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当地时间8月9日7时（北京时间8月10日凌晨1时），“蛟龙”号在我国多金属结核勘探合同区详细勘查区，开展了试验性应用航次第二航段首次应用下潜，取得海星、柳珊瑚、海绵、玄武岩、多金属结核等丰富样品和资料，拍摄到鼠尾鱼、盲鱼、耳状章鱼、铠甲虾等种类丰富的大型生物。国家海洋局第二海洋研究所、海洋生物学家王春生随“蛟龙”号下潜至最大深度5268米，成为我国大洋科考中第一位下潜的科学家。
早7时，主驾驶员傅文韬以及左舷潜航员叶聪、右舷科学家王春生依次进入“蛟龙”号载人球舱。此次下潜的主要任务包括：确认载人潜水器的技术状态，开展沉积物、底栖生物、多金属结核采样等综合作业，进行近底结核和生物等综合观测。
随着潜水器布放入水，傅文韬、叶聪、王春生各司其职，很快进入工作状态。10时许，“蛟龙”号下潜至5200多米，开始海底作业。
在紧张工作了近3个小时后，“蛟龙”号取得了3只两个不同种类的海参、1只海星、1株柳珊瑚、2个底栖巨型原生动物、3种海绵（各1只）、1只海百合等海洋生物样品，以及6管柱状沉积物、5块玄武岩样品和数十粒多金属结核，并拍摄到鼠尾鱼、盲鱼、水螅、耳状章鱼、海葵、铠甲虾等丰富的大型生物种群视频。当地时间14时31分，“蛟龙”号抛弃压载上浮。
王春生激动地表示，通过此次下潜，发现该区域底栖生物量和生物种类比预想的要丰富得多，海参在此区域属优势种类，海绵至少有8个种类；生物斑块状分布明显，在海盆区海参占优势，在海丘斜坡上海绵、海葵、珊瑚等固着生物较多；多金属结核覆盖率海丘斜坡高于海盆；海底微地形变化很大，未来开展深海采矿须提前进行微地形地貌调查；2000米以浅发光生物较多，3000米以深则稀少。
据悉，当地时间8月10日，“蛟龙”号试验性应用航次科考队将开展常规调查作业，8月11日初步计划在“魏源海山”区开展第二航段第三次下潜作业。 （原标题《“蛟龙”应用下潜成果丰》）

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在小鼠中植入虚假记忆
记忆力可能是不可靠的。这一事实可以用世界各地的法庭系统中的目击证人的证词具有有限的重要性的例子加以佐证。实际上，仅仅是回忆这一行为就会让记忆变得不稳定而且易于更改。然而，到目前为止，人们对为什么这些心智的展现会因为外部刺激而变得模糊并产生全新的、似乎是准确的——但在某些情况下却完全是虚假的——记忆则一直不清楚。
Steve Ramirez及其同事用光学及遗传学操作的组合在小鼠的脑子中植入了虚假的记忆，使得这些小鼠在一种完全不同的情况下回忆了某种在某一情况下所铸造的心智展现。研究人员对小鼠脑中的一个被称作齿状回或DG的区域中的颗粒细胞群进行了研究并发现，他们可以通过用光来刺激这些神经元而在事件与环境之间制造虚假的联想。
具体而言，Ramirez与他的同事记录了当小鼠的脚在某一特定的环境中受到电击而被激活的DG颗粒细胞。他们接着将这些小鼠移到另外一个没有电击的环境中并用他们的光遗传学方法对那些相同的神经元进行刺激。研究人员发现，当对这些小鼠被电击时放电的神经元进行重新激活会使得小鼠在没有受到电击时僵住——这是对恐惧记忆的一种自然反应。事实上，这些植入的虚假记忆是如此之强，使得这些小鼠最终习惯了它们，并会使它们在即使当那些DG颗粒细胞没有被研究人员重新激活等不恰当的时候僵住。
 
信息如何在人际网络中传播
一项对印度农村的小额信贷服务的新的研究阐明了信息是如何在人群中传播的，它清楚地显示了解这些服务的第一个人会多快多广地影响该服务的传播。当今的决策者力求确保他们的讯息能够下达；但只是如何将这些讯息注入到社会网络之中进而使它们能够让尽可能大的人群受益则仍然在探索之中。
现在，Abhijit Banerjee及其同事提示，一种他们定义为传播中央性——即第一个了解该服务的人在他们的社会网络中所处的位置——的方法能够预测信息传播会有多广以及其他人会有多快来采用该服务。研究人员看到了一个研究信息扩散的的机会，因为在2006年，小额信贷机构BSS宣布它将在卡纳塔克邦内的乡下的村庄内提供其服务。至关重要的是，BSS的资讯传播模型涉及到已知的信息注入点，或者说是那些由BSS在村庄中所选的有着良好人脉的领导人将资讯传播给所有其他的村民。
Banerjee及其他的研究人员比该公司早6个月来到该村庄，这样他们能够在每个村庄中绘制人际网络并接着记录当公司到来时小额信贷信息的传播——以及其被不同个体的采用。传统上，这种类型的研究一直植根于流行病学及疾病传播动力学。但是，在本例中，个体可以不用使用信息（或通过被信息“感染”）而获取信息，这使得分析变得尤其复杂。通过在印度的43个村庄中开展调查和普查达4年以上，研究人员能够确认某些显著的模式：与那些不用小额信贷服务者相比，使用小额信贷服务的人传播信息的可能性要高7倍。
研究人员还确定，第一个了解该服务的人的中央性——或在该社会网络内的位置——看来是整个村子参与水平的一个高度准确的预测因子。某个村民对下一个人参与的较小的影响性是其从一位朋友那里了解到该贷款服务。由研究人员所定义的中央性的属性可帮助精确查明将各种计划导入社会的方法，这样，当其被导入时，这些讯息可做到最大程度的下达。
 
科学家发现减轻糖尿病病情新法
那些接受某种特别的胃分流手术的罹患糖尿病的肥胖病人会经历糖尿病相关性风险因子的减少，而在大鼠中的新的研究可以解释其原因——暗示在该过程中会有一种创伤性较小的减轻糖尿病的方法。
最近的研究显示，鲁氏Y形胃分流手术（RYGB）可快速减轻与II型糖尿病有关的高血糖。确实，接受RYGB的肥胖的糖尿病患者甚至会在其体重减轻之前常常就可停止服用他们的药物。然而，在这些患者中取得糖尿病逆转的机制一直是不清楚的。有人提出，RYGB会引起循环中的肠道激素——即那些在进食后告知脑子已经吃饱的激素的改变。
然而，在这篇报告中，研究人员介绍了一种有关RYGB是如何在糖尿病患者中诱导一种有益功效的全新观点。在做RYGB 的手术时，胃被分成一个可集结食物的小的上部囊袋及一个大的多的不再能够集结食物的下部囊袋。只有该较小的囊袋与下部的肠道——具体地说是与小肠——相连。然而，小肠首先用手术的方式进行一种被称作“鲁氏袢”的Y型重排。在啮齿类动物及人类中进行的某些最近的研究显示，在RYGB手术后，鲁氏袢会经历改变，其尺寸会扩展。这一生长的意义是不清楚的。
Nima Saeidi等人假设，鲁氏袢的构建以及其所经历的形态学变化对罹患糖尿病的RYGB患者的血糖降低具有直接的作用，从而提示未经消化的食物会进入它，触发它扩展，而鲁氏袢会通过摄取葡萄糖而集聚能量以维持这一扩展，从而使得在血液中留下的葡萄糖变少。这一过程代表了一种葡萄糖代谢的重新编程，这是一个对鲁氏袢结构而言独特的过程。
为了测试他们的假说，研究人员在肥胖大鼠中做了RYGB手术并将RYGB治疗过的大鼠的鲁氏袢中的代谢概貌与对照组大鼠的相应肠段中的代谢活动进行了比较。他们发现，在RYGB治疗过的大鼠体内的肠道葡萄糖会像其在某个非糖尿病患者中的方式进行代谢；它会进入到能够制造组织扩张所需基质的分解通路。但在对照组大鼠的未经改造过的肠道内则不是这种情况，这些大鼠体内的葡萄糖会留在血液中。
 
《中国科学报》 (2013-08-06 第2版 国际)

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英研究揭示得到土地终极价值策略
一项新的研究强调，通过考虑土地的多种用途——并不只是那些像农业生产这种会产生眼前利益的用途——我们赖以生存的土地最终会产出更多的价值。组成我们多种生态系统景观的树木、土壤、平原和水路会产生让社会受益的范围广泛的服务，其中包括温室气体的封存、防洪、开放式获取的娱乐以及野生物种的多元性。然而，有关如何使用土地的决定常常忽略了这些服务，而只是专注于市场价值，像如何让农业产出最大化等等。确实，在英国，农业占了近75%的土地使用。
Ian J. Bateman及其同事应用英国的国家生态系统评估（NEA）——这是一个对区域生态系统进行的深入的长达数十年的评估——的详细资料证明了专注于比市场更广泛的目标会如何改善土地对社会的价值。应用高分辨率NEA数据，研究人员设计了土地使用决策的驱动因子与后果的模型。Bateman及其同事用这些模型来预测在2060年时可预见的6种不同的土地使用的可能后果。作为这一项目的一部分，生态系统服务（如物种多元性的增加）及与土地耕种使用（如物种多元性的降低）有关的外部效应被转换为经济学术语，从而使得这些非市场物品能够与市场品种作直接的比较。该团队分析的结果揭示，仅仅关注于农业的决定会通过造成更多的温室气体排放及较少的娱乐机会及其他外部效应而降低生态系统服务的总体价值。
为了找到解决方案而设立的情景显示，土地价值的显著增加可从仔细纳入所有可能服务价值——包括生态系统服务——的策略而获得。确实，建模预测显示，土地价值的大幅改善可仅仅通过土地使用的适度改变而获得；例如，将相对少量的土地从农用转变为公共休闲会使得农作物价值有相对较小的损失，但与此同时却会产生一个大得多的增加娱乐的价值。这一创新研究——它展示了将自然科学和经济价值与土地使用决策相结合的力量——并非限于局部的规模，而是显示了其在国家范围内的应用潜力。
 
人类肠道微生物群有多稳定?
研究人员研发出了一种改进了的、用来分析在我们肠道中和平相处的细菌群落的技术，这使得他们能够对这些细菌群落随着时间的推移而呈现的稳定性有所了解。对于为了长期的健康干预而用这些多样的微生物作为标靶而言，定义人类肠道微生物群落的稳定性是至关重要的。然而，科学家们对有关这些微生物株在我们肠道中是多么难以撼动却知之甚少。
现在，Jeremiah J. Faith及其同事研发出了一种测序方法来准确追踪这些菌株。他们用这种被称作LEA-seq的方法对37人的粪便中的微生物群落进行了采样，他们中有4人当时正在参加一个为期32周的进食流质饮食的项目，而其余的人则按其喜好进食。Faith及其同事发现，在采样者中有60%的细菌菌株在长达5年的时间中仍然保持着稳定。研究人员估计，某些菌株甚至会持续不变几十年。通过评估这些人的微生物株的随着时间的推移而改变及那些吃特别饮食而减肥的人的微生物株的改变，研究人员发现，体重减轻对微生物株组成的改变比时间的推移要有更明显的影响。这表明，肠道微生物群的改变可作为宿主健康及功能的标志物。
通过比较相关及不相关个体的全部微生物基因组，研究人员还发现，家庭成员共同拥有某些相同的微生物株，提示我们在很早的时候通过我们的父母而得到的微生物株能够为我们整个一生提供代谢产物。在目前针对微生物组对健康的影响的研究继续进行的情况下，由该研究提供的对人类肠道微生物群稳定性的见解可被当做一种参考工具。与此同时，由Faith及其同事研发的新型、低误差测序方法可能会让用于个性化疾病预防的常规粪便采样变得更加可行。
 
研究绘制脑内甲基化图谱
人们基因的表达可能会受到DNA上的特定标记的影响，例如那些通过对特定核苷酸碱基对的甲基化而被赋予的标记——这一过程被称为表观遗传学过程。科学家现在提出了一个详细的图谱用以阐释在发育中的哺乳动物大脑中的甲基化如何随着时间的推移而变化。在很小的时候及在神经环路正在成形时，DNA甲基化会发生在人大脑的神经元中；事实上，甲基化被认为与脑发育、学习及记忆等方面有关联。与此同时，尽管人们对发育时的表观遗传修饰一直有很大的兴趣，但很少有研究对其特点进行描述。
现在，Ryan Lister及其同事用一种新的方法分析了在小鼠及人类脑发育中的全基因组范围内的DNA甲基化改变，而不是像许多过去做过的研究那样仅仅关注甲基化的热点。通过考察在多个发育阶段（胎儿、出生后早期及成年时）的神经元，研究人员绘制出了由DNA甲基化的特殊类型所致的基因组范围内的修饰，其中包括DNA胞嘧啶甲基化（5mC），以及衍生的甲基基团，mCH。
在人类神经回路发育最快时（当我们非常小的时候）的mCH的普遍性提示，这一表观遗传影响在早期发育中是重要的；事实上，这种甲基化被删除的未出生的小鼠会出现运动缺陷并死亡。由Lister等人所做出的这一发现及其他发现提示，甲基化标记在大脑发育的过程中是呈动态存在的。在此创建的基因组范围内的图谱为人们更深入地了解大脑中的表观遗传修饰如何带来完全分化的神经系统铺平了道路。这项研究的结果还将为今后的针对大脑中DNA甲基化的研究提供一个有用的参照工具。
 
《中国科学报》 (2013-07-16 第2版 国际)

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新研究聚焦石墨烯及其他类似材料
Andre Geim和Irina Grigorieva对将二维材料层积成由弱的“范德华”相互作用束缚在一起的新型异质结构的潜力作了一个前瞻性的分析。这些厚度为一个原子或一个分子的晶体目前已知道的有几十种。
石墨烯已经得到了很好的研究，但人们对其他材料如单层的六边形氮化硼、MoS2、WSe2、石墨烷、氟代石墨烯、云母和硅烯的兴趣却越来越大。当然还有很多其他单层材料有待研究，而将石墨烯与其他晶体相结合的可能性同时也提供了甚至更多的选择，为科学探索和技术创新创造了激动人心的新机会。
 
一种超流体费米气体中存在孤波
孤波（在传播过程中能保持其形状的孤立波）出现在从浅水路到DNA的非线性系统中，能充当它们传播介质的精密探测系统。本文作者在由费米锂原子构成的一种强相互作用超流体中生成了长寿命的孤波，并直接观察了它们的运动。随着它们的相互作用被调整，孤波的有效质量至少增加200倍，比理论预测值大50倍。所观察到的质量增加是强量子波动的一个标志，为关于强相互作用费米子的非平衡动态的理论提供了一个重要基准。
 
古生菌或应重新归入三个“超级门”
现有基因组序列只能让人们对微生物引人注目的多样性有一个很有限的认识，因为它们中绝大部分从未被培养出纯培养物。在这项研究中，Tanja Woyke及其同事利用单细胞基因组学方法来研究和测序来自九个多样化生境的201种未培养的古生菌和细菌细胞。
该信息显示了无数的“门”内和“门”间关系以及若干出乎意料的代谢特征。在这些新数据的基础上，作者提出了对古生菌域和细菌域的分类修正，包括提议将古生菌重新归入三个“超级门”中。
 
两个B类人GPCR受体结构被确定
“G-蛋白耦合受体”（GPCRs）是膜蛋白，充当一系列细胞外信号的传感器，其中包括光子、离子、小有机分子，甚至包括整个蛋白。已知的药物中大约三分之一以GPCRs为作用目标。此前，GPCRs所有已发表的结构都来自A 类GPCRs。两个小组独立报告了B类两个受体的晶体结构。按基本序列和药理，B类是四类GPCRs中的第二大类。
Hollenstein等人获得了人“促肾上腺皮质激素释放因子受体-1”的结构。这一GPCR与促肾上腺皮质激素释放激素相结合，后者是内分泌、行为和免疫应激反应的一个强效介质。在所有已知的A类GPCRs中，配体结合点靠近受体的细胞外边界；在这一GPCR中，拮抗剂 （CP-376395）在位于V-形受体的胞质部分内的一个疏水腔中结合。
Siu等人获得了人“胰高血糖素”受体的X射线晶体结构。这一GPCR与“胰高血糖素”肽结合，后者触发葡萄糖从肝脏的释放，使其成为Ⅱ型糖尿病的一个潜在药物目标。该结构显示了一个比在A 类GPCRs中所见到的更大的配体结合腔。
 
科学家探索海洋长期气候效应
早在1964年，挪威裔美籍气象学家Jacob Bjerknes猜想，大气与海洋之间的相互作用有相反效应，取决于相互作用的时间尺度：在年际尺度上，大气控制海洋表面温度，但在数十年的时间尺度上，海洋是大气变化的主要驱动力。前者现已被接受，同时模拟工作也被用来支持后者，但此前一直没有获得支持海洋控制大气观点的可靠观测证据。现在，Sergey Gulev等人整合了现有观测证据，发现至少在北大西洋，海洋的确驱动着表面热通量在数十年时间尺度上的变化。
 
一种骨瘤祖细胞被发现
PTPN11（编码磷酸酶SHP2）的失活是遗传性软骨瘤病“混合性软骨瘤病”的病因。Wentian Yang及其同事利用小鼠模型发现，破骨细胞中Ptpn11基因的删除导致“混合性软骨瘤病”，它起源于Ranvier的软骨膜槽中一个新发现的间质祖细胞类群中。
Ptpn11的失去通过激发hedgehog信号来发挥作用，而且“混合性软骨瘤病”在这一模型中可通过hedgehog通道抑制因子来改善。因此，与其他肿瘤类型不同的是（在这些肿瘤中它促进肿瘤形成），Ptpn11 在软骨组织中抑制肿瘤形成。
 
《中国科学报》 (2013-08-05 第2版 国际)

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观察地震愈合新方法问世
对酿成了中国汶川地震的断层地下水运动的直接测量为人们就断裂带的“愈合”提供了新的见解。在发生地震时，断裂带中的岩石因为剧烈的摇震而破碎，从而增加了该岩石对水的通透性。通透性会影响对该断层的压力和应力，并因而会影响该断层愈合所需时间的长短。更好地把握与断层愈合有关的最有影响力的因素需要直接持续地测量在某次大地震事件后断层中的地下水的运动。然而，到目前为止，这样的数据还没有被记录过。为了更好地了解断裂带通透性与其复原之间的关系，Lian Xue及其同事花了1年多的时间来记录引起2008年7.9级汶川地震的断层的数据；这是50年来中国最大的地震。研究人员记录了在汶川地震后不久打出的一个的深钻孔内的地下水振荡（由海平面振荡所致）的检测结果。
应用精良的设备，他们每隔2分钟就对这些振荡进行监测，时间长达18个月。应用所产生的数据，他们推断该断裂带中的通透性在该观察期的大部分时间内会随着裂缝的闭合而快速地下降。
然而，愈合过程因为通透性的突然增加而被打断，而分析显示，这与来自远方的地震干扰有关系。了解断裂带通透性与复原之间的关系对汶川地震破裂带尤其重要，因为该地带显示其愈合所花时间比正常时间要长，但却不存在造成这种现象的干扰。
Xue及其同事的研究——他们所用的持续性观察为人们提供了比先前所用方法更好的对地震愈合速度的估计——捕捉到了在关键性的地震后时期中的通透性的变化，而先前没有人作过这样的研究。这项研究还提供了一个框架结构来估计断裂带对未来地震的反应。
 
用遗传学工具抵御秆锈病
两项遗传学的发现为人们抵御秆锈病的斗争带来了希望；秆锈病是一种可杀死小麦的毁灭性真菌疾病，而小麦是一种主要的农作物，它为全球人口提供其摄入热卡的20%。秆锈病长期以来一直受到控制，而这很大程度上归功于在20世纪中开发出的一系列抗锈小麦品种。可是现在，该病的新的毒性变种——其蔓延可能会威胁全球的粮食保障——已经出现，促使科学家们探索开发出新的小麦品种，而这些品种能抵抗不断演变的威胁。
这些威胁之一是一种叫做Ug99的真菌，人们迄今已经在非洲、也门和伊朗发现了这种真菌；这种真菌已经战胜了大多数的广泛应用的抵抗秆锈病的基因，从而让人们担心会出现一个全球性的小麦疫情。
在本期的《科学》杂志中，2篇相伴的文章——它们皆为全球抗Ug99努力的一部分——进一步评估了2种先前确定的抗秆锈病基因。通过克隆一种不经常栽培但却与面包和意大利面食用小麦密切相关的先祖小麦品种的基因片段并将该克隆物质插入到现代小麦品种之中，Cyrille Saintenac及其同事证明，Sr35基因可赋予小麦对Ug99的免疫性。带有这种基因的小麦没有显示对秆锈病的易感性。
Sambasivam Periyannan及其同事从事了一项类似的研究并发现，Sr33基因赋予了小麦对该新的致死性真菌疾病的抵抗力，尽管其效果不如Sr35。
研究结果显示，Sr33基因还可转达对多种Ug99衍生物的抵抗力。在这两项研究中，这些分离出的基因所编码的蛋白显示了其他抗病蛋白的典型特征。面对不断演变的秆锈病威胁而具有的耐久抵抗力可通过将抗病基因进行结合而得到增进。如果研究人员应用所需的生物技术来设计、制造并表达Sr33和Sr35的小麦品种，他们也许能够减缓Ug99进展的速度并避免发生全球小麦短缺。
 
旅行者1号进入新区域
研究人员说，宇航局的旅行者1号飞船在去年8月底进入到日光层的一个意想不到的区域——日光层是来自太阳的等离子态气泡，这些等离子体由太阳风所散布并环绕着太阳系。这一在35年前发射的太空飞船早在2004年时就进入到了日光层的一个叫做日鞘的汹涌动荡的区域，而天文学家一直预计它会最终重新进入到星际介质或开放太空之中。相反，旅行者1号漂移并跨越了一个先前未确定的日光层边界而进入到一个研究人员现在称之为“日鞘耗竭区”的日鞘部分。
3篇报告描述了该飞船于2012年5次跨越该边界时所采集的不同的读数和测量。Leonard Burlaga及其同事报告了对日光层磁场的测量，该测量明确了旅行者1号确实进入了某些人们不熟悉的领域。他们说，当该太空飞船每次跨越新近确认的边界时，太阳层磁场的强度会突然增加，而该区域内的带电粒子数则会有急剧的下降。
在另一则报告中，Stamatios Krimigis及其同事报告了更多的对高能粒子的测量；研究结果显示，在旅行者1号进入该日鞘耗竭区时宇宙射线陡然增加连同来自太阳的粒子的同时性的急剧下降。
Edward Stone及其同事还观察到，当旅行者1号跨越该边界时，来自日光层的低能离子突然消失并代之以宇宙射线的流入——即使该飞船的磁场读数表明该太空飞船仍然还在日光层内。
总而言之，这些发现表明这一日鞘耗竭区可能是在日光层及其余星际空间之间的较大界面的一部分。
（本栏目文章由美国科学促进会独家提供）
《中国科学报》 (2013-07-09 第2版 国际)

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