封面故事: 纪念英国数学家Alan Turing诞辰100周年

英国数学家Alan Turing出生于1912年6月23日，很可惜去世时只有41岁。然而他的影响今天在很多领域仍然能够感受到。在纪念Turing百年诞辰的这一期杂志中，Nature称他是有史以来最伟大的科学家之一。电脑专家和那些探索电脑科学的人士，包括Sydney Brenner和Henry Markram，对这一著名传奇人物的某些方面作了解释。

电脑程序的开放之路

今天发表的大部分科学论文都依靠电脑程序来收集和操作数据。Darrel Ince及其同事在本期Nature的Perspective栏目中撰文指出，大部分刊物和资助机构针对将电脑代码作为出版过程组成部分来发布的政策都已过时。他们说，具体源代码的完全发布对于依赖于计算的任何科学成果来说都应当是标准做法，只是有一些大家都认同的、仅适用于罕见情形的例外而已。当前政策的范围从规定按要求发布所使用的电脑程序到Nature杂志不太苛刻的、要求作者用“自然语言”来描述电脑算法的规定都包括在内。

容错拓扑量子计算

量子计算比传统计算机中所涉及的过程更容易出错，所以可升级量子计算要求对携带信息的量子位进行容错操纵。减少由量子位“去相干”引起的错误率的最有希望的方法之一是拓扑纠错，该方法将拓扑量子计算与纠错结合在了一起。这篇论文报告了利用一个“8—光子”簇状态所进行的、对拓扑纠错的第一个“原理证明”演示。这是一个重要演示，需要最新的量子光学技术。

泛素在囊泡涂层形成中的作用

内质网中新合成的蛋白被装入覆盖有COPII的囊泡中并输送给高尔基体。COPII囊泡直径大约为60~80纳米，但其中一些必须增加它们的大小来适应所运载的较大蛋白，如300纳米的胶原蛋白纤维。在这项研究中，Michael Rape及其同事发现“泛素连接酶”CUL3-KLHL12是COPII涂层形成过程的一个调控因子。CUL3-KLHL12催化COPII成分Sec31的“单泛素化”，促进大COPII涂层的形成。所以，“单泛素化”控制COPII囊泡的大小和功能。这项工作提供了关于蛋白输送中一个关键事件的新数据，而蛋白输送则是有可能为治疗方法所利用的一个细胞功能。

核糖体的再循环过程

一旦一个核糖体完成一个RNA信使的翻译，它就必须通过将大、小亚单元分开来进行再循环。在古生菌和真核生物中，ABCE1蛋白与“终止释放因子”相结合来促进再循环。Roland Beckmann及其同事对由ABCE1和Pelota（一个mRNA监测因子，它是释放因子的一个旁系同源物）结合在一起的真核生物核糖体和古生菌核糖体进行了冷电子显微镜重建。他们发现，ABCE1在两个亚单元之间进行结合，其FeS区域将Pelota置于一种能够通过标准释放因子来促进肽释放的构形中。这项工作表明，在将真核生物和古生菌分开的超过十亿年的演化过程中，结构和功能上都存在相当大程度的保守性。所观察到的核糖体结构为会将两个亚单元分解开来的、由ATP驱动的动力冲击作用提供了一个模型。