9月5日《自然》杂志精选

自然的覆盖

“朊病毒”感染的病理生理特征及与年龄相关的神经变性

人们越来越多地推测，与年龄相关的神经退行性疾病(包括阿尔茨海默病和帕金森病)和“朊病毒”感染性疾病(如“克雅氏病”)的共同病理生理学特征可能是我们理解这些疾病的关键。在这篇文章中，马蒂亚斯·朱克尔和拉里·沃克分析了最近关于“自繁殖”和“错误折叠”蛋白质聚集体的传染性和“自播种”活动与与神经退化相关的“丛”之间的相似性的研究工作。他们的结论是，将这两种疾病联系在一起的“Plion模型”可能有助于更好地理解这些疾病的病理学，迄今为止，这些疾病已被证明是难以治愈的，并且可能有治疗方法。

实现安全信息网络的关键步骤

量子密钥分发(QKD)是一个允许在能够访问经典和量子资源的发送方和接收方之间进行安全信息交换的过程。它的使用一直局限于专门的高安全性网络中的特定应用，这不仅是因为当多个用户请求访问系统时，它的资源使用变得非常大。在这篇文章中，伯恩德·弗雷德？Kohich等人引入了一种新的QKD系统，称为“量子接入网”，它是基于简单而经济的光通信技术。后来，他们在一个有64个用户的网络中实验性地演示了这一概念:在这个网络中，为了简单和经济，所有用户共享一个放置在网络关键节点上的单光子探测器。作者认为这一进展可能导致量子技术在安全数据传输中的常规应用。

细菌感染引起疼痛的机制

细菌感染引起的疼痛(如葡萄球菌引起的感染)被认为是继发于免疫反应和炎症。现在，克利福德·伍尔夫和他的同事报道了一种以前未被认识到的细菌感染时的疼痛诱导机制:病原体对伤害感受器的直接刺激。他们发现，小鼠感染金黄色葡萄球菌引起的疼痛与大多数已知的免疫介质无关:细菌产生两种类型的分子——甲酰化肽和造孔毒素，它们通过直接刺激伤害感受器神经元来诱发疼痛，进而调节炎症。

拓扑异构酶与“自闭症谱系障碍”的化学和遗传关系

拓扑异构酶(一种参与脱氧核糖核酸卷曲的酶)在整个大脑中都有表达，在一些“自闭症谱系障碍”(ASD)患者中发现了相关的突变。Mark Zylka和他的同事发现，拓扑异构酶活性的选择性降低会通过影响“转录延长”来减少小鼠和人类神经元中“长基因”的表达。作者指出许多ASD候选基因(包括Cntnap2、Nrxn1和Cntn4)特别长，并证实几种ASD候选基因的表达通过拓扑异构酶抑制而降低。这些发现表明，影响拓扑异构酶(包括转录机制的其他部分)的化学物质和基因突变可能导致ASD和其他神经发育疾病的发生。

炭疽毒素的两个目标

炭疽杆菌产生两种毒素，炭疽致死毒素和水肿毒素，它们通过保护性抗原被导入组织。这两种毒素在发病机制中起着重要作用，但我们对这些作用知之甚少。在这项研究中，刘和他的同事培育了缺乏细胞类型特异性炭疽毒素受体“毛细血管形态发生蛋白-2”(CMG-2)的小鼠，并发现这两种毒素针对不同的细胞类型。与以前的观点相反，内皮细胞不是这些毒素的主要目标。相比之下，致命毒素针对心肌细胞和血管平滑肌细胞，而水肿毒素针对肝细胞。认识到炭疽毒素专门针对心血管系统和肝脏可能有助于提出辅助疗法，以限制组织损伤和提高人类炭疽感染的存活率。

昼夜变暖对植被生产力的不同影响

模型和观测研究都表明，气候变暖可能会促进北半球陆地生态系统的植被生长和碳储存。然而，在过去的50年里，全球地表温度在夜间上升的速度比白天快，我们对这种不对称对植物生产力的潜在影响知之甚少。

这项研究从各种来源提供的证据(包括28年来关于植被绿色度的卫星数据和大气二氧化碳浓度的大量测量结果)表明，白天和晚上变暖对北半球的植被生产力有不同的影响。白天变暖与北方潮湿寒冷地区生产力的提高有关，但与干温带地区生产力的下降有关。相比之下，夜间变暖减少了北方植被的生长，但对干旱温带地区植被的影响却在增加和减少。

非鸟类恐龙会飞吗

始祖鸟一直被认为是过渡化石。在爬行动物和鸟类之间，大脑介于小型爬行动物的大脑和鸟类的大脑之间，在相对大小和结构上“过度膨胀”。从那以后，大量有羽毛的恐龙被发现。对它们的比较表明，始祖鸟的大脑是典型的长有羽毛的恐龙，比它们中的一些更小更不发达。这一发现支持了一种观点，即一些长有羽毛的恐龙(不一定与最终成为鸟类的分支关系密切)可能拥有飞行所需的神经结构。

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

《中国科学报》(国际版，第二版，2013年9月16日)