美国飞天新计划：重返月球+造访火星
本期封面照片是尼尔·阿姆斯特朗于“阿波罗-11”任务期间拍摄的，照片所示为Buzz Aldrin带着EASEP科研仪器前往该仪器的部署地点。三年前，在题为“The Vision for Space Exploration”的文件中，美国国家航空航天局(NASA)介绍了关于太阳系探测活动的一个新框架，新的探测活动将像30多年前“阿波罗”时代那样再次令人振奋。新框架的执行情况如何？在该新框架中，优先执行的计划包括重返月球计划以及为人类首次飞向火星作准备等。
科学家：我们错在哪里？
Elof Carlson 在对为什么他的学生中有那么多人选择放弃科学进行思索而不得其解之后，写了《胜利的时代，怀疑的时代》一书，他觉得“科学通过其自己不好的结果而让他们失望了”。通过对一系列历史案例进行追踪研究，他剖析了科学家的良好愿望与那些“不好的结果”之间所存在的鸿沟。在为Nature杂志评论该书时，Ian Wilmut赞同Carlson这样一个观点：科学界的每个人都有责任对他们的工作做切合实际的评估，都有责任让公众既知道其研究工作能够带来的利益，也知道其研究工作所存在的风险。他说，我们要进行雄心勃勃的研究工作，但对其应用却要小心谨慎。
一个特殊的空穴QED体系
在空穴量子电动力学(QED)中，原子或量子点与单个光子发生强相互作用。最新研究工作表明，可以形成一个“强耦合”关系，在该耦合关系中，单个光子被吸收，并被重新发射很多次。Schuster等人建造了一个特殊类型的空穴QED体系，该体系植入在一个电路内。在这个体系中，一个超导量子位与来自一个微波发射线的光子发生相互作用。在这一体系中可以形成一种新的作用关系，即强色散极限，在其中，单个光子对量子位有一个很大的效应，而从不会被吸收。这一发现为非破坏性计数空穴中所存在光子数量提供了可能性。
能探测浓度低于100毫微微摩尔未标记抗体的传感器
半导体纳米线有可能被制成高度灵敏、高选择性的传感器，用来探测低浓度的致病微生物，而不需要对所探测的病原体进行标记。实用微型传感器可用于诊断、国土安全和基础研究。当前的技术因各种原因尚未被广泛采用，其中包括将纳米尺度的设备集成进实用传感器中所存在的困难。现在来自美国耶鲁大学五个系的一个研究小组研究出解决这一问题的一个新方法。他们利用最新的(CMOS兼容的)系统制成了微型的、超灵敏的传感器，可探测浓度低于100毫微微摩尔的未标记的抗体，并且能够实时监测细胞免疫反应。
现代版麦克斯韦“思想实验”
在1867年经典“思想实验”中，麦克斯韦设想了一个守卫着将两个充满气体的腔室分隔开的活门的小魔鬼。通过只允许快速运动的分子从左向右通过、只允许慢速运动的分子从右向左通过的方式，这个小魔鬼诱导了右腔室自然加热、左腔室自然冷却的现象。这种偏离平衡的现象是违反热力学第二定律的。来自爱丁堡大学(距麦克斯韦的出生地不远)化学学院的一个研究小组现在研制出一种分子“机器”，它能模仿麦克斯韦的小魔鬼破坏平衡的过程。小魔鬼的这种分子化身是一种特殊设计的Rotaxane，即缠绕在一个中心轴上的一个分子环，中心轴上有这个分子环可以附着的结合点。以前的Rotaxane机器是通过扰乱它们的环结合模式来激发的，它们的环结合模式被扰乱后，会导致环在结合点之间来回运动，从而使体系回到平衡态。在这种新的Rotaxane机器中，关于环运动的信息被用来使该体系远离平衡态。但这里热力学第二定律并没有被违反，因为需要能量(能量是以光的形式提供的)来收集和传输分子信息。
一个演示物种间相互作用重要性的实验
生物膜是微生物群落专门的生存环境，在这种环境中，它们通过一种由自己分泌的细胞外聚合物材料与外界隔绝。这样形成的微生物垫曾在复杂性和生物多样性方面被与热带雨林相比。这种生物膜所承受的选择压力很可能要求各种细菌之间要有强烈的相互作用，而利用一个只含有两个物种的简单群落所作的一个实验，正好反映了这种相互作用关系有多么紧密。若以对两个物种都有利的方式改变该群落的物理结构，会导致其中一个物种的基因组发生一个简单的突变。在缺少一个伙伴的情况下，这种突变将是有害的。
与bicoid mRNA定位有关的特异性因子被发现
虽然bicoid mRNA(果蝇的前决定因子)是于1988年首次被定位的决定因子，但此前仍然不清楚它是怎样被定位在果蝇卵的前部的。现在，Uwe Irion和Daniel St Johnston已经识别出了这个神秘的特异性因子——它将RNA耦合到定位通道上，成为ESCRT-II复合物。ESCRT-II在对已经通过细胞内吞作用从细胞表面进入降解通道的蛋白质进行分类中起重要作用，并通过抑制生长因子受体来抑制肿瘤形成。但bicoid mRNA的定位是独立于内吞分类的，而且因为大鼠的ESCRT-II也结合RNA，所以mRNA定位中这一新颖的功能似乎在哺乳动物中被保留了下来。
(田天/编译，更多信息请访问www.naturechina.com/st) |
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