《自然》评出2008年度最佳论文

英国《自然》杂志近日评出了其2008年度发表的最佳论文，共22篇，覆盖了生命科学、物理学、化学、天文学、医学、海洋学等多个领域。

  

1.  哪里去找磁单极子  

所有磁体均具有南极和北极。上世纪30年代，Dirac曾利用磁单极子来解释电荷量子化，而现在磁单极子理论上出现在了粒子物理学中。物理学家曾徒然地在宇宙射线和粒子加速器中搜寻磁单极子。这项理论研究提示了一个更好的搜寻地点——磁性“自旋冰”材料中。不过，搜寻仍然在继续。

  

相关论文：Magnetic  monopoles  in  spin  ice  http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7174/abs/nature06433.html

  

2.  以DNA为基础的纳米结构  

包括3篇纳米技术方面的论文。第一篇是原理验证性实验，利用DNA发夹指导生物分子的合成。最终目标是自动设计带有特定功能的生物分子。另2篇论文将一个长达10年的理论付诸实践，他们显示，DNA附着于金纳米粒子可被选择性自组装，作为特定类型的纳米结晶结构，将来可作为光学和电子材料。

  

相关论文：Programming  biomolecular  self-assembly  pathways    http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7176/abs/nature06451.html

DNA-guided  crystallization  of  colloidal  nanoparticles    http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7178/abs/nature06560.html

DNA-programmable  nanoparticle  crystallization  http://www.nature.com/nature/journal/v451/n7178/abs/nature06508.html

  

3.  遗失的反物质  

科学家利用日本KEK高能物理装置“B工厂”电子-正电子对撞机，测量了B介子衰变率中的反常不对称。物理学家称，新的数值连同斯坦福线性加速器（SLAC）得到的类似结果，可能有助解释宇宙间反物质的近乎消失状态。

  

相关论文：Difference  in  direct  charge-parity  violation  between  charged  and  neutral  B  meson  decays  http://www.nature.com/nature/journal/v452/n7185/abs/nature06827.html

  

4.  人工酶  

这篇论文用计算蛋白设计方法生成了新型酶，这朝着设计超越天然生物催化剂催化能力的酶的目标迈进了重要的一步。

  

相关论文：Kemp  elimination  catalysts  by  computational  enzyme  design  http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7192/abs/nature06879.html

    

5.  来自远古的大气  

来自远古环境的直接证据极为罕见，因而也极端珍贵。这两篇论文提供了新的数据，将过去大气的记录回溯至80万年前，其中包括迄今在冰核中测得的最低二氧化碳浓度。

  

相关论文：High-resolution  carbon  dioxide  concentration  record  650,000–800,000  years  before  present    http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7193/abs/nature06949.html

Orbital  and  millennial-scale  features  of  atmospheric  CH4  over  the  past  800,000  years  http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7193/abs/nature06950.html

    

6.  温度下降的那一天  

过去一个世纪全球海平面温度的记录，巩固了我们对于人类活动影响气候变化的认识，从数据上来看也毫无问题。不过这篇论文却发现，1945年时，温度测量设备的更换与温度下降0.3摄氏度相一致。这种不连续性可达世纪升温趋势的40%，所以修正这一点可能会充分改变总体记录。

  

相关论文：A  large  discontinuity  in  the  mid-twentieth  century  in  observed  global-mean  surface  temperature  http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7195/abs/nature06982.html

    

7.  带颜色的组织  

MRI扫描是医疗诊断中的一大创举，通过增加“颜色”可简化这一技术。新方法利用微小可注射金属微结构对射频信号作反应，并可以不同的颜色显示出来。虽然还有很多的研究要做，但是富含信息的彩色MRI扫描已经成为一种独特的方法。

  

相关论文：Micro-engineered  local  field  control  for  high-sensitivity  multispectral  MRI  http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7198/abs/nature07048.html

  

8.  令人吃惊的脂肪细胞  

这是一个令人吃惊的发现——棕色脂肪细胞与骨骼肌细胞拥有共同的起源，而白色脂肪细胞则具有完全独立的起源。锌指蛋白PRDM16是肌肉和棕色脂肪之间细胞命运开关的强大调节者，所以对于肥胖可能具有治疗潜能。

  

相关论文：PRDM16  controls  a  brown  fat/skeletal  muscle  switch  http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7207/abs/nature07182.html

  

9.  海洋生物学的剧变  

今年，生物学家和气象学家看待病毒影响碳循环的方式发生了变化，这篇论文是引发这种变化的文章之一。研究发现，抗菌素会感染大多数深海细菌，它们杀灭宿主并释放碳至上层水域，同时刺激细菌生长，这可能是全球碳循环的一个主要驱动力。

  

相关论文：Major  viral  impact  on  the  functioning  of  benthic  deep-sea  ecosystems  http://www.nature.com/nature/journal/v454/n7208/abs/nature07268.html

    

10.  目睹黑洞  

你无法“看见”黑洞，但这一研究观测通过挑选Sgr  A*视界外射电中的结构接近了这一目标，Sgr  A*是银河系中央的超大质量黑洞候选者。

  

相关论文：Event-horizon-scale  structure  in  the  supermassive  black  hole  candidate  at  the  Galactic  Centre  http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7209/abs/nature07245.html

  

11.  人造树  

科学家在一项最新研究中，用隐形眼镜的原材料——人工凝胶制造出了“芯片上的树”，它能够复制植物中特有的水分运输。该研究成果有望改善土壤修复技术，并创造出更加有效的冷却系统。

  

相关论文：The  transpiration  of  water  at  negative  pressures  in  a  synthetic  tree  http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7210/abs/nature07226.html

  

12.  重访细胞生物学  

这篇研究完全改变了我们看待熟悉的细胞过程的方式。传统生物化学认为，细胞以全或无的方式向核发送调节蛋白，激活目标基因，以对环境变化作出反应。这篇文章揭示，酵母细胞中从细胞质向细胞核的迁移是爆发式的。

  

相关论文：Frequency-modulated  nuclear  localization  bursts  coordinate  gene  regulation  http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7212/abs/nature07292.html

  

13.  观看物种形成  

这篇研究填补了我们对于种间交配阻碍物理解的空白。非洲的棘鳍鱼（cichlid）是已知形成物种速度最快的物种。它们的视觉系统发生变化，影响雌性偏爱与不同颜色的雄性交配，驱动了进化分歧。

  

相关论文：Speciation  through  sensory  drive  in  cichlid  fish  http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7213/abs/nature07285.html

  

14.  诱导糖尿病小鼠产生胰岛素  

有多种策略可“去分化”成熟细胞，使其类似具再生能力的胚胎细胞，从而可完成新的功能。用包含3种转录因子的“鸡尾酒”处理糖尿病小鼠，可改编其成熟外分泌胰腺细胞，令其产生胰岛素。

  

相关论文：In  vivo  reprogramming  of  adult  pancreatic  exocrine  cells  toβ–cells  http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7213/abs/nature07314.html

  

15.  跨越细胞膜  

科学家确定了单个细菌蛋白导电电路和SecA动力蛋白之间联合体的晶体结构，这是一个令人印象深刻的技术成就。它揭示了蛋白穿越细胞膜的一些细节。

  

相关论文：Structure  of  a  complex  of  the  ATPase  SecA  and  the  protein-translocation  channel  http://www.nature.com/nature/journal/v455/n7215/abs/nature07335.html

  

16，基因组测序  

DNA测序现在只需花费几个月和数千美元即可完成。这一组文章包括了标志性的几篇论文——对非洲约鲁巴人和中国汉族人的基因组测序，以及对白血病患者的基因组测序。

  

相关论文：Accurate  whole  human  genome  sequencing  using  reversible  terminator  chemistry  http://www.nature.com/nature/journal/v456/n7218/abs/nature07517.html

The  diploid  genome  sequence  of  an  Asian  individual  http://www.nature.com/nature/journal/v456/n7218/abs/nature07484.html

  

17.  癌症干细胞假说  

癌症干细胞假说认为，实性瘤中只有少数细胞是致瘤的，标靶这些细胞可能是最好的治疗方式。新的研究结果在一些黑素瘤中对这种方法提出了质疑，不过这一假说在白血病等癌症中可能仍然有效。

  

相关论文：Efficient  tumour  formation  by  single  human  melanoma  cells  http://www.nature.com/nature/journal/v456/n7222/abs/nature07567.html

  

18.  神经运动弥补术  

今年脑-机接口领域取得了密集的进展。先前有研究表明，向猴子脑部植入电极可训练它们移动机器手臂，显示了先前与运动控制无关的单个神经细胞可用来恢复瘫痪手臂的运动。这篇论文是一个后续研究。这种技术看起来似乎能在人类中应用。（科学网  梅进/编译）