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抗生素抗性基因的分布和扩散图
Nature封面:秘鲁首都利马位于城乡接合部的一个贫穷棚户区,名叫 “Pampas de San Juan de Miraflores”。Nature杂志第7602期封面文章报道了绘制抗生素抗性基因的分布和扩散图是公共卫生方面的一项优先任务。来自拉丁美洲两个低收入社区的细菌群落结构和抗性基因交换网络被定性,这两个社区分别是萨尔瓦多首都圣萨尔瓦多以南35公里的一个由自耕农组成的村庄和秘鲁首都利马西南大约15公里的沙丘地带的一个棚户区。通过对数百个相互联系的人类粪便和环境样本进行功能基因组学研究和全元基因组测序,发现不同生境的“抗性组”的结构一般是由细菌系统发育沿生态梯度决定的,但关键抗性基因能穿过这些边界。他们还对粪便管理方式在防止抗性基因扩散中所起作用进行了评估。
噬菌体T4基板的原子模型
Nature封面: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”。Nature杂志第7603期封面文章报道了噬菌体T4基板的原子模型。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。该过程的核心是位于尾巴末端的基板。通过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,首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”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。
大小的确很重要
Nature封面:两只狐獴。Nature杂志第7604期封面文章报道了哺乳动物合作种群中个体的竞争生长情况。狐獴是小型群居肉食性动物,在每一群内一个居支配地位的繁殖对(breeding pair)垄断繁殖活动,而它们的后代则由所有群体成员来抚养。争夺繁殖角色的竞争是激烈的,个体在群体中的地位取决于其大小和重量。Elise Huchard等人研究了野生喀拉哈里狐獴的一个天然种群,发现它们在不断估计彼此的大小,以确保年轻个体不会超过它们的大小,因而也不会超过它们的群体地位。一旦一只狐獴成为群体中的老大,它就会猛长一阵,以确保它仍然比其最大的对手更大、更重。作者提出,对竞争风险的类似反应可能也会出现在如家畜和灵长类等其他群居哺乳动物中。
冥王星上的 “史波尼克平原”
Nature封面:NASA“新视野号”飞船所看到的冥王星上的“史波尼克平原”。Nature杂志第7605期封面文章报道了冥王星表面上吸引人的细节情况。包括被称为“史波尼克平原”的一个填满冰的巨大盆地,它在冥王星的地质活动中居中心地位。“史波尼克平原”表面(大部分由氮冰构成)很大部分被分成不规则的、直径几十公里的多边形,其中心比边缘高出几十米。Alexander Trowbridge 等人报告了一个参数化的对流模型,在其中氮冰强烈对流,其厚度有十公里或更大,形成时间约有100万年。William McKinnon等人(来自“新视野号”团队)显示,在几公里厚的一层固态氮中发生的被称为“sluggish lid”的对流翻转(convective overturn)既能解释这些多边形的存在,也能解释它们为什么那么宽。
信息图探索城市星球的崛起
Science封面:笼罩在浓雾中的迪拜,阿拉伯联合酋长国现代化大都市。Science杂志第6288期封面文章报道了采用信息图探索城市星球的崛起。地球正在变成一座城市星球。大约超过世界人口的一半生活在城市中,而且这一比例还在继续增长。预计到2050年,三分之二的地球人口将生活在城市中。交互性地图显示了1950~2030年之间城市化进程。橙色圆圈代表世界上200座超级大都市。圆圈越大,人口越多,城市中心的热岛现象也越来越常见。可持续和高效的发展城市话进程是现阶段需要考虑的重要事情。点击该链接http://scim.ag/1Tb0WdZ,体验都市星球的机遇和挑战。
云的诞生
Science封面:云层环绕的瑞士少女峰斯芬克斯天文台。Science杂志第6289期封面文章报道了自由对流层新粒子的形成,特别是化学和实效性的问题。瑞士阿尔卑斯山中部的少女峰斯芬克斯天文台是获取微滴云微粒的理想位置。在对流层许多颗粒的形成是实时发生的,大气凝结核来源的一半来自大气新粒子生成(New particle formation, NPF),从而影响云的质量和地球能量平衡。与行星边界层不同,在自由对流层极少观察到NPF。新的观测证据显示在高海拔地区,NPF主要通过高氧分子(highly oxygenated molecules, HOMs)的冷凝形成。一系列新的发现将改进大气模型的NPF参数。
纳米阵列“超级镜头”
Science封面:二氧化钛纳米阵列构成的超级镜头。Science杂志第6290期封面文章报道了一款比纸还要薄的透镜系统,它与当前世界上最先进的光学成像系统放大成像效果相当。美国哈佛大学研究团队使用高纵横比的二氧化钛纳米阵列构成“超表面”以控制其中光波相互作用的方式,得到了数值孔径高达0.8的透镜,可在可见光谱范围内高效率工作,实现亚波长分辨率成像。通俗的说就是一个比一张纸还要薄的透镜,可将图像放大170倍,而且图像质量还和当前世界上最先进的光学成像系统相当。这种超小、超轻、超薄、柔性的超级镜头可以应用在很多方向。
红色警报——保护英国红松鼠
Science封面:英国红松鼠。Science杂志第6291期封面文报道了人类保护英国红松鼠所做出的努力。英国红松鼠的种群栖息地受到北美灰松鼠侵入后,由于受到灰松鼠携带致命病毒的影响,红松鼠的数量锐减,生存现状受到严重威胁。这种灰松鼠比红松鼠强壮,它们跟红松鼠争抢食物,在激烈的竞争中,红松鼠总是处于弱势。灰松鼠的繁殖能力也比红松鼠强,所以灰松鼠的数量在急剧上升,结果红松鼠的栖息地进一步被压缩。灰松鼠身上携带有疱疹病毒,这是一种滤过性皮肤病,它们虽然携带着病毒,但不致病,可是红松鼠却对这种病毒十分敏感,一旦传染上就会得病死亡。科学家们正在努力拯救这一可爱的濒危物种。endprint
科学中国人2016年8期