器官生成依靠很多細(xì)胞相互作用的協(xié)調(diào)來產(chǎn)生形成發(fā)育中的、組織所需的、集體性的細(xì)胞行為。Yoshiki Sasai及其同事建立了一個(gè)“三維細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)”，浮動(dòng)的小鼠胚胎干細(xì)胞團(tuán)能夠成功地將它們自己組織到一個(gè)與“視杯”（一種袋狀結(jié)構(gòu)，在胚胎生成過程中發(fā)育成視網(wǎng)膜的內(nèi)層和外層）相似的分層結(jié)構(gòu)中。在進(jìn)一步的3D培養(yǎng)中，這個(gè)“視杯”形成如在出生后的眼睛中所看到的那樣完全分層的視網(wǎng)膜組織。這種方法對(duì)于視網(wǎng)膜修復(fù)的干細(xì)胞療法也許有重要意義。本期封面所示“視杯”是從在試管中形成的一個(gè)“視杯”的多光子圖像生成的。

　　纖維蛋白原結(jié)構(gòu)的病理研究

　　Group A Streptococcus（GAS）是一種廣泛存在的細(xì)菌病原體，既會(huì)造成溫和的感染，也會(huì)造成有高死亡率的嚴(yán)重入侵性疾病，如“鏈球菌中毒休克綜合癥”。M1蛋白（最具入侵性的GAS的一種主要毒性因子）能造成血管泄漏和組織損傷；這些病理依賴于其與宿主纖維蛋白原的相互作用和嗜中性粒細(xì)胞隨后的激發(fā)?，F(xiàn)在，X射線晶體學(xué)研究顯示了這一過程的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。M1蛋白將四個(gè)纖維蛋白原分子組織到一個(gè)特定的十字架一樣的結(jié)構(gòu)中，該結(jié)構(gòu)支持一個(gè)M1-纖維蛋白原網(wǎng)絡(luò)，類似一種纖維蛋白血栓。這一網(wǎng)絡(luò)是嗜中性粒細(xì)胞的激發(fā)所必需的。M1中需要一個(gè)構(gòu)形變化才能結(jié)合纖維蛋白原，這說明M1中的纖維蛋白原結(jié)合點(diǎn)對(duì)免疫監(jiān)視是隱藏的。這項(xiàng)工作表明，M1-纖維蛋白原復(fù)合物在“鏈球菌中毒休克綜合征”的治療中是一個(gè)潛在治療目標(biāo)。

　　腸內(nèi)菌叢與心臟病的聯(lián)系

　　Stanley Hazen及其同事發(fā)現(xiàn)，腸內(nèi)菌叢能通過代謝食物中的一種磷脂來影響心血管疾病。他們用定向“代謝組學(xué)”方法來識(shí)別血漿中的代謝物，其水平能預(yù)測(cè)接受心臟評(píng)估的研究對(duì)象日后發(fā)生非致命性心臟病、中風(fēng)或死亡的風(fēng)險(xiǎn)。食物中卵磷脂三種代謝物（膽堿、甜菜堿和trimethylamine N-oxide，即TMAO）在血漿中的水平與心血管病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的增加有關(guān)。腸內(nèi)菌叢已知在由膽堿形成TMAO中起一定作用。另外，用易患動(dòng)脈粥樣硬化的小鼠所做實(shí)驗(yàn)表明，食物中的膽堿能增強(qiáng)巨噬泡沫細(xì)胞形成和病灶形成，但如果腸內(nèi)菌叢沒有抗生素時(shí)卻不會(huì)這樣。這項(xiàng)工作為動(dòng)脈粥樣硬化心臟病提出了新的診斷和治療方法。

　　金剛石一樣的石墨烯晶體管

　　石墨烯（只有單個(gè)原子厚度的層狀碳）有在高頻微電子器件中應(yīng)用的希望?，F(xiàn)在，來自位于紐約的“IBM托馬斯·華生研究中心”的一個(gè)小組發(fā)現(xiàn)，一種像金剛石一樣的碳（它在半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)眾所周知）特別適合用做石墨烯半導(dǎo)體器件的基質(zhì)。石墨烯是通過“化學(xué)蒸汽沉積”（CVD）方法在一個(gè)銅薄膜基質(zhì)上生長(zhǎng)的，然后被轉(zhuǎn)移到一個(gè)金剛石一樣的碳晶圓上。這種方法被用來生成一種高性能石墨烯晶體管，它在 40納米的“門長(zhǎng)度”（迄今所報(bào)告的最短長(zhǎng)度）上具有155千兆赫的截止頻率。這個(gè)體系不僅實(shí)現(xiàn)了CVD-石墨烯晶體管迄今最高的運(yùn)行速度，而且也是迄今在任何石墨烯材料上所演示過的最小的、行為良好的晶體管。

　　腫瘤的單細(xì)胞分析

　　腫瘤已知在遺傳上是異質(zhì)性的，但要在單細(xì)胞層面上來解剖這種異質(zhì)性卻有困難?，F(xiàn)在，將全基因組放大方法與對(duì)通過熒光激發(fā)的細(xì)胞分揀（cell sorting）分離出的單核的測(cè)序結(jié)合在一起的一項(xiàng)研究工作，揭示了來自兩個(gè)患者的乳腺癌的種群結(jié)構(gòu)。在二者當(dāng)中，腫瘤生長(zhǎng)都是通過斷續(xù)的克隆表達(dá)實(shí)現(xiàn)的，幾乎沒有持久的中間體，這與關(guān)于腫瘤進(jìn)展的很多漸進(jìn)模型形成對(duì)比。這種類型的單細(xì)胞測(cè)序在其成本降低之后，對(duì)于癌癥預(yù)后及階段確定很可能具有臨床意義。

　　植物怎樣應(yīng)對(duì)熱壓力

　　重復(fù)性元素如“反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子”（移動(dòng)基因元素，分別構(gòu)成人類和玉米基因組的40%和 60%）的轉(zhuǎn)錄正常情況下是受到抑制的，以防止它們?cè)谡麄€(gè)基因組中失控地?cái)U(kuò)散。Ito等人發(fā)現(xiàn)，擬南芥植物中的熱壓力誘導(dǎo)ONSEN逆轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄。 ONSEN的積累被“小干涉RNA”（siRNAs）抑制。在沒有siRNAs的情況下，新的ONSEN插入出現(xiàn)在后代中，在分化過程中已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)座。這些結(jié)果表明，被siRNAs抑制的壓力留有一個(gè)記憶，從而為防止植物面對(duì)環(huán)境壓力時(shí)發(fā)生隔代反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座提供了一種方式。

　　多樣化生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性更強(qiáng)

　　近年來的研究表明，生物多樣性的保護(hù)可以提高一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)保留養(yǎng)分和保持生產(chǎn)力的能力。這些研究論文已被證明是有爭(zhēng)議的，部分是由于缺乏直接證據(jù)來用一個(gè)機(jī)制解釋該現(xiàn)象?，F(xiàn)在，在涉及對(duì)模型河流系統(tǒng)中的藻類數(shù)量進(jìn)行操縱的實(shí)驗(yàn)中，Bradley Cardinale提出這樣一個(gè)機(jī)制。氮營(yíng)養(yǎng)物的吸收量響應(yīng)于河流生境及擾動(dòng)體系中所發(fā)生的變化，而隨物種豐富度呈線性增加。但當(dāng)小生境結(jié)構(gòu)被通過實(shí)驗(yàn)手段消除時(shí)，這種關(guān)系便消失了。這表明，有更多物種的生境與物種數(shù)量較少的生境相比，能更好利用一個(gè)環(huán)境中的小生境機(jī)會(huì)，從而使多樣化更大的生態(tài)系統(tǒng)能夠獲得有生物活性的資源（如氮）的更大份額。