封面故事: “数值天气预报”准确度提高

来自“数值天气预报”模型的输出在整个社会中普遍存在，现在人们能够提前一周熟练预报未来天气。回首过去几十年，预报准确度的提高引人瞩目，但这种提高是一个渐进过程，相当于熟练预报的提前时间大约为每十年增加一天。Peter Bauer及同事对将NWP推进到其当今水平的很多技术和app进展作了综述，发现如果要让预报准确度提高的历史速度继续下去的话，未来还面临相当大的挑战。

细菌分解膦酸酯的机制

当磷酸盐供应不足时，某些细菌能够利用有机膦酸酯化合物，这是因为它们拥有能断开稳定的碳—磷键的专门化的酶机构。这其中所涉及的机制尚不清楚。Ditlev Brodersen及同事确定了来自大肠杆菌的240-千道尔顿的C－P裂解酶复合物的晶体结构。该结构包含两个潜在的活性点，它们也许能将有机膦酸酯化合物偶联到ATP上，随后将C-P键水解。

生态水文分离与土壤水的利用

土壤中的水通常被假设可以相同的程度用于所有目的，如供植物蒸腾以及补充地下水和溪流。在以前的、但有限的研究基础上，Jaivime Evaristo等人整理出了关于从广泛分布的地点获取的氢和氧同位素的一个数据集，发现生态水文分离是主导土壤水之利用的规则。被植物利用的水往往与用于补充溪流的水在同位素上截然不同，说明降水输入的水文分离会产生截然不同的水资源池。这一发现意味着，植物生理过程和溪流的现有地表模型参数化可以通过生态水文分离的引入使其更符合实际情况。

植物物种的引入和输出

人类活动促进了外来植物物种在全球各地的扩散，这些外来物种中很多都在不同大陆上被归化了。Mark van Kleunen等人建立了一个关于外来植物引入的全球数据库，发现超过13000个物种都在一个新地方被归化了。北美洲接受的外来植物最多，而太平洋岛屿正在以最快的速度积累它们，北半球是外来物种的支配性供给地。

美洲人的祖先到底是哪里来的

大多数遗传研究都表明，最早定居美洲的是来自欧亚地区的单一先祖人群，但形态研究对此提出了质疑。David Reich 及同事分析了来自中美洲和南美洲的21个美洲原住民人群的63个个体以及来自在世界范围内取样的197个非美洲人群的全基因组数据。他们发现了美洲先祖人群的构成比以前人们所接受的构成更为多样化的证据。一些亚马逊美洲原住民是部分从源自南半球、与澳大利亚、新几内亚和安达曼岛土著人相关的一个先祖人群繁衍下来的。这与北美洲和中美洲原住民人群的先祖主要来自欧亚地区的情况是截然不同的。

取向特异性DNA连接

抗体生成过程需要在免疫球蛋白重链（IgH）位点内发生重排、通过切除全部剩余片段来将单一V、D和J基因片段并置。原则上，实施这些删除的过程也可能会导致反转。现在，Frederick Alt及同事利用高吞吐量全基因组测序对为什么在这个位点上发生的过程在方向上偏向于删除而非反转这样一个长期未能得到回答的问题进行了研究。他们发现，它涉及IgH位点本身内的序列、由AID脱氨酶启动的双链DNA断裂以及双链断裂修复因子53BP1和ATM。

一种甲烷氧化菌的细胞内铜存储

铜是很多酶和蛋白的折叠和功能所需的一种催化剂。它对细胞也是有毒的，所以细胞内 “自由”铜一般非常少。然而，甲烷氧化菌与膜相结合的“颗粒状甲烷单加氧酶”（pMMO）却需要大量铜。这项研究提供了关于甲烷氧化菌怎样为了甲烷的氧化而安全地积累铜的一个画面。作者识别并表征了Csp1，它是一种不同寻常的铜结合蛋白，从Methylosinus trichosporium OB3b的胞液中被输送出来，以便为pMMO获得铜离子。Csp1的X射线晶体结构显示，它能够在一个内壁贴有半胱氨酸残基的大空腔内结合多达52个铜离子。

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