科技名刊精選

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抗生素抗性基因的分布和擴(kuò)散圖

Nature封面：秘魯首都利馬位于城鄉(xiāng)接合部的一個(gè)貧窮棚戶區(qū)，名叫 “Pampas de San Juan de Miraflores”。Nature雜志第7602期封面文章報(bào)道了繪制抗生素抗性基因的分布和擴(kuò)散圖是公共衛(wèi)生方面的一項(xiàng)優(yōu)先任務(wù)。來自拉丁美洲兩個(gè)低收入社區(qū)的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和抗性基因交換網(wǎng)絡(luò)被定性，這兩個(gè)社區(qū)分別是薩爾瓦多首都圣薩爾瓦多以南35公里的一個(gè)由自耕農(nóng)組成的村莊和秘魯首都利馬西南大約15公里的沙丘地帶的一個(gè)棚戶區(qū)。通過對數(shù)百個(gè)相互聯(lián)系的人類糞便和環(huán)境樣本進(jìn)行功能基因組學(xué)研究和全元基因組測序，發(fā)現(xiàn)不同生境的“抗性組”的結(jié)構(gòu)一般是由細(xì)菌系統(tǒng)發(fā)育沿生態(tài)梯度決定的，但關(guān)鍵抗性基因能穿過這些邊界。他們還對糞便管理方式在防止抗性基因擴(kuò)散中所起作用進(jìn)行了評估。

噬菌體T4基板的原子模型

Nature封面：噬菌體T4基板結(jié)構(gòu)在其向宿主細(xì)胞上附著前狀態(tài)的一個(gè)手工制作的“低多邊形”。Nature雜志第7603期封面文章報(bào)道了噬菌體T4基板的原子模型。噬菌體T4用其可收縮的尾巴來將自己的基因組注入一個(gè)細(xì)菌宿主細(xì)胞內(nèi)。該過程的核心是位于尾巴末端的基板。通過低溫電子顯微鏡生成了T4基板在其向宿主細(xì)胞上附著前和附著后構(gòu)形下的一個(gè)原子模型，首次從分子層面上看到了導(dǎo)致在這兩個(gè)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的事件的發(fā)生順序。“基板-尾管”復(fù)合體包含由15種不同蛋白組成的145個(gè)多肽鏈，這些結(jié)構(gòu)顯示了基板是怎樣將宿主識別與鞘收縮結(jié)合在一起的?；逅泻诵牟糠值慕Y(jié)構(gòu)和組織在一系列不同的細(xì)菌收縮機(jī)構(gòu)中都是保守的，說明它們的基板采用一個(gè)相似的機(jī)制來觸發(fā)鞘收縮。

大小的確很重要

Nature封面：兩只狐獴。Nature雜志第7604期封面文章報(bào)道了哺乳動(dòng)物合作種群中個(gè)體的競爭生長情況。狐獴是小型群居肉食性動(dòng)物，在每一群內(nèi)一個(gè)居支配地位的繁殖對（breeding pair）壟斷繁殖活動(dòng)，而它們的后代則由所有群體成員來撫養(yǎng)。爭奪繁殖角色的競爭是激烈的，個(gè)體在群體中的地位取決于其大小和重量。Elise Huchard等人研究了野生喀拉哈里狐獴的一個(gè)天然種群，發(fā)現(xiàn)它們在不斷估計(jì)彼此的大小，以確保年輕個(gè)體不會超過它們的大小，因而也不會超過它們的群體地位。一旦一只狐獴成為群體中的老大，它就會猛長一陣，以確保它仍然比其最大的對手更大、更重。作者提出，對競爭風(fēng)險(xiǎn)的類似反應(yīng)可能也會出現(xiàn)在如家畜和靈長類等其他群居哺乳動(dòng)物中。

冥王星上的 “史波尼克平原”

Nature封面：NASA“新視野號”飛船所看到的冥王星上的“史波尼克平原”。Nature雜志第7605期封面文章報(bào)道了冥王星表面上吸引人的細(xì)節(jié)情況。包括被稱為“史波尼克平原”的一個(gè)填滿冰的巨大盆地，它在冥王星的地質(zhì)活動(dòng)中居中心地位?！笆凡峥似皆北砻妫ù蟛糠钟傻鶚?gòu)成）很大部分被分成不規(guī)則的、直徑幾十公里的多邊形，其中心比邊緣高出幾十米。Alexander Trowbridge 等人報(bào)告了一個(gè)參數(shù)化的對流模型，在其中氮冰強(qiáng)烈對流，其厚度有十公里或更大，形成時(shí)間約有100萬年。William McKinnon等人（來自“新視野號”團(tuán)隊(duì)）顯示，在幾公里厚的一層固態(tài)氮中發(fā)生的被稱為“sluggish lid”的對流翻轉(zhuǎn)（convective overturn）既能解釋這些多邊形的存在，也能解釋它們?yōu)槭裁茨敲磳挕?/p>

信息圖探索城市星球的崛起

Science封面：籠罩在濃霧中的迪拜，阿拉伯聯(lián)合酋長國現(xiàn)代化大都市。Science雜志第6288期封面文章報(bào)道了采用信息圖探索城市星球的崛起。地球正在變成一座城市星球。大約超過世界人口的一半生活在城市中，而且這一比例還在繼續(xù)增長。預(yù)計(jì)到2050年，三分之二的地球人口將生活在城市中。交互性地圖顯示了1950～2030年之間城市化進(jìn)程。橙色圓圈代表世界上200座超級大都市。圓圈越大，人口越多，城市中心的熱島現(xiàn)象也越來越常見?？沙掷m(xù)和高效的發(fā)展城市話進(jìn)程是現(xiàn)階段需要考慮的重要事情。點(diǎn)擊該鏈接http：//scim.ag/1Tb0WdZ，體驗(yàn)都市星球的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

云的誕生

Science封面：云層環(huán)繞的瑞士少女峰斯芬克斯天文臺。Science雜志第6289期封面文章報(bào)道了自由對流層新粒子的形成，特別是化學(xué)和實(shí)效性的問題。瑞士阿爾卑斯山中部的少女峰斯芬克斯天文臺是獲取微滴云微粒的理想位置。在對流層許多顆粒的形成是實(shí)時(shí)發(fā)生的，大氣凝結(jié)核來源的一半來自大氣新粒子生成（New particle formation， NPF），從而影響云的質(zhì)量和地球能量平衡。與行星邊界層不同，在自由對流層極少觀察到NPF。新的觀測證據(jù)顯示在高海拔地區(qū)，NPF主要通過高氧分子（highly oxygenated molecules， HOMs）的冷凝形成。一系列新的發(fā)現(xiàn)將改進(jìn)大氣模型的NPF參數(shù)。

納米陣列“超級鏡頭”

Science封面：二氧化鈦納米陣列構(gòu)成的超級鏡頭。Science雜志第6290期封面文章報(bào)道了一款比紙還要薄的透鏡系統(tǒng)，它與當(dāng)前世界上最先進(jìn)的光學(xué)成像系統(tǒng)放大成像效果相當(dāng)。美國哈佛大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)使用高縱橫比的二氧化鈦納米陣列構(gòu)成“超表面”以控制其中光波相互作用的方式，得到了數(shù)值孔徑高達(dá)0.8的透鏡，可在可見光譜范圍內(nèi)高效率工作，實(shí)現(xiàn)亞波長分辨率成像。通俗的說就是一個(gè)比一張紙還要薄的透鏡，可將圖像放大170倍，而且圖像質(zhì)量還和當(dāng)前世界上最先進(jìn)的光學(xué)成像系統(tǒng)相當(dāng)。這種超小、超輕、超薄、柔性的超級鏡頭可以應(yīng)用在很多方向。

紅色警報(bào)——保護(hù)英國紅松鼠

Science封面：英國紅松鼠。Science雜志第6291期封面文報(bào)道了人類保護(hù)英國紅松鼠所做出的努力。英國紅松鼠的種群棲息地受到北美灰松鼠侵入后，由于受到灰松鼠攜帶致命病毒的影響，紅松鼠的數(shù)量銳減，生存現(xiàn)狀受到嚴(yán)重威脅。這種灰松鼠比紅松鼠強(qiáng)壯，它們跟紅松鼠爭搶食物，在激烈的競爭中，紅松鼠總是處于弱勢。灰松鼠的繁殖能力也比紅松鼠強(qiáng)，所以灰松鼠的數(shù)量在急劇上升，結(jié)果紅松鼠的棲息地進(jìn)一步被壓縮。灰松鼠身上攜帶有皰疹病毒，這是一種濾過性皮膚病，它們雖然攜帶著病毒，但不致病，可是紅松鼠卻對這種病毒十分敏感，一旦傳染上就會得病死亡?？茖W(xué)家們正在努力拯救這一可愛的瀕危物種。endprint