封面故事：軍事研究的是與非

    軍隊(duì)多年來(lái)一直是科學(xué)研究的最大投資方之一。軍隊(duì)科研投入的成效在日益尖端的進(jìn)攻性和防衛(wèi)性武器中就可以看得出來(lái)。但基于軍事研究的很多成果也進(jìn)入了日常的和平應(yīng)用當(dāng)中。在本期《自然》雜志上，我們對(duì)軍事研究各個(gè)方面的成就、缺陷和倫理道德問(wèn)題進(jìn)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(lái)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(méi)有�，F(xiàn)在，一個(gè)遠(yuǎn)古的萬(wàn)古霉素抗藥性基因已從距今3萬(wàn)年的西伯利亞永久凍土樣本中被提取出來(lái)，并且其產(chǎn)物的三維結(jié)構(gòu)也被與其現(xiàn)代對(duì)應(yīng)基因產(chǎn)物的三維結(jié)構(gòu)作了對(duì)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(méi)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(diǎn)。Dennis Burton及其同事報(bào)告，他們分離出新的一組具有針對(duì)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(shí)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(bào)告的抗體強(qiáng)十倍。

    擬南芥不同品種之間的差異

    研究人員將18個(gè)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(jìn)行了對(duì)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(xiàng)目”的一部分被測(cè)序的。對(duì)比的結(jié)果被用來(lái)對(duì)這一經(jīng)典“實(shí)驗(yàn)”植物的基因差異進(jìn)行全面評(píng)估。研究人員采用一種“多對(duì)多”的方法將每個(gè)基因組與其他所有基因組都作了對(duì)比，這樣可以最大限度地捕捉基因差異。

    單個(gè)電子的分離和檢測(cè)

    電子與其他的電子和它們的環(huán)境強(qiáng)烈互動(dòng)，使得以一種在量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)中分離和檢測(cè)單個(gè)光子相似的方法來(lái)分離和檢測(cè)單個(gè)運(yùn)動(dòng)中的電子極為困難。但是現(xiàn)在，在兩篇彼此之間沒(méi)有聯(lián)系的研究報(bào)告中，Hermelin等人和McNeil等人演示，從一個(gè)量子點(diǎn)發(fā)射一個(gè)電子、在向另一個(gè)量子點(diǎn)長(zhǎng)壽命地傳播幾微米的距離后再以高效率檢測(cè)它是有可能做到的。這一單個(gè)電子被與其他的電子分離開(kāi)了，因?yàn)樗�被發(fā)送進(jìn)了一個(gè)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(gè)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(dá)60次，總距離為0.25毫米。這項(xiàng)工作演示了在納米結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)距離輸送單個(gè)量子粒子的一個(gè)新方法，并且可能為一系列量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)和基于單個(gè)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(chóng)為食的“捕蟲(chóng)草”啟發(fā)下（這種草能夠在一個(gè)被非常光滑的水質(zhì)分泌物潤(rùn)滑的表面上來(lái)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?cè)诟邏合履軌蜃晕倚迯?fù)和發(fā)揮功能。它們“注入了光滑液體的多孔表面”對(duì)于極性液體、有機(jī)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(jià)材料來(lái)構(gòu)建，并且可以通過(guò)適當(dāng)基質(zhì)和潤(rùn)滑劑的選擇而被賦予其他有用性能，如增強(qiáng)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(yùn)輸、防污、防結(jié)冰、光學(xué)成像和其他方面找到用途。

    一個(gè)部分合成的酵母基因組

    2010年，生物學(xué)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)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(gè)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(bào)告，他們生成了世界上第一個(gè)合成的真核染色體臂，這是一個(gè)名為“Sc2.0”的項(xiàng)目中所取得的第一個(gè)成果，該項(xiàng)目的目標(biāo)是，設(shè)計(jì)和構(gòu)建釀酒酵母基因組的一個(gè)完全合成的版本。