封面故事：

 

“伯吉斯页岩型”动物群落

 

在早奥陶世地层被发现

加拿大的伯吉斯页岩以含有各种各样软体动物化石而出名，这些动物来自寒武纪中期，距今约5.1亿年，它们提供了一个了解早期海洋动物的窗口。现在，人们知道类似的动物来自相距非常远的不同地方，如中国和格陵兰，但过去有关证据似乎表明，这些动物在寒武纪中期灭绝了。实际上不是这样的。一种“伯吉斯页岩型”动物群落已在摩洛哥的Lower Fezouata和Upper Fezouata构造中发现，其时间在距今约4.80亿至4.72亿年前的早奥陶世。这种类型的动物在寒武纪之后显然还存在，之所以这样，既与软体化石保存机会有关，也同样与灭绝和存活有关。Fezouata生物区系为伯吉斯页岩群落和“奥陶系大规模生物多样化事件”（海洋生命史中最大事件之一，以前几乎全部由有壳类动物化石来代表）的早期阶段提供了一个联系。本期封面所示为来自Fezouata生物区系的一种marrellomorph节肢动物。

 

ES和iPS细胞中基因表达的比较

 

iPS细胞（诱导多能干细胞）在多大程度上相当于胚胎干细胞（ES细胞）是一个并没有唯一答案的问题。一些研究报告称，与ES细胞相比，数百个基因在iPS细胞中异常表达，而iPS细胞能够通过四倍体胚胎互补生成全部为iPS细胞的小鼠来满足关于发育潜力的最为严格的测试之一。为了用最少量的涉及因子来回答这一问题，Stadtfeld等人对在遗传上相同的小鼠ES和iPS细胞中的基因表达进行了比较。他们发现，mRNA和microRNA总体表达模式是无法区分的，少数转录体和少于20个由12qF1染色体上一个印记基因簇编码的microRNA除外。iPS细胞的发育潜力取决于基因在这个点上是被关闭（沉默）还是处于活跃状态。

 

起积极调控作用的增强子

 

调控蛋白与非编码DNA结合，这个非编码DNA要么接近于某个启动子上的一个基因的mRNA转录启动点，要么远离它而存在于染色体上的一个增强子上。增强子通过帮助将RNA聚合酶吸引到启动子来发挥作用。现在，对超过1万个增强子（它们对神经元中的电活动产生响应）所作的一项全基因组测序研究表明，调控过程也将聚合酶带给增强子本身，在此它们转录非编码RNA。这种“增强子RNA”（eRNA）合成现象只发生在积极促使从一个启动子来合成mRNA的增强子上。这些结果表明，至少在大脑中，增强子在调控基因表达中所起的“类似启动子的”作用要比人们以前所认为的更积极。

 

白矮星的确是可靠的星系计时器

 

白矮星是恒星演化的最常见终点，所以它们传递关于一个星系结构和演化（如其年龄）的重要信息。NGC 6791是一个富含金属的疏散星团，它离我们非常近，以至于亮度非常低的白矮星都可以拍摄到。由根据其主星序星的“关闭”年龄所确定的它的年龄估计约为80亿年，但“白矮星亮度”年龄（反映白矮星冷却序列的终止）约为60亿年。这一明显偏差为白矮星作为星系计时器的可靠性蒙上了疑云。一个可能的解释是，由于白矮星温度低，随氦的燃烧所产生的“氖-22”会沉入恒星内部，造成“碳-12”和“氧-16”的结晶和分离，延缓冷却。Garcia-Berro等人利用对整个白矮星演化过程的数值模拟发现，物理分离的确发生在NGC 6791的核心中。这证实了该星团年龄的确为80亿年，也恢复了白矮星作为可靠计时器的声誉。

 

在分子尺度上工作的纳米机器人

 

两个小组报告了在研制能够在分子尺度上做有用工作的可编程“纳米机器人”方面所取得的显著进展。较大的机器人需要一个记忆装置来存放指令，但这些小机器人却是从它们环境中的分子接受指令的。两个体系都利用了最近几年开发出的两个重要DNA模块：一个是沿DNA轨道行走的“DNA行走者”；另一个是“DNA折纸”。Gu等人演示了一个微型组装线，它能通过将三种不同类型的金纳米颗粒结合起来制造8种可能的复合物。一个“DNA折纸”砖是这个生产线的框架和轨道，一个有三只手、四只脚的“DNA行走者”沿这个轨道行走，生成最终产品，其方式是：在它通过三种不同的载货DNA机器时将所收集的金纳米颗粒连接起来。Lund等人演示的纳米机器人是蜘蛛形状的“DNA行走者”，它们能在一个二维“DNA折纸”景观中感应和改动基质分子轨道，这个景观通过编程来让“行走者”执行诸如“开始”、“跟随”、“转弯”和“停止”等动作。

 

（田天/编译，更多信息请访问www.naturechina.com/st）