封面故事：軍事研究的是與非

    軍隊多年來一直是科學(xué)研究的最大投資方之一。軍隊科研投入的成效在日益尖端的進攻性和防衛(wèi)性武器中就可以看得出來。但基于軍事研究的很多成果也進入了日常的和平應(yīng)用當(dāng)中。在本期《自然》雜志上，我們對軍事研究各個方面的成就、缺陷和倫理道德問題進行了分析。

    抗生素抗藥性的根源

    抗生素抗藥性被認(rèn)為是早在天然出現(xiàn)的抗生素和它們的衍生物被用來治療人類疾病之前就已經(jīng)出現(xiàn)了，但有關(guān)編碼抗藥性的基因的直接證據(jù)一直沒有�，F(xiàn)在，一個遠(yuǎn)古的萬古霉素抗藥性基因已從距今3萬年的西伯利亞永久凍土樣本中被提取出來，并且其產(chǎn)物的三維結(jié)構(gòu)也被與其現(xiàn)代對應(yīng)基因產(chǎn)物的三維結(jié)構(gòu)作了對比。在遠(yuǎn)古版本與現(xiàn)代版本之間有很小的結(jié)構(gòu)差別，但這些差別并沒有反映在酶功能上。

    可用于HIV治療的中和抗體

    能夠中和一種病毒的很多不同毒株的抗體（被稱為“廣譜中和抗體”），是尋找一種具有普遍適用性的流感疫苗的關(guān)注焦點。Dennis Burton及其同事報告，他們分離出新的一組具有針對HIV的廣譜中和活性的單克隆抗體，這些抗體有望成為免疫治療藥物。這些抗體能夠識別病毒刺突上的新的糖基化表原（抗原決定基），而且其中一些的效能要比以前報告的抗體強十倍。

    擬南芥不同品種之間的差異

    研究人員將18個天然擬南芥品種的基因組和轉(zhuǎn)錄組與Col-0的基因組和轉(zhuǎn)錄組進行了對比，其中Col-0是使用最為廣泛的擬南芥野生品種，其基因組是作為“擬南芥基因組項目”的一部分被測序的。對比的結(jié)果被用來對這一經(jīng)典“實驗”植物的基因差異進行全面評估。研究人員采用一種“多對多”的方法將每個基因組與其他所有基因組都作了對比，這樣可以最大限度地捕捉基因差異。

    單個電子的分離和檢測

    電子與其他的電子和它們的環(huán)境強烈互動，使得以一種在量子光學(xué)實驗中分離和檢測單個光子相似的方法來分離和檢測單個運動中的電子極為困難。但是現(xiàn)在，在兩篇彼此之間沒有聯(lián)系的研究報告中，Hermelin等人和McNeil等人演示，從一個量子點發(fā)射一個電子、在向另一個量子點長壽命地傳播幾微米的距離后再以高效率檢測它是有可能做到的。這一單個電子被與其他的電子分離開了，因為它被發(fā)送進了一個一維通道中，在那里它被攜載在由微波激發(fā)誘導(dǎo)產(chǎn)生的一個表面聲波之上。McNeil等人還發(fā)現(xiàn)，同一電子可以被前后傳輸多達60次，總距離為0.25毫米。這項工作演示了在納米結(jié)構(gòu)中長距離輸送單個量子粒子的一個新方法，并且可能為一系列量子光學(xué)實驗和基于單個電子的量子信息回路鋪平道路。

    憎惡一切物質(zhì)的表面

    在以昆蟲為食的“捕蟲草”啟發(fā)下（這種草能夠在一個被非常光滑的水質(zhì)分泌物潤滑的表面上來捕捉其獵物），Joanna Aizenberg及其同事合成了憎惡一切物質(zhì)的表面，它們在高壓下能夠自我修復(fù)和發(fā)揮功能。它們“注入了光滑液體的多孔表面”對于極性液體、有機液體和復(fù)合物液體都能表現(xiàn)出近乎完美的光滑度。SLIPS在極端條件下發(fā)揮功能，易于從廉價材料來構(gòu)建，并且可以通過適當(dāng)基質(zhì)和潤滑劑的選擇而被賦予其他有用性能，如增強的透光性。這種類型的超滑表面也許在生物醫(yī)學(xué)液體的處理、燃料運輸、防污、防結(jié)冰、光學(xué)成像和其他方面找到用途。

    一個部分合成的酵母基因組

    2010年，生物學(xué)上實現(xiàn)了一個里程碑：研究人員培養(yǎng)出一種可以存活的細(xì)菌，它有一個從合成的DNA片段人工重新組裝的基因組。現(xiàn)在，Jeff Boeke及其同事報告，他們生成了世界上第一個合成的真核染色體臂，這是一個名為“Sc2.0”的項目中所取得的第一個成果，該項目的目標(biāo)是，設(shè)計和構(gòu)建釀酒酵母基因組的一個完全合成的版本。