封面故事：水分供应环境在决定亚马逊流域碳均衡中所起感化
本期封面所示为巴西Acre州Senador Guiomard市日出时的一棵坚果树。我们对陆地碳出入对天气非常的性的认识在很大程度上是基于模仿及小规模生态系统研究，而且仍然是不确定的。这意味着，虽然以亚马逊雨林生物质形式存储的大量碳的命运对于将来天气趋向来说很是环节，但尚不清晰的是，亚马逊仍会是一个“碳汇”，仍是会成为一个“碳源”，以及能否会成为天气变化的一个驱动要素。按照非常热和非常湿年份的二氧化碳和一氧化碳丈量成果对季候和年度碳均衡所做的一项新的阐发表白，水分供应环境在决定亚马逊流域碳均衡中起主要感化。在2010年，干旱降低了动物出产，了能够在植被中存储的碳的数量；与此同时，大量碳被林火。该地域在2011年（一个潮湿的年份）是碳中性的，这是因为因林火所丧失的碳削减了，被植被接收的碳添加了。封面：P& Piel及同事在本文中演讲，他们操纵单细胞和元基因组阐发识别出两个潜在的“工场”，二者都是候选属Entotheonella的，是化学丰硕的海绵Theonella swinhoei的共生体。主要的是，他们发觉，两种微生物的基因组都编码多个截然分歧的生物合成基因簇，这些基因簇一路可注释过去被认为是由海绵寄主生成的生物活性聚酮化合物和肽的大大都。这一发觉将Entotheonella和新提出的Tectomicrobia门简直定为与放线菌相当的一个“有生化才能的”(biochemically talented)门。（doi:10.1038/nature12959& doi:10.1038/nature13049）
癌症免疫疗法的新方针
免疫疗法是癌症研究的一个主要范畴，并且最新研究表白，以T细胞上的性受体为方针进行医治，在临床上对晚期癌症患者会有益处。这一范畴的一个次要问题是，难以找到潜在医治方针。在这项研究中，Kai Wucherpfennig及同事证明，在活体中寻找医治方针是可行的：操纵“短发卡RNA”(shRNA)筛选来识别在长有肿瘤的小鼠体内改变能渗入进肿瘤的CD8 T细胞之感化的基因。他们识别出调控性磷酸脂酶Ppp2r2d是如许一个方针，而且发觉T细胞中Ppp2r2d的使它们能在肿瘤内堆集，同时显著延迟肿瘤发展。（doi:10.1038/nature12988& doi:10.1038/nature13050）
卵白转位通道的布局
新和成的卵白被定向到SecY/Sec61卵白传导通道上，以便穿细致胞膜来转位。 本期Nature上两篇论文采用低温电子显微镜来领会这一主要卵白转位过程的机制。Eunyong Park等人颁发了不活跃的和活跃的细菌核糖体-通道复合物的布局；Marko Gogala等人颁发了一个哺乳动物核糖体-通道复合物在闭合和半构形下的布局。这些布局显示，核糖体结归并不会形成该通道发生很大布局变化。相反，新和成卵白的一个憎水区域的膜插入似乎会协助该通道的一部门，同时确保该通道对于离子流动来说连结封闭。（doi:10.1038/nature12720& doi:10.1038/nature12950）
同业压力是同业评审的一个构成部门
科学通过思惟的以及随后对这些思惟的捍卫或（凡是以同业评审的形式进行）来成长变化。Marcus Munafò及同事采用模仿研究来切磋当所涉及的研究人员完全努力于学问的前进时和当其他外在要素影响决按时（即需要做出相反的客观和客观决按时）同业评审过程是如何进行的。他们发觉，科学家的行为可能会遭到从他们平辈的行为收集到的消息的影响，以至被后者所安排。例如，对一篇文章进行的决定，可能会由以前所颁发的内容来决定，而于科学家的小我概念。这种现象（被称为“随大流”）有一个固有的风险，即在某些环境下人们会专注于一个不准确的谜底。然而矛盾的是，审稿人所做决定的客观程度会有益于对可获得的消息进行处置、以便对实在环境做出更精确的估量。（doi:10.1038/nature12786）
U6 snRNP在pre-mRNA剪接中的感化
Crystal structures of the Lsm complex bound to the 3′ end sequence of U6 small nuclear RNA
前体RNAs (pre-mRNAs) 被剪接体（它由五个被称为snRNPs的子复合物构成）和其他辅助因子处置。每个snRNP含有一个由7个成分形成的卵白环布局和一个相关的RNA。施一公及同事获得了U6 snRNP的Lsm卵白环在有和没有一个包含U6 snRNA的3′端的 RNA两种环境下的晶体布局。这些数据了RNA结尾的四个尿嘧啶是如何被几个U6 Lsm卵白识此外，也将这些彼此感化与Sm卵白在其他snRNPs中与RNA的接触区分了开来。（doi:10.1038/nature12803）
动物的天敌推进生物多样性
热带雨林非常高的丰硕度需要一些注释，而令人信服的一个注释，即Janzen–Connell效应，听起来违反直觉。它认为，群落多样性遭到真菌病原体和地面上的食草虫豸等天敌的推进，这些天敌使得任何“寄种”个别都不克不及变的太遍及。这篇论文演讲了在伯利兹的“Chiquibul丛林区”所做尝试。在尝试中，真菌和虫豸在受控前提下被从林地中断根。成果，真菌病原体能推进高动物多样性，食草虫豸改变这些动物群落的构成。（doi:10.1038/nature12911 & doi:10.1038/nature12851）
宇称不守恒道理的再研究
Measurement of parity violation in electron–quark scattering
宇称对称（或镜像对称）意味着，摆布互换不改变物理定律。在弱核力感化下宇称守恒的是在上个世纪50年代中期被发觉的，电子散射中宇称的（破缺）过去在确定粒子物理的尺度模子中是主要的，此刻也被用来验证该模子。这项研究演讲了一个高精度电子-夸克散射尝试，它以比以前通过这一散射过程所进行的惟不断接研究高五倍的精度供给了对宇称不守恒的一个测定成果。该研究的成果了电弱彼此感化粒子物理学理论的预测，同时也对尺度模子以外的宇称破缺彼此感化供给了束缚。（doi:10.1038/nature12964& doi:10.1038/506043a）
封面故事：《2013国际科学与工程可视化挑战赛》获者揭晓
获作品将刊载于2014年2月7日出书的《科学》上
显示来自太阳的粒子和能量对地球天气与气候影响的有目共睹的视频是《2013国际科学与工程可视化挑战赛》的甲等赢家之一，这一挑战赛是由《科学》和美国国度科学基金会（NSF）结合主办的。
“动态地球”是该片子动画项目标名称，美国航空航天局（NASA）戈达德太空飞翔核心的Horace Mitchell与其合作者配合构想了这一4分钟的视频片段；他说，这一视频“描述了从太阳风的流动粒子及日冕物质狞恶的抛射到由太阳对大气和海洋的加热所驱动的风及洋流等太阳对地球的庞大规模的影响。” “观众能够通过以上这些动态系统感遭到各类流动给人带来的有序与无序的绚丽感受。”来自NASA的科学可视化工作室的视觉设想师制造的这一视频片段是一个更长的由Liam Neeson进行讲解的高分辩率片子的一部门。该完整的片子此刻正界各地60多个天文馆内放映，估量的旁观人数达50万之多。
《科学》施行编纂Monica M. Bradford说：“这些获者在让观众沉浸在科学傍边的同时，也让科学数据变得斑斓起来，并且也使新变得活泼活跃”；《科学》是由AAAS这一非营利的国际科学协会出书的。“该项旨在表扬获者制造的视频及视觉画面的杰出才能。”
“看不见的珊瑚流”是一幅照片，它展示了由建立礁石的珊瑚所发生的微观标准的流动之美；它将成为2014年2月7日刊《科学》的封面照片。来自麻省理工学院的Vicente Fernandez注释说：“珊瑚依托衬在其概况的极小的毛发或纤毛的摆动从而断根残渣并促进珊瑚与四周海水的养分及气体互换，而流动就在这个过程中发生了。” 这一能让在社交上分享他们出格喜好的作品的年度竞赛收到了1983份“之选”的投票。这些得的参赛作品之一是“可穿戴的能源”，它描述了一个将电源内置于衣服织物内的产物。它可被用于医疗、军事及活动服装业。德雷克塞尔大学的Kristy Yost说：“[它]就这一手艺最终将若何被用于日常糊口进行了展现。我们正在研发可被完全编织并被整合到储能面料内的纱线，以给未代的电子服装供给能源。”
该国际竞赛目前曾经进行了11个岁首了，它所表扬的是那些用视觉向通俗公共传达科学研究及的获者。来自NSF及《科学》的工作人员对来自12个国度——此中包罗17个美国的州及地域的227个参赛作品进行了筛选。评判的尺度包罗视觉冲击力、无效的沟通、新颖感及原创性。
该年度挑战赛展示了互动视频及宏伟的视觉画面，此中的一些亮点包罗：
给脑画图:一个被称作“EyeWire:给大脑画图的游戏（A Game to Map the Brain）”是一项供公共参与的神经科学游戏，这款游戏可让玩家绘制大脑中神经元的3维布局。以麻省理工学院为工作的Sebastian Seung说：“绘制人的整个毗连组历来都是最巨手艺挑战性的。”该小组Amy Robinson说：“来自135个国度的10万多人在EyeWire.org开通的第一年里参与了这个项目。”
通过人体的肠道之旅:由Arkitek Studios制造的3D动画演示“肠粘膜免疫”摸索了人体免疫系统若何对胃肠道系统内的细菌做出反映--即它是若何机体免受食源性致病菌及它是若何对细菌入侵做出反映的--该动画演示从宏观按比例缩小至亚细胞程度并就身体内部的运转体例是若何取得其均衡的进行了察看。
目睹纳米粒子之美:“之选”视频“球形核酸”是由Seagull Company及西北大学制造的别的一个动画演示片，它给观众供给了第一手的机遇以察看将SNAs标为医治具有遗传根本疾病的潜在方式的属性。源Mirkin博士所做的研究，其内容概述了这些属性若何使其本身在生物医学范畴对医治方式有益。
其它的获作品包罗一个吸引STEM范畴的学生处理科学问题的互动使用软件；一幅遭到日本木成品的照片，它显示了叶片茸毛的精微布局。一幅数字绘制的插图对一只冻晕海龟所履历的4个阶段的轮回进行了描述；一幅在具有多层颜色编码暗码的棉织被子上以数字体例打印的图像，表白有几多人会选择不异的暗码。一个对世界海洋深度进行摸索的3D游戏；一种在某个手雕像上实施的新鲜的生物膜成像手艺以比一般分辩率高400倍的体例向人们传达细菌发展的消息；一种可以或许让利用者通过上下挪动时间轴而目睹地球从一个熔融体改变到我们此刻所知的的东西；以及更多的内容。（DOI:10.1126/science.343.6171.600）
降低氯离子以恢复转换功能
据一则新的演讲显示，一种药物可防止自闭症模子的怀孕小鼠的儿女呈现自闭症行为，虽然无法在产前将该药物赐与人类妊妇（由于没有法子筛检人类胎儿的自闭症），但在之后的发育过程中赐与该药物，即将这种药物赐与曾经呈现自闭症症状的小童，如许的临床试验正在取得进展。自闭症谱系妨碍或ASD的成因是复杂的。脑神经元持久的兴奋似乎是其部门肇因。因而，GABA -- 它是大脑中次要的性神经递质 -- 遭到了关心；对一个发展中的胎儿而言，GABA凡是会激发其大脑内神经元并接着在其出生时让这些神经元安静下来，这一转换是由来自母体的催产素介导的，它具有性的功能。但在自闭症中，这一转换没有发生。其神经元仍然处于激发形态，由于氯离子--这是一种环节的信号传导 – 的储蓄积累浓度要高于其应有的浓度。在先前提到的临床试验中，一种叫做布美他尼的可降低氯离子的药物似乎可以或许在有ASD的儿童中恢复GABA的转换功能，同时削减自闭症和阿斯伯格分析征的严峻程度。为了更好地舆解布美他尼能否会以他们认为的感化体例影响（即通过降低氯离子的程度）作为GABA转换根本的细胞过程，并确定仅恢复该转换本身能否就能减轻自闭症的症状，Roman Tyzio及其同事（他们中无数人参与了临床试验）对2个啮齿类的自闭症动物模子进行了研究。研究人员发觉，在怀胎小鼠中的催产素没有从母体向胎儿发送信号，而其成果是氯离子会在胎儿神经元内储蓄积累，其浓度比应有的浓度要高。然而，通过给母体打针布美他尼，研究人员可以或许将氯离子浓度降至其得当的浓度--并因此恢复了GABA的转换功能。至关主要的是，接触这种医治的小鼠的儿女没有自闭症的特征。这项研究为在那些正在参与临床尝试的并曾经呈现了自闭症症状的小童利用布美他尼供给了支撑。由 Andrew W. Zimmerman 和 Susan L. Connors 所撰写的一篇《概念栏目》提出了更多的看法。这项研究获得了来自Neurochlore的赞助；Neurochlore是一家专注于医治发育妨碍的公司。（DOI:10.1126/science.1247190）
转移抗体留意力的卵白会协助病原体
一项新的研究显示，通过与其的抗体结归并此中的大大都，一种新发觉的卵白可抗体行使其本能机能。这种被称作卵白M的卵白质的活性代表了细菌免疫系统的一种新体例。卵白M的可与无数抗体连系的能力还使它成为一种主要的用于工业规模抗体纯化的可能的东西。抗体是由免疫系统用来发觉并中和像细菌及病毒等异物的大卵白。大大都抗体味与特定的抗原连系。然而，在研究作为慢染根本的细胞过程时，Rajesh Grover及其同事发觉了一种由支原体菌发生的能与很多分歧抗体连系的奇特的膜卵白，其无效地了它们用于锁定抗原的空间。通过一系列的尝试，研究人员显示，卵白M会强力地与人、小鼠、大鼠、兔子、山羊及牛的抗体连系，从而降低了抗体与它们预期的病原体的连系能力。他们认为，卵白M的大号尺寸（它看来是迄今发觉的最大的抗体连系卵白）可协助它达到这一抗体的效应。并且正如其它的抗体连系卵白已经协助科学家们提纯抗体以用于各类研究一样，这一卵白也很可能会供给如许的协助。（DOI:10.1126/science.1246135）
当医治会促使肿瘤转移时
β1 Integrin Inhibition Elicits a Prometastatic Switch Through the TGFβ–miR-200–ZEB Network in E-Cadherin–Positive Triple-Negative Breast Cancer
一项新的研究显示，一项旨在医治原发性肿瘤的策略可能会促使身体其它部位肿瘤细胞的扩散。在癌症病人中，医治的目标是为了原发性肿瘤并防止其扩散。当很多细胞与其细胞外基质分手时，它们就会灭亡；一个正在进行傍边的临床乳腺癌研究的疗法可阻断β1整合素，后者是一种在细胞粘附中起感化的出格卵白。现在，Hoa Truong 等人演讲说，阻断β1整合素的疗法可能会在特定的患者中惹起肿瘤转移性疾病。在体外研究中——研究人员在这些研究中阻断了被称作TNBC细胞系的乳腺癌细胞系中的β1整合素的功能，这些癌细胞获得了零丁迁徙的能力；在培育的环境下，它们可挪动并侵入一个三维的胶原基质。当被打针到斑马鱼体内时，缺乏β1整合素的TNBC细胞会比其亲本的TNBC细胞播散得更远；当这些细胞被植入到小鼠体内时，这些细胞会构成更多的非转移性肿瘤，虽然其与植入的亲本细胞所发生的原发性肿瘤比拟会发生较小的原发性肿瘤。由Truong等人所做的研究提醒，β1整合素节制着一个可癌症细胞扩散的信号传送收集，并且更进一步地说，以β1整合素作为标靶的疗法可能不适合于某些乳腺癌患者。
南半球反复性的大气轮回
研究人员说，在地球的南半球，每隔20至30天，大气就会以反复的模式进行轮回。他们的发觉令人感应不测，这不只由于这一大规模的轮回模式在如斯长的时间中不断未被留意到，并且由于所有的有记实的主要周期性大气轮回模式大多集中在热带地域。David Thompson 和 Elizabeth Barnes现在演讲，这些反复性的轮回模式，像ENSO——麦儒季候内振荡（Madden-Julian Oscillation）和准两年振荡——能够同样地在中纬度发生--且他们的发觉可协助改善景象形象预告，并且能协助科学家们理解驱动地球天气变化的物理过程。研究人员提醒，这一范畴普遍的大气过程与斜压性或密度对南半球温度与压力的依赖性相关；他们说，它可作为半球标准的热漩涡、降水量及动能而被察看到。Thompson 和 Barnes 创制了一个简单的模子来申明这一过程，并发觉它可精确地展示南半球的这一周期性行为。他们还发觉，分歧复杂程度的全球性轮回的尺度模子展示了这一周期性的行为。据研究人员披露，这一事务的周期性的性质可能与在斜压性和盘旋的热通量之间的双向反馈相关。他们说，这种反复性轮回模式简直认应能协助研究人员理解并更好地预测南半球天气的可变性。（DOI:10.1126/science.1247660）
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