封面故事：利用海量數(shù)據(jù)的最新策略?
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研究人員怎樣才能應(yīng)對現(xiàn)代方法所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)流？在本期的“Big data special”專題中，Nature記者對目前正在制訂的、用以最為充分地利用海量數(shù)據(jù)的最新策略進(jìn)行了探討。
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研究人造原子能級的新方法
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歷史上，研究人員通過觀察原子的光譜線來了解基本物質(zhì)的離散能級。該方法涉及對入射光線進(jìn)行掃描，以尋找清晰的吸收線，后者是當(dāng)一個頻率與兩個能級之間的間隙相匹配時出現(xiàn)的。從上世紀(jì)90年代開始，研究人員利用相干微波輻射源和頻率光譜學(xué)方法對人造原子（具有原子一樣的能量結(jié)構(gòu)的量子系統(tǒng)）也進(jìn)行了研究。然而，關(guān)于能級譜的很多信息仍然不清楚，因為該方法對高頻率不適用。Berns等人研究出一種互補(bǔ)性方法，在這種方法中，一個人造原子的能級不是通過調(diào)頻來掃描，而是通過調(diào)幅來掃描，同時又根據(jù)譜圖中的一個特定特征對頻率進(jìn)行調(diào)制。通過這種方法可以獲得大量新的光譜信息。這種方法普遍適用于一系列人造和天然原子。
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微RNA在蛋白層面上對基因表達(dá)的調(diào)控程度
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MicroRNAs可通過抑制一個信使RNA（mRNA）的轉(zhuǎn)錄或通過誘導(dǎo)其降解來調(diào)控基因表達(dá)。雖然以前的研究工作已經(jīng)在mRNA層面上對這種調(diào)控進(jìn)行了測量，但過去對有多少調(diào)控發(fā)生在蛋白層面上仍不知道?，F(xiàn)在，由David Bartel和Nikolaus Rajewsky領(lǐng)導(dǎo)的兩個小組，利用被稱為SILAC（全稱為“利用細(xì)胞培養(yǎng)中的氨基酸進(jìn)行穩(wěn)定同位素標(biāo)記”）的方法的變通形式，對蛋白層面上所發(fā)生的蛋白組范圍內(nèi)的變化作為內(nèi)生和外生microRNAs的表達(dá)的一個函數(shù)進(jìn)行了測量。他們發(fā)現(xiàn)，雖然microRNAs能直接抑制數(shù)百個基因的轉(zhuǎn)錄，但更多的間接效應(yīng)卻能導(dǎo)致數(shù)千個基因的表達(dá)發(fā)生變化。然而，所觀察到的很多變化在數(shù)量級上不到兩倍，表明不管是直接還是間接，microRNAs都能充當(dāng)“可變電阻器”，來微調(diào)蛋白合成，以便在任何一個給定的時間都能與細(xì)胞的需求相匹配。
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銀河系中心黑洞的觀測研究
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研究人員在1.3mm這個相對較短的射電波長，利用甚長基線干涉儀（VLBI）獲得了對有可能是銀河系中心一個超大質(zhì)量黑洞的“人馬座A*”（SgrA*）的內(nèi)在大小的一個新的估計值。所獲得的關(guān)于SgrA*大小的下限值，小于對假設(shè)中的黑洞的視界大小的預(yù)測值，說明SgrA*的輻射并不是以黑洞本身為中心，而是以周圍的吸積流為中心。VLBI在1.3mm左右（在這個波長要比在較長的波長受星際散射的影響更小）對銀河系中心所作的觀測，為研究黑洞物理學(xué)打開了一個新窗口。隨著新的VLBI觀測站的建設(shè)，該領(lǐng)域研究工作的精確度將會更高。
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一種制備穩(wěn)定WOW乳液的新方法
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本身分布在水相中的較大油滴內(nèi)的小水滴是一種雙乳化乳液類型。雖然它們相對于“油包水”乳液有一定優(yōu)勢，但“水包油包水”（WOW）乳液卻難以制備，往往不穩(wěn)定，需要復(fù)雜的技術(shù)或表面活性劑混合物。現(xiàn)在，加州大學(xué)洛杉磯分校的一個由來自多個系的研究人員組成的研究小組，研究出一種利用“雙親二嵌段共聚多肽”制備雙乳化乳液的方法。這樣制備出的乳液能穩(wěn)定幾個月，其中多肽片段中氫鍵的控制起一個穩(wěn)定因子的作用。該方法甚至還能生成穩(wěn)定的雙乳化納米乳液（用現(xiàn)有方法是不可能做到的），這樣的乳液在化妝品、食物和藥物輸送中有可能派上用場。
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有毒虎蛾對抗捕食者的多種方式
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有毒的虎蛾歷史上是有警告色的昆蟲的著名例子；后來人們發(fā)現(xiàn)，蝙蝠將這些昆蟲所產(chǎn)生的超聲波與毒性聯(lián)系在一起，而且無毒物種也能得益于發(fā)出類似的聲音。在對加拿大東南安大略26種蛾子所作的一項研究中，John Ratcliffe和Marie Nydam發(fā)現(xiàn)，虎蛾的警告信號隨著一年中時間的不同而變化，因此也隨著它們最有可能碰到的捕食者的類型而變化。在春天出現(xiàn)的蛾子物種，往往用視覺信號如鮮艷的色彩來警告捕食者，告訴它們自己是不能吃的，因為在春天鳥類是其最大的威脅。在夏天出現(xiàn)的蛾子物種更多地依靠超聲來趕走能夠進(jìn)行回聲定位的蝙蝠，后者在夏季對其構(gòu)成主要威脅。同樣，在白天活躍的物種更多地依靠視覺警告信號，而超聲信號在晚上更有用。這項研究說明了，來自兩種截然不同捕食者的選擇壓力何以能夠引導(dǎo)昆蟲警告系統(tǒng)中不同組成部分的演化，從而導(dǎo)致同一物種內(nèi)擁有多樣化的對抗捕食者的防衛(wèi)體系。
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帶有寄生病毒的巨病毒
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巨病毒分離毒株來自英國Bradford的一個冷卻塔。最初因其大小（是已知最大病毒的三倍大，而且大于很多細(xì)菌），該病毒被誤認(rèn)為一種細(xì)菌，它是在名為“Acanthamoeba polyphaga”的原生動物中發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)它被識別為一種病毒時，它被稱之為一種模仿病毒（mimivirus，因其與細(xì)菌相似而得名）正式稱謂為APMV?，F(xiàn)在，一種新的、甚至更大的APMV毒株已從巴黎一個水冷卻塔中分離出來。引人注目的是，該病毒并不是孤立的，其本身還被一種“衛(wèi)星病毒”所寄生。被稱為Sputnik的這種病毒在“建造”在被APMV共感染的阿米巴中的“病毒工廠”中復(fù)制。比照噬菌體，Sputnik被看作是人們所發(fā)現(xiàn)的第一種噬病毒體。它也許只是一座噬病毒體冰山之一角，因為對海洋水域所進(jìn)行的宏基因組學(xué)研究顯示，存在大量與巨病毒密切相關(guān)的基因序列，從而導(dǎo)致人們懷疑：它們是一種共同的浮游生物寄生蟲。
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來源：科學(xué)時報