科教大事

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Nature

最早的被子植物化石

被子植物的早期歷史是有爭(zhēng)議的，但來(lái)自中國(guó)“早白堊世”的一系列化石發(fā)現(xiàn)正在開(kāi)始填補(bǔ)我們知識(shí)中的一些空白。吉林大學(xué)古生物研究中心孫革教授和美國(guó)印第安納大學(xué)DavidL. Dilcher領(lǐng)導(dǎo)的課題組發(fā)現(xiàn)，這些化石中最早者（發(fā)現(xiàn)于“早白堊世”義縣組，距今1.244億-1.229億年）所含信息量更大。它不僅是一種被子植物，而且還是雙子葉植物（相對(duì)來(lái)說(shuō)屬于支配當(dāng)今世界上顯花植物的“導(dǎo)出群”），同時(shí)還有可能是“毛茛科”的一個(gè)成員。這一化石證實(shí)了雙子葉植物的存在，并且記錄了被子植物演化過(guò)程中的一次早期爆發(fā)。

雌性小鼠大腦中五羥色胺對(duì)性取向的關(guān)鍵作用

五羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT），又稱血清素，是一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)。北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院饒毅教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組通過(guò)實(shí)驗(yàn)解析了哺乳動(dòng)物的性選擇機(jī)制，通過(guò)敲除了Tph2相關(guān)基因（這一分子涉及大腦中5-HT合成過(guò)程中的關(guān)鍵第一步），證明了5-HT的作用，并且實(shí)驗(yàn)也表明如果在小鼠中注入5-HT，這些缺陷型小鼠將能恢復(fù)性選擇能力。目前還尚不確定這一機(jī)制是否也在其它哺乳動(dòng)物，比如人類中同樣起作用，但是有研究表明，在人類的核磁共振成像試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，偏好異性與偏好同性的男性對(duì)五羥色胺的反應(yīng)不盡相同。

新的白堊紀(jì)熱河真三尖齒獸類的過(guò)渡型哺乳動(dòng)物中耳

一件來(lái)自中國(guó)白堊紀(jì)地層已經(jīng)滅絕的小哺乳動(dòng)物化石標(biāo)本的發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了哺乳動(dòng)物中耳形成之謎中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所孟津研究員等描述了一件化石標(biāo)本，代表了三尖齒獸類的一個(gè)新種——胡氏遼尖齒獸。其下頜成分已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)生哺乳動(dòng)物中耳的聽(tīng)小骨。該種的外鼓骨和錘骨已經(jīng)不再和齒骨接觸，但仍然通過(guò)一細(xì)長(zhǎng)的骨化麥?zhǔn)宪浌桥c下頜相連。研究者們認(rèn)為在哺乳動(dòng)物的演化過(guò)程中，麥?zhǔn)宪浌菓?yīng)該起著保持穩(wěn)定的作用，連接齒骨和已經(jīng)分離的聽(tīng)小骨。

尿嘧啶轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白UraA的結(jié)構(gòu)和機(jī)制

多年研究證明各種核苷堿基以及維生素C的吸收由一類跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族NAT蛋白介導(dǎo)。然而一直以來(lái)對(duì)于NAT家族蛋白完成跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制并不清楚。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授、生命學(xué)院兼職教授顏寧和生命學(xué)院王佳偉副研究員合作領(lǐng)導(dǎo)的科研小組首次獲得了UraA與底物尿嘧啶高達(dá)2.8埃的高分辨率三維精細(xì)結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)三維晶體結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn)：UraA蛋白中存在著一種全新的蛋白折疊形式，它們?cè)诘鞍捉Y(jié)構(gòu)的維持和蛋白底物的識(shí)別中發(fā)揮了重要作用。根據(jù)序列比較，進(jìn)一步提出了NAT家族利用鈉離子或質(zhì)子共轉(zhuǎn)運(yùn)底物的分子機(jī)理。

博士的未來(lái)

世界產(chǎn)生比以往多得多的博士科學(xué)家，但是傳統(tǒng)博士培養(yǎng)的研究者能否適應(yīng)當(dāng)今世界嚴(yán)酷的現(xiàn)實(shí)呢？是時(shí)候暫停生產(chǎn)線并盤點(diǎn)一下了。本期雜志中AlisonMcCook寫了一篇題為“教育：博士再思考”的報(bào)道。匯集了一些博士生的個(gè)人回憶，反映出70年來(lái)不同時(shí)代的博士的差異。

Science

紅大馬哈魚(yú)種群中熱耐受性的區(qū)別

成年紅大馬哈魚(yú)遷徙到加拿大不列顛哥倫比亞省亞當(dāng)斯河的產(chǎn)卵地。在不列顛哥倫比亞省弗雷澤河中紅大馬哈魚(yú)種群在生理上適應(yīng)特殊的上游遷徙地。研究人員認(rèn)為心臟適應(yīng)幫助大大馬哈魚(yú)種群免受高溫帶來(lái)了心臟衰竭的影響。

超導(dǎo)體100年

1911年4月，HeikeKammerlinghOnnes在萊頓大學(xué)低溫實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度跌至4.2k時(shí)金屬汞的電阻率變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，超導(dǎo)研究由此誕生。材料當(dāng)?shù)僚R界溫度以下時(shí)將進(jìn)入零電阻的超導(dǎo)態(tài)，磁場(chǎng)排斥是超導(dǎo)狀態(tài)的一個(gè)真實(shí)可見(jiàn)的現(xiàn)象。在本期封面中，當(dāng)溫度降至123K下，釔鋇銅氧化物陶瓷呈超導(dǎo)狀態(tài)，一塊磁鐵漂浮在其上方。

三維空間內(nèi)DNA“折紙”技術(shù)創(chuàng)造復(fù)雜曲率結(jié)構(gòu)

本期封面系統(tǒng)呈現(xiàn)了復(fù)雜曲率的DNA納米結(jié)構(gòu)及三維塑性，分別包括二維排列同心圓和三維納米壺形結(jié)構(gòu)（70nm高，40nm寬）。研究人員描述了雙鏈DNA如何與折紙一樣按預(yù)先設(shè)計(jì)的圖案折疊成上述結(jié)構(gòu)。

谷氨酸受體類基因在花粉管中形成鈣離子通道且受雌蕊中的D-絲氨酸調(diào)控

擬南芥柱頭上被綠色熒光蛋白標(biāo)記的花粉管的錯(cuò)色原子力顯微鏡照片。Michard等人首次闡明了高等植物GLR家族成員需要特定的配體物質(zhì)以開(kāi)啟其鈣離子通道功能，以及與此直接關(guān)聯(lián)的系列分子生理學(xué)事件－胞質(zhì)鈣振蕩與花粉管發(fā)育；揭示了植物雄性配子體與雌蕊組織之間相互識(shí)別、生長(zhǎng)適應(yīng)的一種全新生物信號(hào)機(jī)理，此類似于動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中普遍存在的由氨基酸開(kāi)啟的信息交流機(jī)制。

碳納米管電極的低功率開(kāi)關(guān)

本期封面是二氧化硅基質(zhì)上三個(gè)碳納米管的錯(cuò)色原子力顯微鏡照片。中間的納米管存在40nm空缺，外側(cè)的納米管相同的納米空缺被相變材料塊橋接。這些小塊可以通過(guò)電壓脈沖控制開(kāi)關(guān)，而能量消耗僅為現(xiàn)有相變材料存取器的1/100。