1月14日《自然》杂志精选

封面故事:高性能活性炭替代材料易于再生

本期封面展示了高表面积介孔β-环糊精。水净化和修复通常使用各种形式的活性炭。这种方法成本低，但只能部分去除许多有机污染物。然而，活性炭的再生利用需要高能耗和高温，再生后其性能也会下降。现在威廉·迪切特、达米安·赫尔布林和他的同事们已经开发出一种用于水修复的活性炭替代品:一种基于交联环糊精的多孔材料。这种材料不仅在吸附一系列药物、农药等污染物方面比活性炭有更好的性能，而且可以在室温下清洗再生。

FOXO1是血管生长的检查点。

我们不知道维持内皮细胞代谢和生长状态之间平衡的机制是什么。在这项研究中，迈克尔·波特特和他的同事发现转录因子FOXO1是血管生长的关键检查点，结合了内皮细胞的代谢和增殖活性。他们发现内皮细胞中FOXO1的表达是通过抑制c-MYC信号来保持这些细胞处于静止状态所必需的，从而减少糖酵解和线粒体呼吸。小鼠FOXO1内皮特异性缺失可诱导血管增殖和扩张。

在接下来的几十万年里，不太可能会有新的冰河世纪。

尽管进行了几十年的研究，冰河时代开始的条件仍然不清楚。例如，为什么地球最近没有进入冰河时期，而此时北半球的阳光模式与其他冰河时期开始时常见的相似？作者使用一个中等复杂程度的气候模型，并受冰芯证据的约束，来量化在任何大气CO2水平下触发冰期所需的日照:高CO2水平(如全新世晚期)要求日照低于异常低的水平。这些模拟显示，当前的间冰期将持续几十万年，不会对气候系统造成人为干扰。考虑到人类造成的碳排放，未来10万年内出现新冰河世纪的可能性似乎非常小。

植物多样性的简化情况

在生物体可以采取的各种形式中，只有少数会被证明是进化的成功。Sandra Díaz等人分析了一个综合数据库，该数据库反映了维管植物生长、存活和繁殖所必需的六个性状的全球差异，并获得了植物功能多样性的详细和定量的全球图像。尽管可能有很大的差异，作者发现不同性状之间的协调性意味着所有的植物只能定位在两个不同的轴上:一个对应于植物的整体形态；另一个是之前描述的“叶经济学谱系”。乔治·昆斯特勒(Georges Kunstler)等人在《自然》杂志上发表的另一项对世界各地数百万棵树的数据研究中发现，功能性状可以对不同树种之间的竞争相互作用做出一致的预测。

肿瘤干细胞的支持机制

尚不清楚癌症干细胞是如何被调节来驱动肿瘤发展的。ID2蛋白和缺氧诱导因子在胶质瘤来源的肿瘤干细胞中高度表达。Antonio Iavarone和他的同事在这项研究中表明，DYRK1激酶通过与VHL泛素连接酶复合物的相互作用来调节ID2，从而调节HIF2的水平和与胶质母细胞瘤相关的癌细胞的致癌特性。这一发现为干扰这些癌症干细胞的活性指出了一条可能的治疗途径。

影响树木竞争力的关键因素

植物的特性以可预测和一致的方式影响它们的生理，但尚不清楚这种影响是否会延伸到对生态竞争力的影响。Georges Kunstler等人汇编了世界各地300万棵树、140，000个森林生长区和许多植被类型的数据，发现一些关键特征以可预测的方式影响竞争力，在没有竞争的情况下有利于增长的特征和有竞争力的特征之间存在权衡。在《自然》杂志的另一篇论文中，桑德拉·迪亚斯等人还分析了一个综合数据库，该数据库反映了对维管植物的生长、存活和繁殖至关重要的六个性状的全球差异，并获得了植物功能多样性的详细和定量的全球图像。

饮食对肠道菌群的影响

在历史上，人类经历了一些重大的饮食变化，包括西方人转向低纤维饮食，伴随着肠道菌群多样性的普遍丧失。富含食物纤维的MACs是远端肠道菌群的主要碳和能量来源。本研究表明，喂食低分子物质食物的小鼠肠道菌群的多样性被耗尽，这种效应会传递给后代并叠加，使得低分子物质含量的细菌，尤其是能有效消耗食物纤维的类杆菌，一代代逐渐减少。这种表型不能仅仅通过重新引入食物MACs来逆转，而是需要通过粪便菌群移植来补充。这些发现表明，仅仅改变饮食可能不足以恢复菌群失调个体的健康。

(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(2016-018，第二版国际)