3月12日《自然》杂志精选

封面故事:

“人类世界”可能已经开始的两个象征性时刻

“全新世”已经结束，一个被称为“人类世”的人类主导的新地质时期已经开始，这一观点正在被广泛讨论。关于“人类世”是何时开始的，还没有正式的结论。同时，确定一个地质时期的开始作为一个正式的地质时间单位需要找到一个记录在地层材料中的地球状态变化的全球标志。西蒙·路易斯和马克·马斯林分析了地质记录中人为因素所产生的特征，以响应认识一个新地质时期的正式要求，并确定了可能标志着“人类世界”开始的两个时期——1610年和1964年。

大细胞群体的进化

细菌、真菌、寄生虫和癌症等大型无性细胞群体的进化动态仍然未知，因为它们涉及许多相互竞争的谱系。为了研究这些进展，Sasha Levy等人在酿酒酵母中建立了一个基于测序的超高分辨率谱系跟踪系统，并使用它来同时监测大约500，000个谱系的相对频率。他们发现，尽管单个突变随机发生，但细胞群体作为一个整体的早期动态是群体大小和突变速度对每个适应效应的分布的可预测结果，并且具有非常强的再现性。

发育障碍的遗传因素

以前，发现单基因疾病的遗传原因主要是由表型驱动的。将近一半患有可能有遗传原因的严重发育疾病的儿童尚未接受遗传诊断。来自“发育性疾病解密”研究项目的论文发布了一份对全英国1133名患有严重且未诊断发育性疾病的儿童及其父母的系统遗传分析。外显子测序和基于阵列的染色体重排检测显示了12个以前未知的发育疾病基因，并使可能被诊断的儿童比例增加了10%。

玉米蛋白的羧酸酯酶活性

分泌酶Notum是Wnt信号通路的反馈抑制剂，在包括涡虫和人类在内的大多数后生动物中均有发现。过去，它被认为是一种以“硫酸乙酰肝素蛋白聚糖”为靶点的磷脂酶，但它如何实现对Wnt配体的特异性尚不清楚。现在，让-保罗·文森特和他的同事报道了诺图姆作为细胞外羧酸酯酶的一种新的生物化学活性，其功能是从Wnt蛋白中除去必需的脂质部分。诺图姆和磷脂酰肌醇蛋白聚糖之间的相互作用不是先前怀疑的酶-基质关系，而是实现其在细胞表面定位所必需的。诺图姆的这种活性可能为Wnt信号缺陷疾病提供新的治疗靶点。

土卫二上热液活动的证据

许祥文等人使用安装在“卡西尼”号宇宙飞船上的“宇宙尘埃分析仪”来分析土星系统中富含硅的纳米尘埃粒子。在实验和模拟的帮助下，这些粒子被解释为二氧化硅粒子，它们最初被嵌入土卫二上下水排出的羽状冰尘中，并通过土星“E环”中的“溅射侵蚀”释放出来。这些特征表明它们是由海底的热液反应形成的，并通过这种反应向上输送到土卫二的羽状尘埃柱。

细菌对病毒入侵者的识别

细菌可能具有免疫记忆的想法曾经只是一种想象，但它已经成为一个公认的事实，因为以下发现:CRISPR—Cas基因位点将迅速进化，获得短的噬菌体序列或间隔区，然后在CRISPR重复之前整合，构成噬菌体感染的记录。这些间隔区被转录成小的CRISPR核糖核酸，用来定位入侵病毒的脱氧核糖核酸。发表在本期《自然》上的两篇论文详细描述了细菌如何形成入侵病毒的DNA记忆的分子水平。Jennifer Doudna和他的同事发现，纯化的大肠杆菌CAS CAS 2复合物能够以类似于逆转录病毒整合酶和dna转座酶的方式将寡核苷酸DNA基质整合到受体DNA中。Cas1是催化亚单位，而Cas2将提高整合活性，这共同形成“间隔基获得”所需的最低机制。卢西亚诺·马拉菲尼和他的同事发现，在化脓性链球菌的第二型CRISPR-Cas系统中，Cas9核酸酶(其使用crRNA作为使入侵病毒的DNA失活的向导)对于整合新的间隔序列也是必要的，但其机制仍有待确定。

果蝇种群如何保持联系

成群的鱼、鸟和人可以增强群体中个体的感知和决策能力，但所涉及的神经机制一直难以确定。理查德·本顿(Richard Benton)和他的同事使用了一个更容易操作的模型来研究群体行为:他们发现果蝇群体中个体果蝇的微弱气味回避行为可以得到增强，这是由于成对果蝇之间的“肢体接触”相互作用的级联反应。通过识别所涉及的机械传导神经元和离子通道，作者为动物群体集体行为的神经回路分析打开了大门。

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中国科学新闻(2015-03-23第二版国际版)