Nature杂志自然要览 马铃薯基因组完成测序

    封面故事：马铃薯基因组完成测序
    
    对食物安全至关重要的主要作物马铃薯的基因组已被测序。“马铃薯基因组联合课题组”对一个纯合子双—单倍体“富利亚薯”无性系和一个杂合子双倍体无性系进行了测序。基因组分析显示了过去发生的至少两个基因组复制事件的痕迹，也显示了大量“菊类植物”(开花植物的一大分支，马铃薯是其中第一个被测序的)特有的基因。以某种基因的存在/不存在形式出现的变种以及其他有潜在有害作用的突变经常会发生，它们可能是造成近交退化的原因。该基因组序列将有助于以提高马铃薯产量和以增强其抗病能力及应激能力为目标的基因改良工作，这种作物目前是全球粮食生产的一个重要组成部分。
    
    脊髓损伤后的轴突再生
    
    颈部脊髓损伤受害者经常需要机械呼吸机来帮助呼吸，呼吸障碍是这些患者的一个主要死因。造成这种症状康复困难的因素有两个：第一，第四胸椎以上的损伤会破坏神经脉冲从脑干中的呼吸中心向脊髓中的“膈运动核”传播；第二，受伤时，成年脊髓轴突往往不会再生。通过用一个脊髓损伤大鼠模型进行研究，Jerry Silver及其同事发现细胞外基质分子含量增加，这会影响受伤后轴突的再生。通过采用一个利用软骨素酶来消化特定细胞外成分的策略，同时结合在脊髓受损部分进行周围神经自体移植，本文作者们得以能够演示呼吸活动的显著恢复，而这种恢复需要再生才能实现。这项研究表明，在某些类型的脊髓创伤之后横膈膜功能的再生和恢复是有可能的。
    
    木星是怎样形成“星子盘”的
    
    巨型行星在太阳系生命中形成的时间要比陆地行星早得多，它们只花了几百万年时间就从原始行星盘形成了。它们在10万年的时间尺度上移动性也很强。现在，对早期太阳系所作模拟，显示了木星在一次向外的迁移之后所发生的一次向内的迁移何以能够产生一个被截去一部分的“星子盘”，陆地行星就是在之后的3000万~5000万年间从这个“星子盘”形成的。陆地行星是在很晚之后才停止吸积的，而如果说这些行星是由一个外沿距太阳约一个天文单位的“星子盘”形成的话，那么它们的特点(包括火星较小的质量)便能够得到最好的重现。
    
    绕过光子自发散射问题的方法
    
    利用光来检测单个原子或离子的方法通常涉及光子的某些自发散射，这些光子与测量目标交换能量，改变其状态。这种相互作用中产生的热量会对基于原子的量子信息处理造成问题。然而，这种类型的能量交换并不是量子力学的一个基本要求，而且现在Jakob Reichel及其同事发现，通过将一个原子束缚在一个光腔中，他们能够绕过自发散射这个问题。这个原子向该光腔的强耦合使得原子的状态能够通过感应光与腔之间的相互作用来检测。在效果上，光子不用进入光腔就能测量这个原子。这种方法除了在基础研究方面的意义外，还有可能简化人们提出的中性原子量子计算方案，并且还将使人们能够对缺少“封闭转换”的分子和原子进行灵敏的检测。
    
    更安全的心脏复苏方法
    
    心脏除颤通常是利用高达4000伏的单次高能电击来实现的，这种电击会对心脏组织造成损伤。Eberhard Bodenschatz及其同事演示了伴随心脏除颤所产生的紊乱电动态何以能够利用低能电脉冲得到控制。他们在用狗所做试验中发现，心脏组织(如心血管)中的内在不均匀性为能够以不稳定性为目标、使组织动态回归同步的电波的产生起成核点的作用。被称为“低能除颤起搏”(LEAP)的这一新方法向纤颤的心脏相继提供5个低能电磁场脉冲，与标准除颤方法相比，电能平均降低84%。