解時期，變化被限制在百年尺度上的偏移。北大西洋深層水（North Atlantic Deep Water）的形成在海因裡希亞冰期經歷急劇且長達數百年的減弱，可能是由於鄰近盛冰期，冰覆蓋率升高，引起淡水注入增多引起的。相反，AMOC對較暖氣候期亞千年尺度的融水注入相對不敏感，活躍的AMOC仍普遍存在於Dansgaard-Oeschger小間冰期（格陵蘭暖期）。
Origins of major archaeal clades correspond to gene acquisitions from bacteria
古細菌主要演化枝系的起源與細菌基因導入有關
http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7532/full/nature13805.html
doi:10.1038/nature13805
原核生物主要類群的起源機制目前研究程度尚淺。原則上說，原核生物的種（species）和更高分類單元的起源應遵循著相似的機制，即與環境的生態相互作用，加上自發的基因變異，包括譜系特異性的基因變革與基因獲得。為了探究古細菌較高等級分類單元的起源，本文從1,847個參考細菌基因組中取了134個已測序古細菌基因組的同源基因，並確定了其中267,568個蛋白編碼基因的分布及其系統發生關係。在這些樣本中，古細菌特異的基因家族定義了13個傳統上已被識別的古細菌較高等級分類單元。本文意外地發現，這13個類群的起源與從細菌中獲得的2264個類群特異性的基因獲得有關。這種跨生物域的基因轉移是高度非對稱的，由細菌到古細菌的轉移比反向轉移高了五倍多。在原核生物主要的演化轉變中已被發現的基因轉移明確表明，從細菌中獲得的起到代謝功能的基因對於高等級古細菌分類單元的起源來說是一個關鍵的革新。
Identification of multipotent mammary stem cells by protein C receptor expression
通過蛋白C受體表達鑑定多能乳腺幹細胞
http://www.nature.com/nature/journal/v517/n7532/full/nature13851.html
doi:10.1038/nature13851
乳腺由多種類型的上皮細胞組成，均為位於細胞結構層次頂部的乳腺幹細胞（mammary stem cells, MaSCs）分化產生。然而，多能乳腺幹細胞是否存在仍爭議不斷，這種細胞的天然性質也尚不為人知。本文證明，乳腺中的一種新型Wnt靶標——蛋白C受體（protein C receptor, Procr）代表了一個獨特的多能小鼠乳腺幹細胞群。蛋白C受體陽性的細胞位於表皮的基底層，表現出表皮到間質的過渡特性，且基底角蛋白水平較低。蛋白C受體表達細胞在移植實驗中具有很高的再生能力，通過譜系示蹤還檢測到它可分化成不同譜系的乳腺上皮細胞。這些結果定義了一個新型多能乳腺幹細胞群，可能對乳腺癌的啟動具有十分重要的作用。
（來自nature.com。翻譯：王文佳、李軒、丁家琦、程孫雪子、濱浮、尤衡一；審校：程孫雪子）
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