（选自英国Nature杂志，2010年5月27日出版）


封面故事：呼吸链Complex I的结构被确定
The architecture of respiratory complex I
Complex I是呼吸链的第一种酶，它通过将NADH和苯醌之间的电子转移同质子转位耦合
起来，而在线粒体中的细胞能量生产中扮演一个中心角色。这个巨大的复合物是呼吸链
的最后环节，其机制和完整结构过去并不为人们所知。现在，来自大肠杆菌的Complex
I的膜区域以及来自温泉菌（嗜热菌）的完整Complex I的结构已被确定。这些结构提供
了关于耦合机制的有力线索：两个主要区域界面上发生的构形变化，会驱动一个长阿尔
法螺旋发生一种活塞式运动，使附近跨膜螺旋倾斜，导致质子转位。本期封面图片所描
绘的是来自嵌入在类脂双层中的温泉菌（嗜热菌）的呼吸链Complex I。每个亚单元都
用不同颜色表示，亲水区域中的Fe-S簇显示为球形。背景所示为偏振光下的膜区域的晶
体。（Article p. 441; News & Views）图片提供：Rouslan Efremov/ Rikke Schmidt
Kjaergaard/ Leonid Sazanov。


火星上的沉积过程（Martian deposits）
The construction of Chasma Boreale on Mars / Onset and migration of spiral
troughs on Mars revealed by orbital radar
火星北极冰盖所含水足以覆盖整个星球达几米深，它有两大地形与其他所有地形截然不
同。它们分别是名为“Chasma Boreale”的巨大峡谷和一系列螺旋形沟槽。导致它们形
成的过程一直不清楚。现在，本期Nature上两篇论文介绍了这两个系统的详细历史。
John Holt及其同事利用来自“火星侦察卫星”的雷达回声装置的穿透式雷达图像发
现，形成“Chasma Boreale”的是沉积过程，而不是一次灾难性事件。Isaac Smith 和
John Holt利用来自“火星侦察卫星”的数据排除了火星北极冰的侵蚀切割是形成中央
沟槽的原因，相反他们得出的结论是，这些沟槽在很大程度上也是沉积形成的，是沉积
物在过去200万年向极地方向、向高程高的地方迁移造成的。（Letters pp. 446, 450;
News & Views）


决定原子核稳定性的因素（Nuclear magic）
The magic nature of 132Sn explored through the single-particle states of
133Sn
原子核有一个壳结构，它允许数量为“幻数”的中子和质子的存在，相当于原子物理中
的惰性气体。关于奇异原子核的核壳层外单个粒子状态性质的知识，对于从根本上来了
解核结构和核合成很重要。Jones等人利用一种核子转移技术来将单个中子添加到短寿
命的锡同位素132Sn中，以生成寿命更短的133Sn同位素。利用这种方式，他们得以能够
证实132Sn的闭壳“双幻”性质。对所添加中子可以获得的量子状态的光谱所做测量表
明，133Sn核的特点几乎完全由这一个中子决定。这一发现将壳模型的有效性延伸到了
“富中子”核，为预测与稳定区距离更远的原子核的性质提供了一个基准，其中包括那
些在超新星的中子俘获反应中所涉及的原子核。（Letter p.454; News & Views）


磁性材料中的电子自旋和轨道角动量（Spin dissection）
Distinguishing the ultrafast dynamics of spin and orbital moments in solids
一个固体中的电子所产生的磁性会有两个构成部分：自旋和轨道矩，它们在飞秒时间尺
度上是可以互换的。Christine Boeglin及其同事利用超短光脉冲来改变一种磁性材料
中电子的轨道角动量，并用X-射线脉冲来观察这种动量会被怎样快速传输给自旋。通过
以这种方式将这两个构成部分中的变化分开，有助于了解其背后动态过程的相关情况，
这些动态过程对于超快磁记录应用可能会具有价值。（Letter p. 458）


匈牙利发现有角恐龙化石（The Hungary dinosaur）
A Late Cretaceous ceratopsian dinosaur from Europe with Asian affinities
有角恐龙是东亚和北美西部白垩纪晚期特色鲜明的动物，通常被认为是那些地区的本地
动物。有迹象表明，有角恐龙也可能出现在其他地方，但此前一直没有确凿的证据。在
今天匈牙利所在地方一个有角恐龙新种的发现表明，白垩纪晚期的生物地理仍有让人们
吃惊的东西有待发现。当时欧洲大部分地方是一个群岛，在非洲和欧亚大陆块之间。虽
然人们对其认识还很有限，但它仍有可能产生关于恐龙生物地理分布的相关信息。
（Letter p. 466; News & Views）


像乌贼的动物Nectocaris如何分类（Squid-like Nectocaris）
Primitive soft-bodied cephalopods from the Cambrian
已有5.05亿年历史的加拿大卑诗省的伯吉斯页岩以完美保存其化石而闻名于世，它们当
中有很多都非常奇特，如Anomalocaris 和 Hallucigenia，这两种化石很多年都无法分
类。它们构成Stephen Jay Gould的著作“Wonderful Life”的基础。此后，这些化石
以及很多其他化石被与现代无脊椎动物门归入一类。Gould所说“奇观”中的另一个是
Nectocaris。可供研究的少数几个化石材料看起来像是一种节肢动物与一种脊索动物融
合而成的某种东西。现在，由于有皇家安大略博物馆收藏的90个新标本可供研究，
Martin Smith 和 Jean-Bernard Caron提出，Nectocaris在动物分类中也可以有一个位
置了。其解剖特征表明，它与头足纲动物有关，这个类群包括章鱼、乌贼和已经灭绝的
菊石类。这种捕食性动物有一对照相机一样的眼睛、灵活的触须和通过一个“喷嘴”来
进行的喷射推进功能，它看起来很像乌贼，但却有两个而不是八到十个触须。（Letter
p. 469: News & Views）


与肺癌相关的基因突变（Lung cancer mutations）
 The mutation spectrum revealed by paired genome sequences from a lung
cancer patient
完整基因组测序已为包括肺癌在内的若干种癌症类型的突变谱提供了线索。最新测序技
术意味着，现在有可能从全基因组范围内来观察突变差异，而且现在研究人员对肺癌已
经做到了这一点，并对一种原发性肺部肿瘤（一种腺癌，来自一名男子，他15年来每天
平均吸烟25支）和相邻正常组织的完整序列进行了比较。比较结果显示了超过5万个
“点突变”，其中530个得到确认，它们当中392个在编码区域，包括以前已知的变异，
如KRAS“原致癌基因”突变和放大。这些数据表明，遗传上复杂的肿瘤可能包含很多部
分冗余的突变，而且要识别复发性致癌“驱动突变”（driver mutation），将需要对
很多尚未测序的样本进行测序。（Letter p. 473）


清除血栓的第三种机制（Grab and flow）
Embolus extravasation is an alternative mechanism for cerebral microvascular
recanalization
在我们的整个生命过程中，脑血管中会形成微小的血栓或“微栓子”。很多这种血栓会
被血液流动的力量清除，而其他的则会被“纤维蛋白溶解”过程消化。现在，第三种栓
塞清除机制已被发现，它被称之为“栓塞溢出”。对活的小鼠所做的高分辨率固定组织
显微镜及双光子成像研究表明，很多“微栓子”不会被血液或“纤维蛋白溶解”过程溶
解，而是在一个星期内被包裹“栓子”的内皮细胞主动清除的，因为发挥这种功能的内
皮细胞会被重塑而生成一个未被堵塞的血管。这个过程在老年小鼠中所需时间较长，说
明血栓清除是中风之后康复的患者的一个可能的治疗目标，也是与年龄相关的认知疾病
的一个可能的治疗目标。（Letter p. 478）



----------------------
NEWS AND VIEWS
----------------------
Palaeontology: A little Kraken wakes pp427-428
Fossils from the famed Burgess Shale continue to deliver fresh perspectives
on a 
dramatic episode in evolutionary time. The latest revelations bear on the
early 
history of cephalopod molluscs.
Stefan Bengtson
doi:10.1038/465427a
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/465427a.html

Structural biology: Piston drives a proton pump pp428-429
The membrane-spanning enzyme known as complex I couples the movement of 
electrons to that of protons as a way of converting energy. Crystal
structures 
suggest how electron transfer drives proton pumping from afar.
Tomoko Ohnishi
doi:10.1038/465428a
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/465428a.html

Nuclear physics: Doubly magic tin pp430-431
By swapping the roles of the target and beam in an experiment that is
otherwise 
impossible to implement, researchers have confirmed the doubly magic nature
of 
the neutron-rich radioactive tin isotope 132Sn.
Paul Cottle
doi:10.1038/465430a
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/465430a.html

Biogeography: Horned dinosaurs venture abroad pp431-432
The discovery in Europe of fossils of a small horned dinosaur, a member of a

group previously known only from Asia and North America, will prompt a
rethink 
of biogeography at that time in the past.
Xing Xu
doi:10.1038/465431a
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/465431a.html

Earth science: Our planet's internal weakness pp432-433
The influence of the region where the lower mantle meets the core extends to

Earth's surface. A computational study of mineral properties shows one way 
forward in understanding this enigmatic zone.
James A. Van Orman
doi:10.1038/465432a
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/465432a.html

Cancer: A wolf in wolf's clothing p433
Paradoxically, the CD95 receptor, a potent inducer of apoptotic cell death, 
is expressed on most tumour cells. Surprisingly, it turns out to be an 
important promoter of various cancers.
Douglas R. Green
doi:10.1038/465433a
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/465433a.html

50 & 100 years ago p433
doi:10.1038/465433b
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/465433b.html

----------------------
ARTICLES
----------------------
G domain dimerization controls dynamin's assembly-stimulated GTPase
activity
pp435-440
Dynamin is a protein that catalyses the fission of clathrin-coated endocytic

vesicles from cellular membranes. To carry out fission, it must hydrolyse
GTP. 
The mechanism by which it does so is unknown, although it does require
dynamin's 
GTPase effector domain (GED). Here, the structure of a minimal GTPase-GED
fusion 
protein constructed from human dynamin 1 is presented. The structure reveals
the 
catalytic machinery and provides new insight into the mechanisms underlying 
dynamin-catalysed membrane fission.
Joshua S. Chappie et al.
doi:10.1038/nature09032
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09032.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09032.html

The architecture of respiratory complex I pp441-445
Complex I is an enzyme of the respiratory chain, and is crucial to cellular 
energy production: it couples electron transfer between NADH and quinine to 
proton translocation. Here, structures are presented of the membrane domain
of 
complex I from Escherichia coli, and of the entire complex I from Thermus 
thermophilus. It is proposed that conformational changes at the interface of

the two main domains drive a particular 110-A-long a-helix in a piston-like 
motion, tilting nearby transmembrane helices and causing proton
translocation.
Rouslan G. Efremov, Rozbeh Baradaran and Leonid A. Sazanov
doi:10.1038/nature09066
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09066.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09066.html

----------------------
LETTERS
----------------------
The construction of Chasma Boreale on Mars pp446-449
The Chasma Boreale is a large canyon - 500 km long, up to 100 km wide, and 
nearly 2 km deep - that cuts into the north polar layered deposits on Mars. 
Quite how it formed has been unclear. However, new penetrating radar imagery

has now been used to show that depositional processes, rather than
catastrophic 
events, were responsible.
J. W. Holt et al.
doi:10.1038/nature09050
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09050.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09050.html

Onset and migration of spiral troughs on Mars revealed by orbital
radar pp450-453
A pinwheel array of deep troughs has been one of the most perplexing
features 
of the north polar layered deposits on Mars. Many ideas have been put
forward 
about how it formed, but there is as yet no consensus. Here, penetrating
radar 
has been used to rule out erosional cutting as a mechanism for the formation

of the array. Instead, it is concluded that the troughs are largely
depositional 
in origin, and have migrated to the poles and upwards in elevation over the 
past two million years or so.
Isaac B. Smith and John W. Holt
doi:10.1038/nature09049
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09049.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09049.html

The magic nature of 132Sn explored through the single-particle states of
133Sn
pp454-457
Atomic nuclei have a shell structure that allows for 'magic numbers' of
neutrons 
and protons, analogous to the noble gases in atomic physics. Knowledge of
the 
properties of single-particle states outside nuclear shell closures in
exotic 
nuclei is important for the fundamental understanding of nuclear structure
and 
nucleosynthesis. Here, a nucleon-transfer technique has been used to measure

the single-particle states of 133Sn, revealing the highly magic nature of
132Sn.
K. L. Jones et al.
doi:10.1038/nature09048
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09048.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09048.html

Distinguishing the ultrafast dynamics of spin and orbital moments in
solids pp458-461
The magnetism produced by electrons in a solid can have two components - the
spin and orbital moments - that are interchangeable on femtosecond
timescales. Here it is shown how rapid changes in these two components can
be disentangled, providing insights into the underlying dynamical processes
that could be of value for the ultrafast control of information in magnetic
recording media.
C. Boeglin et al.
doi:10.1038/nature09070
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09070.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09070.html

First-principles constraints on diffusion in lower-mantle minerals and a
weak 
D[prime][prime] layer pp462-465
Here, first-principles methods have been applied to calculate diffusion
rates 
in the mineral post-perovskite under the conditions found in the Earth's
lower 
mantle. The results show that the diffusion of Mg2+ and Si4+ in
post-perovskite 
is extremely anisotropic. This could render post-perovskite up to four
orders 
of magnitude weaker than perovskite, and might reconcile seismic
observations 
of a D[rdquo] reflector with recent experiments showing that the perovskite 
to post-perovskite transition is too wide to cause sharp reflectors.
M. W. Ammann, J. P. Brodholt, J. Wookey and D. P. Dobson
doi:10.1038/nature09052
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09052.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09052.html

A Late Cretaceous ceratopsian dinosaur from Europe with Asian affinities
pp466-468
Ceratopsians - horned dinosaurs - were distinctive features of the fauna of 
the Cretaceous period in East Asia and western North America. There have
been 
hints that they might also have occurred elsewhere, but this has not been 
definitive, until now. The discovery of a ceratopsian, Ajkaceratops kozmai, 
from what is now Hungary shows that Late Cretaceous biogeography still has 
surprises in store.
Attila Osi, Richard J. Butler and David B. Weishampel
doi:10.1038/nature09019
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09019.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09019.html

Primitive soft-bodied cephalopods from the Cambrian pp469-472
The 505-million-year-old Burgess Shales of British Columbia are justifiably 
famous for the exquisite preservation of their fossils, and for the extreme 
oddity of many of them. One such is Nectocaris pteryx, which, from the few 
fossils available for study, looked like a chordate fused with an arthropod.

However, the collection and examination of more fossils of Nectocaris
suggests 
that it in fact represents an early offshoot of cephalopod molluscs - a kind

of squid, though with two rather than eight or ten tentacles.
Martin R. Smith and Jean-Bernard Caron
doi:10.1038/nature09068
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09068.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09068.html

The mutation spectrum revealed by paired genome sequences from a lung cancer

patient pp473-477
Complete genome sequencing has already provided insights into the mutation 
spectra of several cancer types. Here, the first complete sequences are 
provided of a primary lung tumour and adjacent normal tissue. Comparison of 
the two reveals a variety of somatic mutations in the cancer genome,
including 
changes in the KRAS proto-oncogene. The results reveal a distinct pattern of

selection against mutations within expressed genes compared to non-expressed

genes, and selection against mutations in promoter regions.
William Lee et al.
doi:10.1038/nature09004
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09004.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09004.html

Embolus extravasation is an alternative mechanism for cerebral microvascular

recanalization pp478-482
Uninterrupted blood flow through the small vessels of the brain is essential

for cerebral function and viability. Small clots that form in the vessels
can 
be - but are not always - removed by haemodynamic forces and the
fibrinolytic 
system. Here, a third mechanism for the removal of emboli is described: the 
endothelial cells that line the vessel walls send out membrane projections 
that envelop the emboli and move them into the perivascular parenchyma
tissue. 
In aged mice, this process is markedly delayed.
Carson K. Lam et al.
doi:10.1038/nature09001
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09001.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09001.html

Ephrin-B2 controls VEGF-induced angiogenesis and lymphangiogenesis
The protein ephrin-B2 is known to be upregulated during angiogenesis - the 
growth of new blood vessels - but its precise function has been unclear.
Here 
it is shown that signalling through ephrin-B2 controls vessel sprouting. 
Mechanistically, ephrin-B2 seems to function in part by regulating the 
internalization of vascular endothelial growth factor receptors (VEGFRs). 
The results indicate that blocking ephrin-B2 signalling might be an
alternative 
to blocking VEGFR function to disrupt angiogenesis in tumours.
Yingdi Wang et al.
doi:10.1038/nature09002
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature09002.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature09002.html

Ephrin-B2 regulates VEGFR2 function in developmental and tumour angiogenesis
pp487-491
The protein ephrin-B2 is known to be upregulated during angiogenesis - the 
growth of new blood vessels - but its precise function has been unclear.
Here 
it is shown that signalling through ephrin-B2 controls vessel sprouting. 
Mechanistically, ephrin-B2 seems to function in part by regulating the 
internalization of vascular endothelial growth factor receptors (VEGFRs). 
The results indicate that blocking ephrin-B2 signalling might be an 
alternative to blocking VEGFR function to disrupt angiogenesis in tumours.
Suphansa Sawamiphak et al.
doi:10.1038/nature08995
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature08995.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature08995.html

CD95 promotes tumour growth pp492-496
CD95 is a classical death receptor protein that regulates tissue homeostasis

by inducing cell death. Here it is shown, however, that cancer cells depend
on 
CD95 for optimal growth. Without CD95, the incidence of ovarian cancer and 
liver cancer in mice is reduced, as is the size of any tumours. So CD95 is 
a double-edged sword, and it may be necessary to reduce, rather than
enhance, 
its activity in order to kill tumour cells.
Lina Chen et al.
doi:10.1038/nature09075
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09075.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09075.html

The PtdIns(3,4)P2 phosphatase INPP4A is a suppressor of excitotoxic neuronal

death pp497-501
The enzyme inositol polyphosphate phosphatase 4A (INPP4A) removes phosphate 
groups from phosphatidylinositol-3,4-bisphosphate, a key cellular lipid.
Here, 
a crucial role for INPP4A in maintaining the integrity of the brain is 
described. Mice that lack this enzyme suffer from neurodegeneration in the 
striatum of the brain, as well as severe involuntary movements. When
present, 
INPP4A protects neurons from a particular type of cell death.
Junko Sasaki et al.
doi:10.1038/nature09023
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature09023.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature09023.html

Structural basis of oligomerization in the stalk region of dynamin-like
MxA
pp502-506
Dynamin is a protein that catalyses the scission of clathrin-coated pits at 
the plasma membrane. The mechanisms of dynamin-catalysed scission remain 
poorly understood. Here, the structure of the stalk region of human MxA, a 
dynamin-like protein, is presented. A structural model of MxA
oligomerization 
and stimulated GTP hydrolysis is put forward that has functional
implications 
for all members of the dynamin family.
Song Gao et al.
doi:10.1038/nature08972
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature08972.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature08972.html

Recognition of a signal peptide by the signal recognition particle
pp507-510
Nascent secretory or membrane proteins contain an amino-terminal signal 
peptide that mediates their targeting to the plasma membrane (in
prokaryotes) 
or endoplasmic reticulum (in eukaryotes). This peptide is recognized by the 
signal recognition particle (SRP). A universally conserved component of the 
SRP is known as SRP54 (Ffh in bacteria). Here, the crystal structure of 
Sulfolobus solfataricus SRP54 fused to a signal peptide is presented, 
revealing how the signal peptide is recognized by SRP54.
Claudia Y. Janda et al.
doi:10.1038/nature08870
Abstract:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/abs/nature08870.html
Article:
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/nature08870.html

----------------------
FUTURES
----------------------
Orchid agonistes p518
The sweet smell of the past.
Misha Angrist
doi:10.1038/465518a
http://www.nature.com/nature/journal/v465/n7297/full/465518a.html