科学网—8月13日《自然》杂志精选

8月13日《自然》杂志精选

 封面文章： 柏拉图多面体和阿基米德多面体的最紧密堆积  基于致密颗粒堆积几何知识的模型，可帮助解释很多体系的结构，包括液体、玻璃、晶体、颗粒和生物体系。这一领域以前的研究工作大部分集中在球状颗粒上，但即使对这种理想化的形状，这个问题仍然极为困难——Kepler关于球体最紧密堆积的猜想直到2005年才得到证明。人们对18个经典几何形状——柏拉图多面体和阿基米德多面体（如本期封面所示）——的最紧密排列知之甚少，虽然它们自古希腊时代以来就为人们所知了。现在，Salvatore Torquato和Yang Jiao报告了5种柏拉图多面体（四面体、立方体、八面体、十二面体和二十面体）和13种阿基米德多面体的已知最紧密排列。这些多面体的对称性在决定它们基本堆积排列中非常关键，具有中心对称性的柏拉图多面体和阿基米德多面体的最紧密堆积被猜想由它们相应的最紧密（布拉菲）晶格堆积给出。 干细胞中的染色质开放性 在从扁形虫到哺乳动物在内的干细胞中，大部分没有异染色质，所以对转录调控因子来说它们是完全开放的。现在，对小鼠胚胎细胞中的新颖调控因子所做的一项RNA干涉筛选工作表明，染色质重构因子Chd1是维持染色质开放性和胚胎细胞多能性所必需的，也是体细胞重新编程为多能细胞所必需的。这是关于染色质开放性及多能性之间存在一个因果关系的直接证据。Chd1在生殖细胞和成年干细胞中都高度表达，因而我们看到这样一个可能性：染色质开放性与干细胞分化潜力之间的关系是一个普遍现象。 Ia-类超新星爆炸物理学及辐射传输的模拟研究 Ia-类超新星的光曲线近乎一致，这使得它们成为测量宇宙膨胀的很好的标准光源，但必须进行观测校正（其物理原理尚不知道），才能解释更亮的超新星有更宽的光曲线这样一个事实。Kasen等人报告了对Ia-类超新星爆炸物理学及辐射传输的多维模拟研究，其结果显示，球形对称的破坏在决定宽度—亮度关系和所观测到的散射中都是一个关键因子。宽度—亮度关系的斜率和标准化对碳和氧之外的元素的痕量丰度有一个弱的依赖性。若不校正这一效应，将有可能导致对遥远超新星距离的估计系统性地过高达2%。这项工作朝着两个方向迈出了一步：一是解释Ia-类超新星事件的性质；二是解释它们之所以适合作为“宇宙探测器”的物理原因。 “土卫六”赤道附近云的形成 关于“土卫六”的最新观测结果推翻了人们以前所达成的共识：大的对流云无法在“土卫六”赤道附近形成。“土卫六”是太阳系中除地球之外唯一具有能够形成云和雨的可凝固物质（在“土卫六”上为甲烷，在地球上为水）的地方。人们以前曾在潮湿的高纬度地区观察到甲烷云和湖，但热带地区一直以来几乎没有对流云。来自美国国家航空航天局红外望远镜及北双子座望远镜（这两个望远镜都在夏威夷的莫纳克亚山上）的有关“土卫六”的新图片显示了一个大的云体系，由热带纬度地区的明亮的、瞬时的对流层云构成。云活动的最初的一个脉冲产生了行星波，它们在“土卫六”上几年来一直没有云的其他纬度地区造成了云的形成。 冰川和气候对山系高度的影响 “冰锯”侵蚀机制是人们提出的一个假设，用来解释山系的总高度可被冰川化程度影响这样的观测结果。现在，对冰川侵蚀在全球尺度上限制山脉地貌中所起作用所作的一项系统分析显示，对很多高的山系来说，山脉最大高度的变化与由气候控制的雪线高度的梯度密切相关。数值模拟显示，由冰川滑动所造成的雪线之上的侵蚀性地貌破坏与由侵蚀性加载所造成的相应的均衡性景观隆起相结合，可解释关于山脉最大高度的观测结果，只需要将高程向仅低于雪线的一个海拔窗口提升就行了。该模型表明，山系高度的差别一般所反映的是局部气候的变化，而不是构造力的变化。 酵母的同性交配 病原体酵母“白念珠菌”过去曾被认为是严格无性生殖的，但现在人们知道，这种生物有一个秘密交配循环。交配通常涉及a-细胞类型和alpha-细胞类型的融合，与相关酵母“酿酒酵母”中所见的类似。现在，另外一种新颖的有性生殖模式已在“白念珠菌”中被发现：在特定情况下，即在没有为一种分泌出的蛋白酶编码的BAR1基因存在的情况下，高效同性交配可在a-型细胞之间进行。“白念珠菌”的同性交配与相关真菌病原体“新型隐球菌”的同性交配之间的相似性提出一个可能性：这种类型的“同宗配合”也许可帮助这些物种在哺乳动物宿主体内更加具有适应性。 肿瘤抑制因子的功能获得性突变 正常人类细胞含有来自双亲中每一方的全套染色体，但在某些癌症中，部分特定染色体的两个版本都来自同一亲代——该现象被称为“获得性单亲二体”。对来自患有髓样肿瘤的患者的超过200份骨髓样本的基因组DNA所作的研究发现，11号染色体的一部分的两个版本都遗传自单亲的发生率较高，该部分含有肿瘤抑制因子C-CBL的一个功能获得性突变，它使成纤维细胞发生癌变，使造血干细胞对细胞因子刺激更敏感。这些数据支持这样一个观点：c-Cbl是一个肿瘤抑制基因，癌症中所发生的突变能够以功能获得性方式发挥作用，正如以前对肿瘤抑制基因p53所发现的那样。 (田天/编译，更多信息请访问www.naturechina.com/st)