9月10日《自然》杂志精选

封面故事:全球树木密度分布图

本期的封面是“树木世界”的三维插图，它是基于一张新的全球树木密度地图。你能在地图上看到的地区和国家有树，而其他地区和国家几乎没有树。到目前为止，我们对全球森林生态系统的了解一直来自卫星信息，卫星信息可以告诉我们森林面积有多大。在考虑树木参与生物多样性模型、生物地球化学循环及其对生态系统服务的贡献时，决策者和环境科学家非常依赖这些信息。托马斯·克罗泽等人通过生成一张显示树冠下发生的事情的全球树木密度图，扩大了这一信息的范围。这张地图是使用超过400，000个地面树木密度测量值生成的，显示了区域和全球范围内的树木数量模式。利用这张地图，作者可以估计世界上大约有3万亿棵树。

恒星系统中的一氧化碳云

鲸目动物中的不规则矮星系沃尔夫·伦德马克·梅洛特(WLM)的金属含量非常低(指比氦重的元素含量低)，仅为太阳金属含量的13%。这有助于使它成为在接近早期宇宙的条件下研究恒星形成的有用模型。莫妮卡·鲁比奥等人报道了WLM一氧化碳云的干涉测量观测结果。与周围的原子和H2包裹体相比，这些云很小，但它们具有典型的银河系一氧化碳密度和柱密度。正常的一氧化碳密度可以解释为什么在短而不规则的星系中形成的星系团与巨大的螺旋星系中的星系团密度相似。低云质量表明这些星团的质量也相对较低。

海洋大气中形成冰的“生物”粒子

云中冰的存在会影响云的寿命和辐射特性。目前还不清楚海洋中的水滴在多大程度上起到了冰核粒子的作用，帮助云形成冰。研究发现，海冰界面的有机物(可能来自浮游植物细胞的渗出物)会在与大气环境中冰云形成相关的条件下使冰成核。模型模拟显示，海洋有机物可能是遥远海洋环境(如南大洋)中冰核粒子的重要来源。

鉴别混合群中的稀有细胞

在混合群体中识别和跟踪具有生理重要性的稀有细胞类型是一项挑战。这项研究(由汉斯·克莱夫斯和亚历山大·凡·欧登那登的实验室进行)试图通过对小鼠小肠细胞器使用“单细胞基因测序”的方法来解决这个问题。作者已经建立了一种叫做RaceID的算法，它允许在由单个细胞组成的复杂组中进行罕见细胞类型的识别。他们定义了小肠中罕见的肠道内分泌细胞的标志。用这种方法对小鼠原始小肠细胞的分析表明，表达Lgr5的细胞群由一个同质的干细胞群组成，其中有一些罕见的分泌细胞，包括Paneth细胞。

癌症干细胞是不同的

肿瘤细胞和正常组织干细胞之间的相似性使得一些人认为刺激组织中的干细胞程序可能产生肿瘤细胞。罗伯特·温伯格(Robert Weinberg)和他的同事在这项研究中发现，“上皮-间质转化过程”(EMT过程，一种通常由乳腺重组干细胞和能够诱导乳腺肿瘤的细胞所拥有的过程)以不同的方式受到两种不同的EMT因子Slk和Snail的调节。这些发现表明，尽管它们看起来相似，但正常组织干细胞和肿瘤细胞是由不同的调节过程控制的。这种差异可用于设计针对肿瘤起始的药物。

免疫球蛋白类转换模型

尽管一个大肿瘤可以包含数十亿个细胞，但这些细胞群是高度同质的。由于细胞分裂后较小随机突变的缓慢积累，这种大小的大量正常细胞可能具有遗传多样性，这就提出了癌症如何在如此大的规模上保持同质性的问题。在这项研究中，马丁·诺瓦克(Martin Nowak)和他的同事提出了一个肿瘤进化模型，该模型可以解释为什么肿瘤中的短距离迁移和细胞周转可以提供一个快速细胞混合的环境，这将使得即使是很小的选择性优势也能够在相关的时间框架内支配细胞群。

转录起始的实时观察

本文报道了一种单分子光镊分析方法的建立，用于实时监测真核生物核糖核酸聚合酶-2的转录起始。史蒂文·布洛克(Steven Block)和他的同事发现，在启动过程中，一个巨大的气泡在脱氧核糖核酸模板中被打开，这是由形成石化公司一部分的三氟甲烷螺旋酶驱动的。这伴随着从转录起始向过度延伸转变之前延伸转录物的合成。这些发现对包括后生动物在内的高等真核生物可能具有重要意义。

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《中国科学报》(国际版，第二版，2015年9月21日)