5月5日《自然》杂志精选

封面故事:

不成功的化学反应方法的价值

许多化学反应从未进入期刊文章的“方法”部分，因为它们被认为是“不成功的”然而，这种反应仍然可以为产物形成所需的反应条件的边界提供有价值的信息。亚历山大·诺奎斯特(Alexander Norquist)和他的同事从实验室笔记本中提取了一组这样的“暗反应”(尤其是那些与模板亚硒酸钒的形成有关的反应)，通过化学信息和性能丰富了这一领域的数据。然后，他们使用用这个暗反应数据集训练的机器学习算法来预测反应结果。该算法可以比人类直觉更准确地预测一个反应是成功还是失败。这项研究不仅显示了广泛传播的不成功的合成反应方法的价值，而且显示了使用机器学习以比传统方法更快的速度获得潜在合成路径的可能性。

核时钟时代将会到来

原子钟的精度(根据原子跃迁测量时间)是许多不同系统功能的核心，如全球定位系统导航和射电天文学。理论上，由基于核跃迁的光激发的核时钟在稳定性和紧凑性方面比原子钟更好。然而，唯一一种激发能量低到足以使这种应用成为可能的核态是钍-229的第一激发态。然而，这可以说是整个核领域中最奇怪的转变，并且被证明是极其难以检测的。过去，只能获得一些间接证据。在这项研究中，基于“低能微通道板探测”，拉斯·冯·德·温斯和他的同事们实现了钍-229核时钟跃迁的直接探测，从而对跃迁能量施加了新的限制，并测量了该状态的半衰期。除了朝着实现核时钟迈出一步之外，这些结果还表明，基于这种转变的核量子光学系统和核激光器也是可行的。

消除有害昆虫对Bt毒素的抗性

昆虫对苏云金芽孢杆菌内毒素(Bt毒素)抗性的出现对通过基因工程方法携带这些杀虫蛋白的作物构成威胁，这将降低该系统对这些作物的有效性。刘中达和他的同事使用“噬菌体辅助的连续进化”选择方法来快速产生高亲和力的蛋白质-蛋白质相互作用，并使用该系统形成能够通过结合新的昆虫肠细胞蛋白质靶标来杀死昆虫的Bt毒素变体。已发现这种经修饰的Bt毒素能克服对Bt毒素的抗性，其致死率接近野生型Bt毒素对非抗性昆虫的致死率。

一种新的极性金属:从理论到合成

定性铁电材料等的有序电偶极子通常与金属无关。事实上，导致金属行为的*载流子通常会消除极性排序，以达到“零净内部电场”的平衡状态(高斯定理)。然而，还没有完全排除金属中存在极性状态的可能性，一些罕见的例子确实存在。Tae Heon Kim和他的同事现在使用从头算方法来确定在何种结构条件下可以稳定这种奇异状态，然后使用这一信息来指导新的室温极性材料的实验实现。

地幔中的小行星物质

Antonio Caracausi等人发表了一份对德国Eifel火山区岩浆气体的高精度分析报告。结果表明，轻氙同位素反映了大气中不同于氙前体的球粒陨石的原始组成。这与地幔中挥发性元素的小行星起源相一致，表明大气和地幔中的挥发性成分来自完全不同的宇宙化学来源。他们的结论是，氙同位素系统学的结果表明，大洋中脊和大陆或洋柱的来源明显不同，它们的化学异质性可以追溯到地球的吸积期。

帕金森病中的SCNA基因

确定与复杂疾病相关的遗传风险变异如何导致疾病的病理特征仍然是一个挑战。已经提出非编码序列变体来顺式调节疾病相关基因的表达，但是由于与这些变体相关的疾病的复杂性，很难验证这一假设。鲁道夫·杰尼斯奇和他的同事建立了一个基因控制系统来分析等位基因变异对α-突触核蛋白基因SCNA表达的顺式作用效应，该基因被发现与帕金森病的发展有关。

(田甜/请访问www.naturechina.com/st了解更多关于汇编的信息)

中国科学新闻(2016-05-16，第二版国际)