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議的，但來自中國“早白堊世”的一系列化石發(fā)現(xiàn)正在開始填補我們知識中的一些空白。吉林大學古生物研究中心孫革教授和美國印第安納大學DavidL. Dilcher領導的課題組發(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（相對來說屬于支配當今世界上顯花植物的“導出群”），同時還有可能是“毛茛科”的一個成員。這一化石證實了雙子葉植物的存在，并且記錄了被子植物演化過程中的一次早期爆發(fā)。

雌性小鼠大腦中五羥色胺對性取向的關鍵作用

五羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT），又稱血清素，是一種重要的神經遞質。北京大學生命科學學院饒毅教授領導的課題組通過實驗解析了哺乳動物的性選擇機制，通過敲除了Tph2相關基因（這一分子涉及大腦中5-HT合成過程中的關鍵第一步），證明了5-HT的作用，并且實驗也表明如果在小鼠中注入5-HT，這些缺陷型小鼠將能恢復性選擇能力。目前還尚不確定這一機制是否也在其它哺乳動物，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中發(fā)現(xiàn)，偏好異性與偏好同性的男性對五羥色胺的反應不盡相同。

新的白堊紀熱河真三尖齒獸類的過渡型哺乳動物中耳

一件來自中國白堊紀地層已經滅絕的小哺乳動物化石標本的發(fā)現(xiàn)，填補了哺乳動物中耳形成之謎中的一個重要環(huán)節(jié)。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所孟津研究員等描述了一件化石標本，代表了三尖齒獸類的一個新種——胡氏遼尖齒獸。其下頜成分已經開始轉變?yōu)楝F(xiàn)生哺乳動物中耳的聽小骨。該種的外鼓骨和錘骨已經不再和齒骨接觸，但仍然通過一細長的骨化麥氏軟骨與下頜相連。研究者們認為在哺乳動物的演化過程中，麥氏軟骨應該起著保持穩(wěn)定的作用，連接齒骨和已經分離的聽小骨。

尿嘧啶轉運蛋白UraA的結構和機制

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運蛋白家族NAT蛋白介導。然而一直以來對于NAT家族蛋白完成跨膜轉運的機制并不清楚。清華大學醫(yī)學院教授、生命學院兼職教授顏寧和生命學院王佳偉副研究員合作領導的科研小組首次獲得了UraA與底物尿嘧啶高達2.8埃的高分辨率三維精細結構。通過對三維晶體結構的分析發(fā)現(xiàn)：UraA蛋白中存在著一種全新的蛋白折疊形式，它們在蛋白結構的維持和蛋白底物的識別中發(fā)揮了重要作用。根據序列比較，進一步提出了NAT家族利用鈉離子或質子共轉運底物的分子機理。

博士的未來

世界產生比以往多得多的博士科學家，但是傳統(tǒng)博士培養(yǎng)的研究者能否適應當今世界嚴酷的現(xiàn)實呢？是時候暫停生產線并盤點一下了。本期雜志中AlisonMcCook寫了一篇題為“教育：博士再思考”的報道。匯集了一些博士生的個人回憶，反映出70年來不同時代的博士的差異。

Science

紅大馬哈魚種群中熱耐受性的區(qū)別

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

超導體100年

1911年4月，HeikeKammerlinghOnnes在萊頓大學低溫實驗室中發(fā)現(xiàn)當溫度跌至4.2k時金屬汞的電阻率變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，超導研究由此誕生。材料當?shù)僚R界溫度以下時將進入零電阻的超導態(tài)，磁場排斥是超導狀態(tài)的一個真實可見的現(xiàn)象。在本期封面中，當溫度降至123K下，釔鋇銅氧化物陶瓷呈超導狀態(tài)，一塊磁鐵漂浮在其上方。

三維空間內DNA“折紙”技術創(chuàng)造復雜曲率結構

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

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-絲氨酸調控

擬南芥柱頭上被綠色熒光蛋白標記的花粉管的錯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以開啟其鈣離子通道功能，以及與此直接關聯(lián)的系列分子生理學事件－胞質鈣振蕩與花粉管發(fā)育；揭示了植物雄性配子體與雌蕊組織之間相互識別、生長適應的一種全新生物信號機理，此類似于動物神經系統(tǒng)中普遍存在的由氨基酸開啟的信息交流機制。

碳納米管電極的低功率開關

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