封面故事：通过化学方法改变铁电材料的带隙

Perovskite oxides for visible-light-absorbing ferroelectric and photovoltaic materials

本期封面所示为能从入射光产生电流的一种氧化物晶体。作为铁电材料特征之一的自然电极化对于太阳能电池应用具有吸引力，因为由光吸收产生的正电荷和负电荷具有彼此分开的自然倾向，这使得它们更容易被高效收集。遗憾的是，大多数已知的铁电材料都有比较宽的带隙，即它们只吸收构成太阳光谱一小部分的高能光子。现在，Ilya Grinberg及同事发现，可以对一种经典的铁电材料进行化学改造，在大范围内调节其带隙，从而在整个太阳光谱上都能实现强吸收和光电流生成。（doi:10.1038/nature12622）

具有抗糖尿病活性的小分子AdipoRon

A small-molecule AdipoR agonist for type 2 diabetes and short life in obesity

9“脂肪细胞因子”(Adiponectin)是来自脂肪的一种荷尔蒙，似乎在防止胰岛素抗性/糖尿病和动脉粥样硬化中起关键作用。这项研究发现了一种口服活性化合物，是通过对东京大学“药物发现开放创新中心”的化学库中的小分子进行筛选获得的，它与介导“脂肪细胞因子”的抗糖尿病作用的AdipoR1 和AdipoR2受体结合，并激活这两个受体。被命名为AdipoRon的这种化合物能减轻吃高脂肪食物的小鼠和遗传性肥胖小鼠的胰岛素抗性和葡萄糖耐受不良。AdipoRon还能延长吃高脂肪食物的db/db小鼠被缩短的寿命。如果这项工作可以被外推到人类，那么像AdipoRon这样的口服活性激动剂就可能为治疗如2-型糖尿病等与肥胖相关的疾病提供一个有希望的新方法。（doi: 10.1038/nature12656）详细中文报道

针对Ras蛋白的药物定位策略

K-Ras(G12C) inhibitors allosterically control GTP affinity and effector interactions

致癌小GTP酶K-Ras发生的突变在癌症中普遍存在，使得这种酶成为一个显然的药物目标，但用小分子直接抑制K-Ras功能却被证明是困难的。在这篇论文中，Shokat及同事报告，它们开发出了能不可逆地与K-Ras的常见G12C突变体结合、但却不与野生型蛋白结合的小分子。晶体研究显示了一个“变构穴”的形成，这在以前的Ras结构中并不明显存在；同时这些小分子也改变K-Ras的亲和性，使其更倾向于与GDP而不是GTP亲和。这些发现应能为以这种突变Ras蛋白为目标的药物发现工作提供一个起点。（doi: 10.1038/nature12796 & doi: 10.1038/nature12835）详细中文报道

蝙蝠中一种与SARS病毒相似的病毒

Isolation and characterization of a bat SARS-like coronavirus that uses the ACE2 receptor

Peter Daszak及同事从中国菊头蝠身上发现了两种新的冠状病毒，它们与在2002年和2003年造成疫情的“严重急性呼吸综合征冠状病毒” (SARS-CoV)密切相关。他们还从这些蝙蝠分离出一种活病毒，它与SARS-CoV具有高度的序列一致性，能利用ACE2（SARS-CoV所用同一受体）感染人体细胞。这些结果为证明菊头蝠是SARS-CoV的天然库提供了迄今最有说服力的证据。（doi: 10.1038/nature12711）详细中文报道

新旧入侵者对生态系统的影响

Self-reinforcing impacts of plant invasions change over time

入侵性植物能迅速改变生态系统功能，对原本在当地的物种造成损害。但如果入侵性物种被根除会发生什么？是生态系统被永久性改变吗？或者说，如果驱逐出去的植物被取代，它们会像以前那样活下去吗？为了进行这项研究，Stephanie Yelenik 和 Carla D’Antonio回到了位于“夏威夷火山国家公园”内被外来草入侵的野外地点，去研究入侵者二十多年来所造成的影响。入侵的草改变了氮矿化水平，但几十年后该生态系统又回到了入侵前的水平。然而，新的条件对本地草生态地位的重新建立并不有利，相反它们受益于一种新的入侵性的、能够固氮的树，即Morella faya。（doi: 10.1038/nature12798 & doi: 10.1038/nature12838）详细中文报道

遗传变异和转录组

Effect of natural genetic variation on enhancer selection and function

我们对引导 “决定世系的转录因子” (LDTFs)的DNA序列决定因素很不了解。在这项研究中，Christopher Glass及同事对近亲繁殖的小鼠世系之间自然出现的遗传变异加以利用，将其作为一个诱变策略，来研究负责巨噬细胞中顺式调控要素的选择和功能的分子机制。通过将有关转录因子结合、组蛋白标记和基因表达的数据集整合起来，他们建立了一个有关LDTF在以协作方式选择“‘增强子’样区域”中和在帮助“信号依赖因子”的结合中所发挥功能的分层模型。这个模型可被用来预测功能性的和潜在致病性的调控变体。（doi: 10.1038/nature12615）

细胞命运由时间决定

Memory and modularity in cell-fate decision making

遗传因子完全相同的细胞既能根据明确的细胞外触发因素、也能根据细胞内明显是随机所产生的刺激做出不同的细胞命运决定。基因表达中的背景噪音是细胞程序中的一个“漏洞”还是它的一个关键组成部分？这项研究（Richard Losick和Johan Paulsson两个实验室的一个联合研究项目）显示，偶然性在此起一定作用， 至少对“枯草杆菌”是如此。“枯草杆菌”的细胞需要做一个非常重要的细胞命运决定：在孤立、运动状态与多细胞的、成链的状态之间的转变。作者发现，该细胞是按照一个随机的、无记忆的分子机制从孤立状态向多细胞状态切换的，但其底层基因网络却会受到缓冲，而不会受其自己的随机变化影响发生逆向转变。所以，这种细菌会记录时间，以迫使其后代彼此合作——这个过程也许能为有关发育和癌症的类似定量研究工作提供启发。（doi:10.1038/nature12804 & doi: 10.1038/nature12837）

黄素酶EncM的作用机制

Flavin-mediated dual oxidation controls an enzymatic Favorskii-type rearrangement

黄素蛋白（含有黄素“腺嘌呤二核苷酸”或黄素“单核苷酸辅因子”）是氧还活性蛋白，参与到包括生物发光、光合作用和DNA修复在内的一系列生物过程中。本文作者进行了结构和功能研究，来了解细菌黄素酶EncM是怎样催化一个高度活泼基质的“氧合-脱氢氧化”反应的。他们对以前不知道的黄素氧还生物化学过程进行了观察：EncM保持一个稳定的黄素氧合种类，它促进基质氧化，并触发一种罕见的、“Favorskii型”重排——这种重排在海洋抗生素“促肠活动素”的生物合成中起核心作用。（doi: 10.1038/nature12643）

一个“超亮X-射线源”的吸积能量

Puzzling accretion onto a black hole in the ultraluminous X-ray source M 101 ULX-1

“超亮X-射线源”(ULXs，它们比已知恒星过程亮，但又没有活动星系核亮)一般被认为要么是由中等质量的黑洞提供能量的，要么是由以较高速度辐射的、较小的恒星质量黑洞提供能量的。对M 101 ULX-1（附近螺旋星系M 101中的一个可变源）的光谱所做分析表明，事情也许要更为复杂。这个射线源在被发现时的亮度在对包含一个中等质量黑洞的一个ULX所预期的范围之内。但这里所报告的光谱却与一个恒星质量黑洞（其质量可能为20-30个太阳质量）的存在相一致。作者提出，M 101 ULX-1是由从一颗伴星的风中吸积气体的一个黑洞驱动的。这个机制以前曾被拒绝过，理由是它被认为太慢，无法起到这种作用。（doi: 10.1038/nature12762 & doi: 10.1038/503477a）

陨石中来自火星高地的岩石

Origin and age of the earliest Martian crust from meteorite NWA 7533

这篇论文发现，来自非洲西北地区的NWA 7533陨石是在陨石中所发现的第一例火星高地岩石。Munir Humayun和本文共同作者发现，NWA 7533的组成表明它含有火星高地角砾岩。它还含有44亿多年前的锆石，这说明火星上的早期壳层分化发生在其历史的最初1亿年里，与月球和地球上最早的壳层形成时间相同。（doi: 10.1038/nature12764 & doi: 10.1038/nature12836）

原文链接：http://www.bio360.net/news/show/8053.html