NATURE SCIENCE最新內(nèi)容精選

能破壞蚊子CO2檢測(cè)通道的揮發(fā)性氣味劑

尋找食物的雌性吸血蚊子會(huì)被其脊椎動(dòng)物宿主呼吸中所呼出的CO2吸引。所以，如果能制成一種CO2檢測(cè)儀器，就有可能破壞昆蟲媒介對(duì)疾病的傳播?，F(xiàn)在，研究人員識(shí)別出了能夠改變?nèi)N最具致命性的蚊子體內(nèi)CO2檢測(cè)通道的揮發(fā)性氣味劑，并且演示了氣味劑能夠破壞由CO2調(diào)控的吸引行為。其中一種化合物有新穎的性能：它能使檢測(cè)CO2的神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生超長(zhǎng)時(shí)間的激發(fā)，并且短暫地暴露于該物質(zhì)，就能導(dǎo)致蚊子長(zhǎng)時(shí)間失去方向感。其他化合物模仿或抑制CO2感應(yīng)。用在這一原理證明實(shí)驗(yàn)中的化合物（如2,3-丁二酮）所具有的性質(zhì)使它們無(wú)法用在人身上，但這項(xiàng)工作有可能導(dǎo)致可以在較少數(shù)量下發(fā)揮作用的新一代驅(qū)蟲劑和引誘劑的問世。

iPS細(xì)胞也會(huì)受到免疫排斥

通過特定基因的表達(dá)將完全分化的成年細(xì)胞重新編程為類似胚胎的狀態(tài)，這樣所產(chǎn)生的“誘導(dǎo)多能干”(iPS)細(xì)胞有重要治療潛力。對(duì)于將iPS細(xì)胞用在治療上，人們所期望的優(yōu)勢(shì)之一是，由于它們是完全從患者身上獲取的，所以它們應(yīng)能避免免疫排斥?，F(xiàn)在看來(lái)，事情也許不是這么回事。在將利用逆轉(zhuǎn)錄病毒方法或非一體化的附加型方法所重新編程的iPS細(xì)胞移植到小鼠體內(nèi)的實(shí)驗(yàn)中，來(lái)自iPS細(xì)胞的畸胎瘤細(xì)胞受到免疫系統(tǒng)排斥，甚至在同基因接受者中也是這樣。這個(gè)發(fā)現(xiàn)表明，從iPS細(xì)胞分化出的某些細(xì)胞中基因表達(dá)的改變會(huì)誘導(dǎo)取決于T-細(xì)胞的免疫反應(yīng)。本文作者們提出，從特定患者的iPS細(xì)胞獲得的有治療價(jià)值的細(xì)胞發(fā)生免疫反應(yīng)的可能性，應(yīng)在將這些細(xì)胞應(yīng)用于患者的任何臨床應(yīng)用之前予以評(píng)估。

聽覺是怎樣產(chǎn)生的

聽覺是由耳朵內(nèi)的毛發(fā)細(xì)胞頂端的微小纖毛束的運(yùn)動(dòng)引發(fā)的。盡管被浸泡內(nèi)耳的粘液所包圍，但這些“靜纖毛”仍對(duì)原子尺度的運(yùn)動(dòng)很敏感?，F(xiàn)在，通過消除液體中“靜纖毛”之間的大部分粘滯阻力使這一點(diǎn)成為可能的機(jī)制已被闡明。在亞納米尺度上對(duì)牛蛙毛發(fā)細(xì)胞“靜纖毛”中各種力的平衡所做分析表明，在聽覺中所用頻率下，“毛發(fā)束”內(nèi)大多數(shù)“靜纖毛”都被與外面的液體屏蔽開，幾乎是作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)的。本期封面所示為對(duì)“毛發(fā)束”運(yùn)動(dòng)的模擬：增加聲音頻率，會(huì)漸進(jìn)性地帶動(dòng)更多“靜纖毛”（中間的圖像），直到“毛發(fā)束”在很寬聲頻范圍內(nèi)作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)（后面的圖片）。

在城市生活者易患精神疾病

城市化的迅速發(fā)展（到2050年世界上三分之二的人口將生活在城市里）會(huì)帶來(lái)很大的健康問題。雖然在城市生活有很多優(yōu)勢(shì)，但精神分裂癥在出生在城市的人當(dāng)中要比在來(lái)自人口密度較低地區(qū)的人當(dāng)中更為普遍，而且在城市中生活還會(huì)增加抑郁癥和焦慮癥的發(fā)病率。曾有人提出，社會(huì)壓力在這些效應(yīng)中起一定作用，但其中所涉及的機(jī)制卻不清楚?，F(xiàn)在，在對(duì)健康的德國(guó)志愿者所做的一項(xiàng)功能性核磁共振成像研究中，主管負(fù)面情緒的一個(gè)關(guān)鍵腦結(jié)構(gòu)（杏仁核）被發(fā)現(xiàn)在城市人的應(yīng)激過程中更活躍，另一個(gè)起調(diào)控作用的區(qū)域（扣帶皮層）在出生在城市里的人當(dāng)中更為活躍。這些結(jié)果識(shí)別出了將社會(huì)環(huán)境與精神疾病聯(lián)系起來(lái)的潛在機(jī)制，并且也許還有助于規(guī)劃更健康的城市環(huán)境。

Kagomé海森堡反鐵磁體的自旋液體的基態(tài)

研究人員利用密度矩陣重正規(guī)化全來(lái)實(shí)現(xiàn)Kagomé晶格中緊鄰量子自旋S=1/2海森堡反鐵磁體的基態(tài)的精確計(jì)算。該模型被用于大量圓周長(zhǎng)達(dá)12個(gè)晶格的長(zhǎng)柱體的研究。通過低能核小和有限尺度效應(yīng)的結(jié)合，研究結(jié)果強(qiáng)有力支持了當(dāng)用于無(wú)限二維系統(tǒng)時(shí)該模型基態(tài)是充分跳空自旋液體的結(jié)論。本期封面為Kagomé海森堡反鐵磁體的三種可能相態(tài)的幾何“阻挫”磁模型：鉆石樣式的價(jià)鍵晶體（左下）、蜂窩價(jià)鍵晶體（右下）、量子自旋液體態(tài)（上部空白邊緣）。鍵強(qiáng)度變化以鍵的寬度和顏色表示（紅色表示強(qiáng)；藍(lán)色表示弱）。

局部巨噬細(xì)胞繁殖是TH2炎癥的信號(hào)

炎癥的一個(gè)顯著的特征是組織內(nèi)先天免疫細(xì)胞的積累，過去人們一直認(rèn)為這些免疫細(xì)胞招募自血液。研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)組織巨噬細(xì)胞通過原位繁殖來(lái)增加群體密度的獨(dú)特途徑。這種免疫機(jī)制在原型TH2細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-4（IL-4）控制下的TH2相關(guān)病態(tài)行為中發(fā)生。病原體控制和傷口愈合中起重要作用的免疫細(xì)胞擴(kuò)增可以在無(wú)潛在組織破壞性炎癥細(xì)胞召集的情況下發(fā)生。本期封面是取自IL-4處理小鼠的腹膜細(xì)胞的明視場(chǎng)顯微照片，包括一個(gè)正在進(jìn)行分裂的巨噬細(xì)胞（正中細(xì)胞，20微米直徑）。

FeSe超導(dǎo)體電子配對(duì)的對(duì)稱性的直接觀測(cè)

清華大學(xué)物理系薛其坤院士和陳曦教授，與中科院物理所馬旭村研究員組成的研究團(tuán)隊(duì)利用掃描隧道顯微鏡和光譜法研究了鐵基超導(dǎo)體—鐵-硒（FeSe）的電子配對(duì)機(jī)制。FeSe單晶薄膜超導(dǎo)態(tài)的隧道電導(dǎo)光譜證明了FeSe超導(dǎo)體中的電子配對(duì)函數(shù)具有兩重對(duì)稱性，這對(duì)理解鐵基高溫超導(dǎo)機(jī)理具有重要意義。在該研究中，他們把半導(dǎo)體領(lǐng)域中的分子束外延技術(shù)拓展到鐵基超導(dǎo)材料的制備中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超導(dǎo)薄膜生長(zhǎng)過程和形貌原子水平上的精確控制，制備出了化學(xué)成分嚴(yán)格可控的高質(zhì)量單晶FeSe薄膜。在此基礎(chǔ)上，他們利用同時(shí)具有空間原子分辨和高能量分辨本領(lǐng)的強(qiáng)磁場(chǎng)掃描隧道顯微技術(shù)對(duì)薄膜進(jìn)行了原位的表征。

創(chuàng)世紀(jì)號(hào)探測(cè)器太陽(yáng)風(fēng)樣品的同位素分析

本期封面是用于捕捉太陽(yáng)風(fēng)中原子的創(chuàng)世紀(jì)號(hào)（Genesis）濃縮器，是被從2004年墜毀在猶他州沙漠中的樣品返回艙中清理出來(lái)的框架和金屬絲。未破損的碳化硅四分儀（頂部）的分析揭示了原始太陽(yáng)系的最初氧和氮同位素的比例，該比例與地球、月球和火星上的比例并不相同。科學(xué)家們認(rèn)為過量重氮來(lái)自彗星。自然過程形成的重氧元素從星云中脫離，星云中部分的輕氧元素形成了太陽(yáng)。