封面故事：吸血蝙蝠探测红外线的分子机制

本期封面是一只飞翔的普通吸血蝙蝠(Desmodus rotundus)，拍摄地在墨西哥。这些吸血蝙蝠具有特殊的本领，能检测红外辐射作为定位热血猎物身体的手段。除吸血蝙蝠外，这种“第六感”只存在其它 3类脊椎动物，它们是 “远亲关系”的蛇—蝮蛇(pit vipers)、蟒蛇(pythons)和王蛇(boas)。对这3类蛇来说，红外传感器都是一个被称为“颊窝器”的面部结构。在蛇类中，一个非热敏性的 离子通道(脊椎动物的TRPA1)是它们的红外探测器。正如本期Nature报告的那样，吸血蝙蝠探索红外线的分子机制稍有不同。在该机制下，RNA剪接 导致产生TRPV1热敏通道的变体，它能适应较低的温度。将这一通道的基因序列与其他动物的做比对，在分子水平上支持这一假设：这些蝙蝠在演化上是与马、 狗、母牛、鼹鼠和海豚（属于“劳亚兽总目”）属于一类的，而不是解剖学提出的那样——与人类、猴子和啮齿类（属于“灵长总目”）属于一类。

Ganglion-specific splicing of TRPV1 underlies infrared sensation in vampire bats 

Dmrt1基因缺失导致性别转换

Y-染色体基因Sry存在与否，决定前体细胞分化成哺乳动物胎儿的睾丸Sertoli细胞还是卵巢粒层细胞。成年卵巢中转录因子FOXL2的缺失，会导致 粒层细胞“转分化”成Sertoli细胞。过去一直认为，雄性的性别决定机制是稳定的，而这项研究表明事实并非如此：如果丢失Dmrt1基因，成年小鼠睾 丸细胞会变成卵巢细胞。在没有转录因子DMRT1的情况下，FOXL2被激发，Sertoli细胞被重编码成粒层细胞。

DMRT1 prevents female reprogramming in the postnatal mammalian testis

抹去冬天的记忆

“春化作用”（植物感知和保持一个使其能够在春天发芽或开花的冬天记忆的过程）是一个经典的表观遗传（后生）过程。在拟南芥中，它涉及在寒冷时期对开花抑制因子FLC的基于Polycomb的沉默作用。FLC然后在温度回升时产生稳定的沉默作用。研究人员将数学模拟和实验结合起来，建立一个关于FLC在“春化作用”中所起作用的定量模型。在寒冷天气产生的Polycomb沉默作用的一个严格局部化的成核区域，似乎足以在气温回暖后切换FLC位点的表观遗传状态，其中量化的沉默是由切换到沉默状态的那部分细胞实现的。

A Polycomb-based switch underlying quantitative epigenetic memory

“线粒体运输蛋白”家族中另一位成员的结构被确定

小分子跨线粒体内膜的运输是由一类膜蛋白（也称“线粒体运输蛋白”）催化的。迄今已发现40多种不同的运输蛋白，它们选择性地转位不同基质，但只确定一个 晶体结构—“牛ADP/ATP运输蛋白” (ANT1)。目前，利用一种新的溶液核磁共振方法确定了“线粒体解耦蛋白-2”(UCP2)的结构。尽管UCP2和ANT1序列一致性 (sequence identity)较低，它们的结构还是很相似。这一方法克服了核磁共振光谱在膜蛋白结构确定过程中的难题，所以这种办法可望用于确定其他膜蛋白的高分辨 率核磁共振结构。

Mitochondrial uncoupling protein 2 structure determined by NMR molecular fragment searching

早期人类进化与林地稀疏程度的变化

人们普遍认为，我们与现代黑猩猩的最后共同祖先生活在有林木的环境中，而在二者之间的分化在距今约500万到800万年前发生之后，原始人类生活环境中的林木便减少了。接下来我们的祖先发生了什么情况却不是很清楚，尽管人们猜测双足行走和饮食改变可能反映了生活环境向开阔的稀树草原的过渡。Thure Cerling及其同事发现，现代热带生态系统中的林木覆盖量可以被量化，而且该方法可以被延伸到地质历史时期。对来自与“地猿”等早期原始人类相关的很多地点的化石土壤所做分析，显示了一个与稀树草原相似的环境，树木覆盖率不到40%，而不是一个人们普遍假设的那种植被较密的林地。而且，在原始人类变得更为完全依赖双足行走后，林地变得更密了、而不是更稀了。

Woody cover and hominin environments in the past 6 million years

不同人的小肠盘绕形状非常相似

人类小肠（总长度要比人体长得多）是紧密盘绕在体腔内的，其盘绕模式在不同个体之间非常相似，而且具有人类自身的特点。根据对小鸡肠道形态发生的研究，同 时结合细胞生物学和发育生物学以及生物物理和数学模拟，研究人员发现，脊椎动物肠道的复杂盘绕形状是力学作用的结果。身体生长的时候，体内的肠道长得更 快。它的两端都是固定的，并被 “肠系膜”肌肉层悬挂着，所以会被迫盘绕起来。盘绕模式只由“肠系膜”、肠子特性和相对生长速度决定，但各种不同的缠绕、拧转和回环具有非常高的重现性， 在不同个体的同一位置以相同数量出现。

On the growth and form of the gut

Notch与T-细胞分化标记之间的联系

Notch信号作用是胸腺中早期T-细胞发育所必需的，但驱动T-细胞系特异性基因表达的分化标记却不知道。现在，Weber等人识别出转录因子“T-细胞因子-1 (TCF-1)”是T-细胞分化标记的一个必要的和充分的关键调控因子。

A critical role for TCF-1 in T-lineage specification and differentiation

月球两面为什么截然不同？

月球是有两个截然不同半球的卫星。始终朝向我们的“近地面”高度低、平坦、且为暗色，而“远地面”则多山并有很深的陨石坑。Martin Jutzi 和 Erik Asphaug提出，月球的这种“二分状况”也许是晚期吸积另一相伴卫星所造成的。相伴卫星是巨大撞击的一个常见结果，而原始“月盘”模拟及新的计算表明，以亚音速撞击速度与一个相伴卫星相撞会导致一个“吸积堆”而不是一个陨石坑，这样产生的一个半球层是与“远地面”高原地形的尺寸和壳层结构一致的。

Forming the lunar farside highlands by accretion of a companion moon

有机超导体中的自旋波动散射

自旋和电荷（条纹）相以及“假能隙相”等现象的相对重要性，对于高温铜氧化物来说仍然是一个有很大争议的问题。在电子掺杂材料中，相图的掺杂不足区域中“假能隙相” 缺失以及较弱的电子相关性表明，反铁磁性自旋波动是主导性特征。Jin等人报告了对电子掺杂的铜氧化物La_{2 x}Ce_xCuO₄ (LCCO)薄膜中磁传输所做的一项研究。他们发现，一个线性温度(T-linear)散射速度是与电子配对相关联的。与在有机超导体中发现的类似行为所做比较强烈表明，T-linear阻抗是由自旋波动散射引起 的。

Link between spin fluctuations and electron pairing in copper oxide superconductors

浮游植物对海洋酸化的反应

如“颗石藻”等钙化生物对因大气中二氧化碳浓度增加而发生的海洋酸化的反应的性质，是预测未来碳循环及其对由人类活动造成的变化的反馈的关键。在实验室中所做实验对了解这个问题几乎没有帮助，因为它们通常所跟踪的只是所选择的某一种生物对少数几种变化了的参数做出的反应。通过分析当代表层海水样本和化石沉积芯，Beaufort等人发现，溶解的CO2的增加引起钙化速度的加快，而重度钙化的“颗石藻”形态的丰富程度则依赖于碳酸盐化学。然而，在具有低pH值的现代水域中重度钙化的“赫氏颗石藻”(Emiliania huxleyi)的意外发现，却表明海洋对CO2增加的反应是复杂的。

Sensitivity of coccolithophores to carbonate chemistry and ocean acidification

没有少吃，有则多吃

在一个理想的世界里，食物供应将是有规律的和经常的，所以生物只需将正好够用的能力用于消化（消化是有代价的）。但面对不可预测的供应状况，生物则必须投入备用的消化能力，以便当有食物时它们能够消化之。Jonathan Armstrong 和Daniel Schindler对食物供应动态及生物对消化的投入进行了模拟，并收集了关于38种鱼类实际消化能力的数据 。他们发现，鱼类维持的消化能力要比它们实际需要的消化能力大近三倍。 这种多余的消化能力表明，捕食者-猎物之间遭遇的不确定性要比人们一般所以为的大得多。

Excess digestive capacity in predators reflects a life of feast and famine