封面故事：易于再生的高性能活性碳替代材料

本期封面所示为一种高表面积介孔β-环糊精。水体净化和修复经常是用各种形式的活性碳进行的，这种方式成本低，但只能将很多有机污染物部分清除。然而，活性碳的再生利用能耗高，需要高温，而且再生之后性能也会下降。现在William Dichtel、Damian Helbling及同事研发出一种用于水体修复的活性碳替代产品：一种基于交联环糊精的多孔材料。这种材料不仅在吸附一系列药物、杀虫剂和其他污染物方面性能超过活性碳，而且还容易通过在室温下冲洗来再生。

FOXO1是血管生长的一个检查点

我们不知道让内皮细胞的代谢和它们的生长状态保持平衡的机制是什么。在这项研究中，Michael Potente及同事发现转录因子FOXO1是血管生长的一个关键检查点，使内皮细胞的代谢和增殖活性相结合。他们发现，FOXO1在内皮细胞中的表达是通过抑制c-MYC信号传导来让这些细胞保持在静止状态、从而降低糖酵解和线粒体呼吸所需的。小鼠FOXO1的内皮特异性删除会诱导血管增生和扩张。

今后几十万年不大可能出现新的冰河期

尽管经过了几十年的研究，但造成一个冰河期之开始的条件仍然不清楚。比如说，为什么地球近期没有进入一个冰河期、而这个时候北半球的日照模式与其他冰河期开始时经常见到的日照模式又是相似的？本文作者利用一个具有中等复杂程度、受来自冰芯的证据约束的气候模型来量化在大气中的CO2处于任何水平下触发一个冰河期所需的日照：高CO2水平（如在晚全新世时）要求日照降到低于一个异常低的水平。这些模拟表明，在没有人类对气候系统扰动的情况下，当前的间冰期将会持续几十万年。在有人类造成的碳排放的情况下，今后10万年出现一个新冰河期的可能性似乎微乎其微。

植物多样性的一种简化情形

在生物可以采用的各种不同形式当中，只有少数几种形式会被证明在演化上是成功的。Sandra Díaz 等人分析了反映对维管植物的生长、存活和繁殖至关重要的六种性状之全球差异的一个综合性数据库，得出了关于植物功能多样性的一个详细的、量化的全球画面。尽管可能存在巨大差异，但作者发现，不同性状之间的协调意味着所有植物都可以被定位在仅仅两个差异轴心上：一个相应于植物总体形式；另一个是以前被表征的 “叶片经济学谱系”。Georges Kunstler等人在本期《自然》上发表的另一项对来自全世界数百万树木的数据所做的研究中发现，功能性状能够对不同树种之间的竞争性互动作出一致的预测。

癌症干细胞的支持机制

癌症干细胞是被怎样调控来驱动肿瘤发展的尚不清楚。ID2蛋白和 “缺氧诱导因子”（HIF）在来自胶质瘤的癌症干细胞中高度表达。Antonio Iavarone及同事在这项研究中显示，DYRK1激酶通过与VHL泛素连接酶复合物的一种相互作用来调控ID2，从而调制HIF2的水平和与成胶质细胞瘤相关的癌细胞的致癌特性。这一发现为干预这些癌症干细胞的活性指出了一个可能的治疗路径。

关键性状影响树木的竞争力

植物的特性以可预测的、一致性的方式影响它们的生理，但尚不清楚这种影响是否会延伸到对生态竞争力的影响。Georges Kunstler等人整理了来自世界各地300万棵树、14万个森林生长区块和很多植被类型的数据，发现某些关键性状以可预测的方式影响竞争力，而且在有竞争和没有竞争的情况下有利于生长的性状之间还存在此消彼长的平衡关系。在本期《自然》的另一篇论文中，Sandra Díaz等人还分析了反映对维管植物的生长、存活和繁殖至关重要的六种性状之全球差异的一个综合性数据库，得出了关于植物功能多样性的一个详细的、量化的全球画面。

饮食对肠道菌群的影响

历史上，人类经历了一些重大的饮食变化，包括西化的人群中向低纤维饮食的转变，与这一转变同时发生的是肠道菌群多样性的普遍丧失。食物纤维中含量丰富的“菌群可利用碳水化合物”（MACs）是远端肠道菌群所需碳和能量的主要来源。这项研究显示，对吃低MAC食物的小鼠，肠道菌群的多样性被耗尽，而且这种效应还会转移给后代并叠加，使得低丰度的细菌从一代到另一代逐渐减少，尤其是能够有效消耗食物纤维的 “拟杆菌目”的细菌。这一表现型不能仅仅通过重新引入食物MACs得到逆转，而是需要通过粪便菌群移植来补充所缺的菌类。这些发现表明，仅仅改变饮食也许不足以让菌群失调个体的菌群恢复健康。