6月19日《自然》杂志精选

肠道微生物群落对营养不良的反应

儿童营养不良是许多低收入国家的一个主要健康问题。虽然通过食疗干预可以降低死亡率，但在严重急性营养不良的情况下，很难完全恢复健康生长。在这项研究中，杰弗里·戈登(Jeffrey Gordon)和他的同事鉴定了一组24种细菌，它们在微生物群落中的比例决定了孟加拉国一组健康儿童在出生后的头两年是否会形成健康的微生物群落。他们定义了一个“微生物群落相对成熟指数”和一个“不同年龄的微生物群落Z值”，可以在个体之间进行比较，并使用这些指数来证明严重营养不良与微生物群落的显著相对不成熟有关，这只能通过两种广泛使用的营养干预方法来部分改善。这项工作表明，可能需要更长时间的食物干预和/或添加肠道微生物来实现儿童营养不良中未成熟微生物群落的持久修复和更好的临床效果。

量子计算的现状

人们普遍认为量子计算在某些情况下和某些问题上优于经典计算。但是量子力学的哪些具体特征最终使它具有了更大的潜力呢？马克·霍华德和他的同事发现，“量子情境”(对“量子非局域性”概念的概括)是赋予量子计算机能力的一个关键资源。这一发现不仅阐明了量子计算的理论基础，而且通过最有效地利用量子力学的奇异性，为指导实验工作和执行计算任务提供了一个框架。

桉树基因组测序

速生桉木是国际制浆、造纸和化学纤维素工业的基础。同时，它们也被认为是潜在的生物能源和生物材料的生物质原料。现在桉树基因组已经被测序了。它含有迄今为止植物基因组中发现的最大数量的连续复制和最高密度的特定代谢物基因(发挥化学防御作用并能提供独特的药用油)。与蓝桉和其他巨桉等姊妹种相比，它显示了基因组的动态进化和近期繁殖的热点。比较基因组数据的获取将有助于研究如何加快繁殖周期以提高生产力和木材质量，以及开发适合各种生境的桉树品种。

跟踪基因表达的变化

“高通量单细胞转录组”为理解细胞间基因表达差异提供了一种无偏倚的方法。在这篇论文中，Aviv Regev和他的同事发表了从小鼠骨髓的原始树突细胞获得的单细胞RNA-seq文库，并且受到各种干扰，包括在分离的、封闭的微流体室中刺激单个细胞以及旁分泌信号的遗传和化学变化。这些结果表明树突状细胞的抗病毒和炎症反应模块是如何通过细胞间的旁分泌正反馈回路来控制的(两者都促进和限制差异的发生)。

线粒体自噬在帕金森病中的作用

影响参与受损线粒体清除的两种酶(线粒体自噬)(泛素连接酶parkin和蛋白激酶PINK1)的“功能缺失突变”与家族性帕金森病有关。这项研究表明，USP30，一种限于线粒体的泛素去除酶，通过去除parkin放置的泛素标签来对抗线粒体自噬。降低USP30活性将增强神经元中的线粒体降解，抑制USP30将挽救由帕金森病致病突变引起的线粒体自噬缺陷。在果蝇模型中，抑制USP30可以改善缺乏parkin和PINK1的果蝇的线粒体完整性和存活率。因此，抑制USP30可促进线粒体清除和质量控制，并对帕金森病有潜在的益处。电子间的磁相互作用

每个电子都带有一个固有的磁偶极矩，所以任何两个电子都应该互相施加磁力。所涉及的磁力非常小，并且库仑相互作用在原子尺度上占主导地位，因此很难观察到这种磁相互作用。然而，什洛米·科特勒(Shlomi Kotler)等人现在已经精确地做到了这一点:测量了单独受限的锶-88离子中两个电子之间的相互作用。两个电子的自旋纠缠发生在超过15秒的相干演化过程中，通过改变电子之间的间距，作者还证明了与已知的“立方反比定律”一致的距离依赖性。

小分子如何延长线虫的寿命

限制热量可以延长许多不同生物的寿命，延缓与年龄相关的退化。已经发现一些小分子代谢物可以调节衰老过程，但是我们对其中的机制知之甚少。黄静和他的同事在这篇论文中报道了α-酮酸盐(α-kg)，一种三羧酸循环中间体，可以延长成年线虫的寿命约50%。α-KG的分子靶点是三磷酸腺苷酶的β亚单位。α-kg依赖于TOR通道，不会延长限制饮食动物的寿命。

天然产物中硫糖的吸收

硫原子存在于许多次生代谢产物中，但尚不清楚它们是如何结合到这些天然产物中的。洪-刘文和他的同事鉴定出一种噻唑合成酶同源物BexX，它参与含2-硫糖的抗生素BE-7585A的生物合成。BexX通过从半胱氨酸或“钼蝶呤”生物合成通道获得硫载体蛋白来催化葡萄糖6-磷酸转化为葡萄糖2-硫(因为BE-7585A生物合成基因簇不含硫载体基因)。从初级代谢途径劫持硫转移系统以促进天然产物的生物合成代表了初级和次级代谢之间的不寻常的联系。

(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，2014年6月30日)