自然子刊综览

发布时间:2011-05-31来源:科学时报


    《自然—光子学》激光传输数据

科学家们开发出一种单激光系统,能以每秒26兆兆位的速度传输光学数据,这是迄今为止速率最高的单激光数据传输,新成果发表在5月在线出版的《自然—光子学》期刊上,将有助于满足人们对高宽带通讯日益增高的需求,同时又能以环境友好的方式实现信息的长距离传输。

一般情况下,实现每秒兆兆位的光学传输速度,需要有多个激光和复杂的调制格式。Juerg Leuthold 和同事使用单激光,在 1533~1565.5纳米激光波长的狭窄光谱带内产生了325光频段,并将5万米标准单模光纤的编码数据以每秒26兆兆位的速度传输。这种技术的成功主要在于利用快速傅里叶变换光学编码和解码数据系统,这种方式能以环境友好的方式实时处理高比特率数据。

这项新成果表明,高速光学信号处理能满足未来节能型通讯的需求。

《自然—结构和分子生物学》遗传学与疾病

研究人员发明一种新方法,有助于确定变异在多发性硬化症中所发挥作用的程度,新成果发明在5月在线出版的《自然—结构和分子生物学》期刊上。

通过人类基因组的研究,科学家们能够确定变异与特定疾病的关系,但他们至今仍难以将许多变异与某个特定的基因联系起来,从而导致了遗传学研究与疾病治疗的分离,但是,如果不能确定靶向基因,遗传性疾病是难以治疗的。

Fernando Casares, Jose Luis Gomez-Skarmeta 和同事合作,研究了一种蛋白质CTCF与DNA的进化保存结合位点,这在基因间创建出界线,以便活跃的基因能够被单独调控,在这个基因区域里,一种与多发性硬化症有关的变异影响到了相邻的基因。 这种检测进化保存CTCF分布的方法让他们能够鉴别出DNA区域中可能与多发性硬化症有关的基因。

Casares和Gomez-Skarmeta认为,新方法可有效地应用到其他疾病的鉴别。

《自然—纳米技术》超导首次接近绝对零度

研究人员在5月在线出版的《自然—纳米技术》期刊上首次报道,一种新材料在整体不具备超导性的情况下其表面显示出超导性。

超导性是指当材料被冷却到一定温度之下,电流可以没有阻性地通过其中,100年前,科学家第一次发现超导现象。Masashi Kawasaki 和同事将金属电极置放在一层钽酸钾单晶上,然后加入一滴导电液体,让这个设备成为双层电晶体管。他们发现,这个晶体管产生的高电场导致钽酸钾晶体表面在高于绝对零度 0.005度的情况下成为超导体。

尽管这种新材料还没有直接的应用人,但将有助于研究人员发现其他新超导体。

《自然—神经科学》学会看

研究人员发现,先天盲目的儿童在重获视力之初,并不能视觉化他们以前曾触摸过的物品,新成果发表在日前在线出版的《自然—神经科学》期刊上。这一结果在某种意义上说明,看的能力是通过学习获得的:人们学会了将所看见和所感觉的物体对应起来,这种能力并非与生俱来。

普拉卡什(Project Prakash)项目是在一项在印度实施的治疗可治愈失明的人道主义和科学事业。Richard Held和同事合作,对一群8~17岁接受普拉卡什项目治疗的患者进行研究。所有的受试者均是因先天性白内障或角膜混浊而在出生时就失明了,这种情况的失明可通过白内障切除或角膜移植而得以治愈。受试者被要求感觉一块建筑用砖块,然后再被要求将这种砖与他们曾经接触过的两种砖块进行比较。尽管对绝大多数人而言这是一件很容易的事,但是,这些患者却无法正确将他们所看见的砖块与以前曾触摸过的砖块正确配对。然而,当部分接受测试的孩子接受了为期5天的短期训练后,他们的表现有实质性提高。

《自然—化学生物学》新抗菌素库

在日前在线出版的《自然—化学生物学》期刊上,研究人员报告一组抗菌化合物库,这些化合物可对付已对现行治疗方法产生抗性的细菌感染。

许多由细菌自然产生的小分子实际上是一种抗菌素,鉴别出合成这些化合物的酶能够大批量生产这些化合物,如果这种酶的使用方法略有不同,则能生产出具有高度相关性的化合物,而且这些化合物仍然可能是有效药物。

Tsung-Lin Li和同事合作,分析了糖肽抗生素( glycopeptide antibiotic)生产所使用的酶,糖肽抗生素类似于抗菌药替考拉宁( teicoplanin)和万古霉素( vancomycin)。通过将酶所使用的步骤用于改变糖肽基质,他们创建了一种新型化合物数据库,其中部分化合物在细胞分析和小鼠体内呈现出良好的抗菌活性。

《自然—方法学》简化干细胞培养

研究人员研制出了一种简化的、化学成分明确的培养系统,可用于人类多能干细胞的生长,新成果发表在日前在线出版的《自然—方法学》期刊上。新方法很重要, 既可用于标准化来自不同实验室的报告结果,也可最终用于这些细胞的临床应用。

多能干细胞的研究部分属于科学,更多属于艺术,因为它们对培养环境有高度的敏感性:如果没有被恰当处置,它们或者会死亡或者失去其“干细胞性”。过去,科学家们的许多工作是努力定义出让干细胞生长的混合培养液的相关成分。

James Thomson 和同事报告了对一种干细胞培养液的系统剖析,定义出它的基本成分。在一项辛苦的工作中,他们挑选出液体培养液中的8种关键成分,并在化学上定义出这些成分。他们还定义出表面涂层的成分,指出这些成分既能让培养液长时间高效地培养人类胚胎干细胞,也能长时间高效地培养来自新鲜活组织切片的人类诱导多能干细胞。

(2011-05-31)
    
    
本栏目编辑助理 叶沈俏