封面故事:“摩尔定律”时代将要结束

电脑行业将要正式宣布“摩尔定律”时代结束了。“摩尔定律”是指一个微处理器芯片上的晶体管数量及其处理性能每两年将会翻倍。不过业内人士也承认，这并不意味着不能再发展了。还可以通过采用更好的材料甚或新的计算方式实现改进。而且，移动设备的新时代就未来的微处理器芯片而言也改变了这场游戏。Mitch Waldrop盘点了有可能帮助让信息技术继续发展的一些激动人心的新思想。

精神分裂症的遗传学研究

在精神分裂症中所发现的最强遗传联系是其与“主要组织相容性复合体”（MHC）位点上的遗传标记的联系，首次描述见诸2009年的三篇论文。MHC上的该联系信号极为复杂。在这篇论文中，Steven McCarroll及同事手机版了对MHC与精神分裂症的联系所做分析。他们发现，“Complement component 4（C4）”基因的很多结构不同的等位基因有很大贡献。这种联系对于促进C4A有更大表达的C4等位基因来说更强，这个结果是在患精神分裂症或没患精神分裂症的死后捐献器官的成年人的脑组织中测到的。作者提出，C4也许与经典“补体级联”中的其他成分协同作用来促进“突触修剪”，同时他们也在一个小鼠模型中显示C4介导“突触优化”。

衰老细胞的有害影响

各种组织和器官在正常老化过程中积累衰老细胞，但不知道这些细胞是否或怎样影响健康和寿命。Janvan Deursen及同事发现，当衰老细胞在成年阶段积累时，它们对寿命有一个负面影响，促进多个器官发生取决于年龄的变化。这些细胞的清除延迟了几个器官的肿瘤发生，减轻了它们与年龄相关的状况恶化，同时又没有明显副作用。这一发现表明，衰老细胞的治疗性清除也许能够延长健康寿命。

二级激光等离子体加速器的原理证明演示

粒子物理学家使用的对撞机一般有很多公里长，通过一连串加速模块产生高能电子束。激光—等离子体加速器（在其中，一个激光脉冲将一个等离子体中的一个波激发，后者然后加速注入的电子）具有在小得多的装置中产生类似结果的潜力。然而，在某一级，电子的能量增益受限于“移相”等效应，所以将多个激光—等离子体加速级耦合起来是人们长期追寻的一个目标。这项研究手机版对一个二级激光等离子体加速器所做的原理证明演示：在该加速器中，第一个模块中产生的一个电子束被注入到第二个模块内，后者由第二个独立控制的激光脉冲提供能量。

与鸦片依赖性相关的神经回路

想避免产生戒断症状的欲望是鸦片上瘾者持续用药的一个主要驱动因素，但我们对介导戒断症状的神经回路还不是很清楚。Xiaoke Chen及同事发现，从“丘脑室旁核”（PVT）到“伏隔核”的一个通道，通过增强PVT神经元与表达“多巴胺-2”受体的 “中型多棘神经元”之间的突触传输介导包括鸦片戒断症状在内的厌恶行为。通过光遗传学方法将这一通道抑制，会消除鸦片戒断症状和抑制因应压力刺激而产生的厌恶行为，说明该通道在控制对负面体验的反应上起一个普遍性作用。

受扰动热带森林的恢复潜力

世界热带森林一半以上都是在受人类活动扰动之后而生长的次生林。因此，重要的是要知道这些次生林能以多快的速度充分恢复、以提供与老龄林等价的生态系统服务。本文作者重点观察新热带森林的碳封存，发现其碳吸收要比老龄林高得多，平均66年可恢复到碳储量的90%，但在恢复潜力上也存在很大差异。这一知识有可能帮助评估不同地区森林减少的影响及恢复潜力。

G-蛋白耦合受体的灵活性

“G-蛋白耦合受体”（GPCRs）是很多生物过程中所涉及的膜蛋白，也是重要药物作用目标。虽然过去几年已经手机版了GPCRs的几个X射线晶体结构，但我们对它们的构形动态相对来说却知之甚少。在这篇论文中，作者用NMR波谱法来监测在拮抗剂、部分激动剂和完全激动剂存在时火鸡β1-肾上腺素能受体发生的构形变化。作者识别出了几个变构信号通道，并且发现，激动剂与这一GPCR的结合，启动了一个关键跨膜螺旋朝在2011年获得的“β2-肾上腺素能受体/G蛋白复合物”的X射线晶体结构中所观察到的“活性”构形的弯曲。

（田天/编译 更多信息请访问）