2月5日《自然》杂志精选

封面故事:梅赛德斯概念车

本期封面图片是上个月在底特律举行的北美国际汽车展上展出的梅赛德斯-奔驰F 015概念车。目前，汽车行业和硅谷的信息技术公司似乎都在朝着同一个方向发展，都旨在实现无人驾驶或无人驾驶汽车。

上新世至更新世的气候敏感性

气候敏感性(全球平均温度因某种程度的“辐射强迫”而发生的变化)是我们理解过去和未来气候变化的主要不确定性之一。例如，一些研究表明，气候敏感性可能因平均气候状态本身而异。然而，到目前为止，由于在地球被“更新世”冰芯覆盖之前缺乏大气CO2的高分辨率记录，研究人员无法评估温暖期如“上新世”的气候敏感性。米格尔·马丁内兹-博迪等人从深海沉积物的硼同位素数据中发表了一份关于“上新世”CO2变化的新记录，并发现当考虑到“更新世”时期大冰层的存在时，气候敏感性没有变化，表明当前的估计适合于未来的气候预测。

谷氨酸转运体的机制

在本论文中，作者利用单分子荧光共振能量转移成像、X射线晶体学和分子动力学模拟方法，研究了谷氨酰胺脱氢酶(一种来源于水平热球菌的天冬氨酸转运蛋白)及其双突变形式(对基质的亲和力低，但对基质的转运速度快)的动力学。GltPh是谷氨酸转运体的同源物。这些蛋白质通过维持脑突触中低浓度的神经递质在神经传递中发挥重要作用。两个突变使这种酶的作用更接近相应的人类酶。这些结构表明，GltPh的独特转运和支架结构域之间界面的开放(与外向和内向状态之间的转变相关)与基质转运速度直接相关。

实现更安全的转基因生物的两种方法

发表在本期《自然》上的两篇论文描述了一种独立的方法来产生一种依赖于非天然氨基酸的有机体。这一成果可以应用于生物培养和探索以前从未尝试过的健身方法。乔治·丘奇和他的同事通过改变基因编码，重新设计了一种有机体(大肠杆菌)必需的酶，使其代谢依赖于非标准氨基酸生存。如此获得的转基因生物在代谢上无法绕过它们的生物隔离机制，并且对进化逃逸表现出前所未有的抵抗力。一些逃脱者很快被非转基因生物超越。Farren Issacs和他的同事使用“多重自动化基因组工程”的方法设计了一系列转基因生物。它们的生长受到依赖于合成氨基酸外源供应的必需基因表达的限制。他们还设计了一个合成营养缺陷型，在设计的生物体和环境之间有一个先进的“正交屏障”，以便产生更安全的转基因生物体。

陷阱蛋白的循环机制

在包括神经转运蛋白释放、激素释放和囊泡转运在内的各种细胞过程中，进化上保守的SNARE蛋白形成一种复合物，驱动两个细胞腔的膜之间的融合。一旦融合发生，这些复合物将被三磷酸腺苷酶NSF和SNAP衔接蛋白分解，为下一轮膜融合循环各种陷阱蛋白。本研究利用单粒子低温电子显微镜从亚纳米到近原子分辨率确定了NSF和20S配合物的结构。本文报道了与三磷酸腺苷和二磷酸腺苷结合的全长NSF的结构，以及涉及两种不同SNAR复合物的约660千道尔顿的NSF/SNAP/SNAR(20S)超声结构。作者的数据提供了这些重要分子机器内部工作方法的前所未有的细节。

构造板块下方的图像

蒂姆·斯特恩和他的合著者利用爆炸产生的地震波，形成了一张俯冲到新西兰北岛下的海洋板块底部的高分辨率图像。在100公里深处，他们发现了一个厚度小于1公里、倾角为15°的地震波速度突变带。深度比前者大10公里的平行反射事件的存在表明，压缩波速度的降低限于该板块底部的一个通道，作者认为该通道是由被阻挡的部分熔体或挥发物组成的剪切带。他们的结论是，这是证明在岩石圈-软流圈边界存在低粘度通道的独立证据，该通道将板块与下伏地幔流分开，并使板块构造得以发生。

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《中国科学新闻》(第二版国际，2015年2月9日)