封面故事：番茄基因组被测序
番茄(Solanum lycopersicum)在世界各地都是一种主要作物，也是茄科开花植物的一个模型生物。它被广泛用来研究水果生物学和抗病性。现在，一种被驯化的番茄即“Heinz 1706栽培种”的高质量基因组序列已被确定，同时也确定了其最近的野生亲缘种“醋栗番茄”(Solanum pimpinellifolium)的序列初稿。比较基因组学方法只能识别二者之间0.6%的差别，但却能识别其与土豆(Solanum tuberosum)8%以上的差别——土豆是去年测序的。番茄和“醋栗番茄”序列也记录了使遗传多样性变窄的一些瓶颈：在美洲所进行的驯化工作；少数基因型在16世纪向欧洲的出口；以及几个世纪时间的强化育种。[论文链接]
干细胞随年龄增长而减少
在果蝇的睾丸中，一组被称为“apical hub”的细胞分泌自我更新因子Unpaired (Upd)，它促进肝细胞的维持。现在，Leanne Jones及其同事发现，在演化上保留下来的RNA结合蛋白Imp能稳定upd信使RNA，从而有助于干细胞小环境的维持。在衰老过程中，Imp被微RNA let-7作为目标，造成Imp表达下降、Upd被内生小干涉RNA降解以及干细胞的维持水平随年龄增长而下降。[论文链接]
DNA拼图的设计和自组装
程序化的DNA自组装被广泛用来生成纳米大小的结构。模块化的策略可望实现简单性和多功能性，但不宜将大量小链组装成预先确定的、复杂的形状。Peng Yin及其同事通过设计一个“分子画布”克服了这一问题：该“分子画布”实际上是一个长方形结构，由单链“瓦片”组装而成，每个“瓦片”包含一个短的、独特的42-碱基DNA链，这个短链折叠成一个“3纳米乘7纳米”的“瓦片”，附着到相邻的4个“瓦片”上。通过简单地将相应于被目标形状覆盖的像素的那些链混合、再将没有相应像素的链排除，就可以生成画在“画布”上的一个所想要的形状。通过相应于一个310-像素“画布”的一大组链，该研究小组随后生成了超过100个各不相同的、复杂的二维形状，它们也证明该方法是将短合成DNA链组装成复杂DNA纳米结构的一个简单的、模块化的和可靠的框架。[论文链接]
功能性基因组在重组过程受到保护
PRDM9（一个组蛋白H3甲基转移酶）被认为通过序列特异性结合来决定重组热点的位置。通过对携带不同Prdm9等位基因的小鼠中的热点进行全基因组分析，Galina Petukhova及其同事得出结论认为，PRDM9决定小鼠基因组中几乎所有热点的位置，假常染色体区域中的那些热点除外。对在没有PRDM9的小鼠和野生型小鼠中的重组启动点的优先位置所做的对比，显示了PRDM9蛋白在将重组机制与基因启动子区域和其他功能性基因组元素隔离中所起的一个出乎意料的作用。[论文链接]
神经活性在发育中所起的作用
人们了解活性在哺乳动物感觉系统中的突触成熟过程中的重要性已有一段时间了，但对基底神经节（前脑中与复杂运动和奖励学习有关的一组核）的发育是怎样由神经放电决定的却知之甚少。在这项研究中，Bernardo Sabatini及其同事通过调控纹状体中神经传输物质的释放来演示，共同存在于这一核中的两个对抗性的、抑制性的通道内的活性的平衡，在发育过程中调控基底神经节的激发性神经支配（innervation）。[论文链接]
肿瘤细胞的支持机制
LKB1是一个肿瘤抑制因子，但在某些情况下，它也被发现能促进细胞转变。Nissim Hay及其同事现在发现，在代谢压力下，LKB1–AMPK通道控制由“acetyl-CoA羧化酶”ACC1 和 ACC2调节的脂肪酸合成和氧化之间的平衡，而对维持NADPH体内平衡发挥重要作用。这个通道被发现促进癌细胞存活和肿瘤生长。本文作者们提出，这一机制在肿瘤发生的早期阶段发挥作用，帮助肿瘤细胞在能量压力条件下存活。[论文链接]
小鼠的心脏组织再生
以前曾有研究表明，在试管中，三个转录因子的一个组合可直接将心肌成纤维细胞重新编程为“心肌细胞样细胞”（驱动心跳的细胞），Deepak Srivastava及其同事现在将这种方法用在了活体中。通过用一种逆转录酶病毒来向成年小鼠的心脏直接输送转录因子，他们演示了非肌细胞向诱导的心肌细胞的转化。心脏功能得到改善，有受损组织的区域收缩。多功能“肽胸腺素β4”（它能激发心肌成纤维细胞）、再加上心脏重新编程因子的输送，导致结痂区域的进一步减小和心脏功能的进一步改善。[论文链接]
用重新编程的细胞在活体中修复心脏
新生哺乳动物心脏在受伤后能再生，但成年哺乳动物心脏的再生能力则有限。在这项研究中，Eric Olson及其同事发现，四个转录因子（GATA4、HAND2、MEF2C和TBX5）构成的一种“鸡尾酒”能在试管中将成年成纤维细胞重新编程为心肌细胞。然后，他们将同样方法用于活体中，利用一种逆转录酶病毒来将转录因子输送到小鼠的心脏中，发现这四个转录因子的表达会将非肌细胞重新编程为心肌细胞，同时减轻心肌梗塞后的心脏功能失调。[论文链接]
