封面故事：噬菌体T4基板的原子模型
本期封面所示为噬菌体T4基板结构在其向宿主细胞上附着前状态的一个手工制作的 “低多边形” (low-poly)图示。噬菌体T4用其可收缩的尾巴来将自己的基因组注入一个细菌宿主细胞内。 在这一过程中居核心地位的是位于尾巴末端的基板。在一项堪称绝技的结构生物学研究中，Nicholas Taylor、Petr Leiman 及同事利用低温电子显微镜生成了T4基板在其向宿主细胞上附着前和附着后构形下的一个原子模型，让我们第一次从分子层面上看到了导致在这两个状态之间的转变的事件的发生顺序。“基板-尾管(tail tube)”复合体包含由15种不同蛋白组成的145个多肽链，这些结构显示了基板是怎样将宿主识别与鞘收缩(sheath contraction)结合在一起的。基板所有核心部分的结构和组织在一系列不同的细菌收缩机构中都是保守的，说明它们的基板采用一个相似的机制来触发鞘收缩。
封面图示: Nicholas Taylor / EPFL, Lausanne
癌细胞系的重新评估
对癌细胞系的药物敏感性所做的大规模分析以前曾被报告产生了冲突的结论。这项分析利用独立生成的数据显示，如果在未来研究中能将关键实验和数据分析实践考虑进去的话，一致性是可以做到的。
新的一类大环内酯抗生素的合成途径
今天所用大部分抗菌药都是基于对天然发酵产品的改性的半合成(semisynthesis)或部分化学合成的产物。现在，这些抗生素中很多都因细菌抗药性的传播而失效。大环内酯抗生素(链霉菌所产生的大环内酯)一直是最有效的官能团之一，这篇论文描述了一条合成大环内酯抗生素的实用合成路径，它绕过了半合成的很多局限性。Andrew Myers及同事介绍了通过简单化学构造模块的汇聚来合成大环内酯抗生素的一条全合成路径。采用这一方法合成了超过300个新的抗生素候选对象，其中一些对那些对当前使用的抗生素有抗药性的菌株有活性。
基因启动的结构基础
真核生物基因转录的启动在每个基因的启动子上通过 “启动前复合物” (PIC)的作用受到严密控制。PIC是由多个亚单元组成的一个结构，由普通转录因子构成。 “RNA聚合酶II” (Pol II) 在启动子上聚集，以确保Pol II的正确加载和双螺旋DNA为实现向RNA转录而正确开启。本期Nature上发表的两篇论文以接近原子程度的分辨率报告了Pol II机构的低温电子显微镜结构。Eva Nogales及同事发表了人PIC在转录启动过程中所有主要步骤的接近原子分辨率的结构模型。他们让我们对启动子熔化和转录泡稳定化过程从机制上有了新认识，也提出了关于与双螺旋DNA相结合的全部PIC成分的一个几乎完全的结构模型。Patrick Cramer及同事报告了包含除TFIIH以外的所有基础转录因子、包含闭合或开启启动子DNA的酵母启动复合物的结构。他们显示DNA开启可以在没有TFIIH的情况下发生，也让我们对DNA开启和模板链(template-strand)加载从机制上有了认识。这些结构显示了酵母与人类转录启动系统之间在结构上的高度保守性。
一个吸积中的白矮星双星系统
这篇论文报告了利用 “甚大天文望远镜” (由欧洲南方天文台经营)上的X-Shooter仪器对被称为 J1433的一个吸积中的白矮星双星系统同时用可见光和红外线进行的时间分辨光谱研究结果。所取得的光谱显示了一个被照亮的 “substellar donor”的存在，它的质量为0.055 ± 0.008个太阳质量，平均光谱类型 (average spectral type)为L1，白天一侧和夜晚一侧由照射诱导产生的平均温差为57K。这些观测结果为关于被照射的亚恒星天体 (这类天体包括热木星和短周期褐矮星双星)的大气层及内部情况的模型提供了一个经验基准。
三价铁催化的羰基-烯烃复分解反应
羰基-烯烃复分解反应与人们已经很清楚的烯烃复分解反应一样，可被用来形成碳-碳键。然而，当前用于羰基-烯烃复分解反应的方法在实际应用中有一些局限性。本文作者演示了一个羰基-烯烃催化闭环复分解反应，它用铁 (一种廉价的、丰富的、环保的过渡金属)作为催化剂。这一反应可采用各种不同的基质，以操作简单、反应条件温和、高官能团耐受性和易于进行克级合成为特征。
一个详细的大气CO2记录
以前试图从冰芯重建观察记录之前的大气CO2水平的工作受到方法问题的制约，但在这篇论文中，Eleni Anagnostou等人发表了从在浮游有孔虫中保存的硼同位素对始新世大气CO2浓度所做的一项新的重建研究，它可帮助填补古气候记录中一个重要时期的空白。绝对值仍然不清楚，但在距今5200万年前左右的一个温暖高峰时期可能是大约1400ppm。从那时直到距今大约3360万年前南极冰层(Antarctic Ice Sheet)形成时，CO2浓度下降了大约一半，从而证实气候与大气CO2浓度之间有一个很强的联系。
东南极冰层的稳定性
西南极大部分地方已知易受冰层快速消退的影响，但我们对东南极冰层(对海平面变化的最大潜在贡献因素)的稳定性却不是很清楚。 Alan Aitken等人利用一组遥感数据显示，东南极的托滕冰川在两个截然不同的子流域侵蚀出了深沟。这表明，该冰川的侵蚀性部分倾向于在其当前位置与内陆方向数百公里远的另一个位置之间交替变化。虽然这项研究不能确定过去或未来冰层消退的时间，但其结果的确表明，东南极冰层的这一部分在一个由大气和海洋变暖驱动下所发生的冰层完全消退的情形下可能会为海平面上升做出几米的贡献。
蝾螈四肢的前后信号
蝾螈四肢在截肢后再生的一些特征多年来困扰着发育生物学家。虽然实验嫁接显示，前后肢并置以及神经分布足以诱导一条腿的形成，但其中所涉及的机制一直是个谜。 Elly Tanaka及同事现在识别出， “成纤维细胞生长因子8” (FGF8)是一个关键的前肢信号，与局限于后肢的 “sonic hedgehog” (SHH)信号传导协同作用，来驱动非再生组织形成一条完整的腿。
什么使得寨卡病毒非常顽固？
Shee-Mei Lok及同事发表了寨卡病毒的一个分辨率为3.7 Å 的低温电子显微镜图像，它显示了一个典型的黄病毒结构。他们报告说，与相关的黄病毒“登革病毒”形成对比的是，寨卡病毒在40 °C具有热稳定性。他们猜测，这种结构稳定性也许对该病毒在精液、唾液和尿液中能够生存的能力有贡献。
(www.natureasia.com 2016-5-19)
