封面故事:

线粒体在细胞能量分布中起作用

本期封面所示为一个骨骼肌细胞中的导电性线粒体。能量在细胞内是怎样分布的？在骨骼肌中，能量分布曾被认为是通过由代谢物促进的扩散发生的，尽管遗传证据对这种分布方式的重要性提出了疑问。Robert Balaban及同事利用各种形式的高分辨率显微镜，对线粒体本身除了实际上产生能量外是否也在其分布中起一定作用进行了研究。他们发现，通过以“质子动力”的形式在整个细胞中形成一个导电通道，它们的确在能量分布中起一定作用。在整个这一网络中，线粒体蛋白定位似乎是在变化的，从而使得线粒体膜电势能够以最佳方式产生和被利用。这一能量分布网络速度有可能极快，从而使得肌肉能够对新的能量需求几乎即时做出反应。

微生物生物膜内的给予与索取

在一种生物膜的生长过程中，周边细胞保护内部细胞不受外部攻击，但也能通过周边细胞的营养消耗使它们饿死。在这项研究中，Gürol Süel及同事发现，保护与饿死之间的这种冲突通过周边与内部细胞之间的长距离代谢共依赖性的出现得到了解决。尤其是，他们通过枯草杆菌生物膜发现，生长会周期性地停止，以增加受保护的内部细胞的营养供应，而这反过来又会提供生物膜在周边生长所需的代谢物。

大体积固体中的高次谐波辐射

随着几年前首次报告的通过高次谐波的生成所演示的大体积晶体中短波辐射的存在，出现了固体超快光子学这样一个新领域。这一现象中所涉及的机制正在受到深入研究。Matthias Hohenleutner等人通过具有时间分辨率的测量特别对大体积固体中高次谐波的生成进行了研究。他们发现，该现象中电子的运动与原子气体中高次谐波的生成机制不同，涉及来自多个价带的电子之间的量子干涉。所观察到的这一效应为固体超快光源和光控电子系统的开发提出了新的方向。

适用于气候变暖的一个水稻品种

稻田产生强效温室气体甲烷全球排放量的 7%~17%，这个数字随着水稻种植面积的扩大还可能会增长。这篇论文报告说，研究人员培育出了一种水稻，它的籽和茎中生物质和淀粉含量更高，甲烷排放量有所降低，根际产甲烷菌的水平也有所降低。这种新品种的水稻是通过向传统水稻品种中添加编码大麦转录因子SUSIBA2的一个基因生成的。SUSIBA2使碳通量发生变化，这种变化使得光合作用产物相对于它们向根的分配来说更有利于其向地面之上生物质的分配。在气候变暖的情况下，“高淀粉低甲烷”水稻有可能为在提供高质量生物质的同时降低水稻种植对大气温室气体排放的负面影响提供一个可持续的手段。

羊毛甾醇能防止白内障形成

在关于两个家族的先天性白内障的遗传基础的一项研究中，Kang Zhang及同事发现，羊毛甾醇能防止各种各样的、能引起白内障的发生突变的晶状体蛋白在细胞内的聚集。在这项遗传研究中所识别出的突变影响羊毛甾醇合酶的功能，后者是用于合成羊毛甾醇的一种酶。对患自然出现的白内障的狗，施用含羊毛甾醇的眼药六个星期，降低了白内障的严重程度，提高了晶状体的透明度，这说明羊毛甾醇或具有相似活性的分子相对于白内障的手术治疗来说也许可以提供另一种治疗手段。

（田学文/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st）