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9月4日《自然》杂志精选

日期: 2008-10-08
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封面故事:利用海量数据的最新策略 
 
研究人员怎样才能应对现代方法所产生的大量数据流?在本期的“Big data special”专题中,Nature记者对目前正在制订的、用以最为充分地利用海量数据的最新策略进行了探讨。
 
研究人造原子能级的新方法
 
历史上,研究人员通过观察原子的光谱线来了解基本物质的离散能级。该方法涉及对入射光线进行扫描,以寻找清晰的吸收线,后者是当一个频率与两个能级之间的间隙相匹配时出现的。从上世纪90年代开始,研究人员利用相干微波辐射源和频率光谱学方法对人造原子(具有原子一样的能量结构的量子系统)也进行了研究。然而,关于能级谱的很多信息仍然不清楚,因为该方法对高频率不适用。Berns等人研究出一种互补性方法,在这种方法中,一个人造原子的能级不是通过调频来扫描,而是通过调幅来扫描,同时又根据谱图中的一个特定特征对频率进行调制。通过这种方法可以获得大量新的光谱信息。这种方法普遍适用于一系列人造和天然原子。
 
微RNA在蛋白层面上对基因表达的调控程度
 
MicroRNAs可通过抑制一个信使RNA(mRNA)的转录或通过诱导其降解来调控基因表达。虽然以前的研究工作已经在mRNA层面上对这种调控进行了测量,但过去对有多少调控发生在蛋白层面上仍不知道。现在,由David Bartel和Nikolaus Rajewsky领导的两个小组,利用被称为SILAC(全称为“利用细胞培养中的氨基酸进行稳定同位素标记”)的方法的变通形式,对蛋白层面上所发生的蛋白组范围内的变化作为内生和外生microRNAs的表达的一个函数进行了测量。他们发现,虽然microRNAs能直接抑制数百个基因的转录,但更多的间接效应却能导致数千个基因的表达发生变化。然而,所观察到的很多变化在数量级上不到两倍,表明不管是直接还是间接,microRNAs都能充当“可变电阻器”,来微调蛋白合成,以便在任何一个给定的时间都能与细胞的需求相匹配。
 
银河系中心黑洞的观测研究
 
研究人员在1.3mm这个相对较短的射电波长,利用甚长基线干涉仪(VLBI)获得了对有可能是银河系中心一个超大质量黑洞的“人马座A*”(SgrA*)的内在大小的一个新的估计值。所获得的关于SgrA*大小的下限值,小于对假设中的黑洞的视界大小的预测值,说明SgrA*的辐射并不是以黑洞本身为中心,而是以周围的吸积流为中心。VLBI在1.3mm左右(在这个波长要比在较长的波长受星际散射的影响更小)对银河系中心所作的观测,为研究黑洞物理学打开了一个新窗口。随着新的VLBI观测站的建设,该领域研究工作的精确度将会更高。
 
一种制备稳定WOW乳液的新方法
 
本身分布在水相中的较大油滴内的小水滴是一种双乳化乳液类型。虽然它们相对于“油包水”乳液有一定优势,但“水包油包水”(WOW)乳液却难以制备,往往不稳定,需要复杂的技术或表面活性剂混合物。现在,加州大学洛杉矶分校的一个由来自多个系的研究人员组成的研究小组,研究出一种利用“双亲二嵌段共聚多肽”制备双乳化乳液的方法。这样制备出的乳液能稳定几个月,其中多肽片段中氢键的控制起一个稳定因子的作用。该方法甚至还能生成稳定的双乳化纳米乳液(用现有方法是不可能做到的),这样的乳液在化妆品、食物和药物输送中有可能派上用场。
 
有毒虎蛾对抗捕食者的多种方式
 
有毒的虎蛾历史上是有警告色的昆虫的著名例子;后来人们发现,蝙蝠将这些昆虫所产生的超声波与毒性联系在一起,而且无毒物种也能得益于发出类似的声音。在对加拿大东南安大略26种蛾子所作的一项研究中,John Ratcliffe和Marie Nydam发现,虎蛾的警告信号随着一年中时间的不同而变化,因此也随着它们最有可能碰到的捕食者的类型而变化。在春天出现的蛾子物种,往往用视觉信号如鲜艳的色彩来警告捕食者,告诉它们自己是不能吃的,因为在春天鸟类是其最大的威胁。在夏天出现的蛾子物种更多地依靠超声来赶走能够进行回声定位的蝙蝠,后者在夏季对其构成主要威胁。同样,在白天活跃的物种更多地依靠视觉警告信号,而超声信号在晚上更有用。这项研究说明了,来自两种截然不同捕食者的选择压力何以能够引导昆虫警告系统中不同组成部分的演化,从而导致同一物种内拥有多样化的对抗捕食者的防卫体系。
 
带有寄生病毒的巨病毒
 
巨病毒分离毒株来自英国Bradford的一个冷却塔。最初因其大小(是已知最大病毒的三倍大,而且大于很多细菌),该病毒被误认为一种细菌,它是在名为“Acanthamoeba polyphaga”的原生动物中发现的。当它被识别为一种病毒时,它被称之为一种模仿病毒(mimivirus,因其与细菌相似而得名)正式称谓为APMV。现在,一种新的、甚至更大的APMV毒株已从巴黎一个水冷却塔中分离出来。引人注目的是,该病毒并不是孤立的,其本身还被一种“卫星病毒”所寄生。被称为Sputnik的这种病毒在“建造”在被APMV共感染的阿米巴中的“病毒工厂”中复制。比照噬菌体,Sputnik被看作是人们所发现的第一种噬病毒体。它也许只是一座噬病毒体冰山之一角,因为对海洋水域所进行的宏基因组学研究显示,存在大量与巨病毒密切相关的基因序列,从而导致人们怀疑:它们是一种共同的浮游生物寄生虫。
 
来源:科学时报


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