Nature 一周论文导读 | 20 OCT 2016

Volume 538 Number 7625

审校：杨柳 史静雯 魏若妍 赵维杰

生物医学Biomedical Science

Accurate de novo design of hyperstable constrained peptides

精准从头设计的超稳定约束肽

Gaurav Bhardwaj, Vikram Khipple Mulligan, Christopher D. Bahl … David J. Craik & David Baker

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19791.html

（导读 宋伊梦）  天然肽类药物可以在构象上与目标位点高度契合，而人工肽类药物的研究受限于骨架的拓扑结构和化学特征。本研究发展了新的算法，首次通过从头设计的方式，合成出超稳定、具有优异物化性能、可抵抗生物降解的约束肽骨架。该成果将有助于新一代肽类药物的研发。

 Abstract 

Diversity-oriented synthesis yields novel multistage antimalarial inhibitors

定向多样性合成新型多级抗疟剂

Nobutaka Kato, Eamon Comer, Tomoyo Sakata-Kato … Christina A. Scherer & Stuart L. Schreibe

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19804.html

（导读 雷文茜）  现有抗疟药主要为天然产物或人造类药复合物。本研究在类似天然产物的复合物库中进行筛选，发现二环吖丁啶系列小分子可以通过抑制苯基丙氨酸tRNA连接酶，对疟原虫产生毒性。该分子可以在小鼠感染模型中治愈疟原虫感染，可能成为新型抗疟药。

 Abstract 

Frizzled proteins are colonic epithelial receptors for C. difficile toxin B

Frizzled 蛋白是结肠上皮难辨梭状芽孢杆菌毒素B受体

Liang Tao, Jie Zhang, Paul Meraner … Abraham L. Brass & Min Dong

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19799.html

（导读 陈月欣）  难辨梭状芽孢杆菌（C. difficile）感染可引起肠炎。本研究通过CRISPR技术进行了基因组范围筛查，发现Wnt受体Frizzled家族蛋白（FZD）也是难辨梭状芽孢杆菌毒素B（TcdB）的受体，且TcdB与Wnt竞争FZD受体上的同一结合位点。

 Abstract 

A renewed model of pancreatic cancer evolution based on genomic rearrangement patterns

基于基因组重排模式的胰腺癌肿瘤发生新模型

Faiyaz Notta, Michelle Chan-Seng-Yue, Mathieu Lemire … Peter J. Campbell & Steven Gallinger

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19823.html

（导读 木槿）  胰腺癌是一种预后不良的高侵袭性癌症，充分体现了癌症逐步发展的经典观点。本文运用新型生物信息学工具，跟踪研究了肿瘤基因组的DNA拷贝数变化和与其相关的基因重排，发现胰腺癌的肿瘤发生不是逐步渐进的，而突变可能同时发生而并非公认的依次产生。这项发现挑战了胰腺癌当前的肿瘤发生模型，并为导致侵袭性肿瘤的突变过程提供见解。

 Abstract 

Allogeneic transplantation of iPS cell-derived cardiomyocytes regenerates primate hearts

异源iPS心肌细胞移植再生灵长类动物的心脏

Yuji Shiba, Toshihito Gomibuchi, Tatsuichiro Seto … Itsunari Minami & Uichi Ikeda

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19815.html

 （导读 张志伟）  尽管相对于自身细胞，使用MHC相容的异源诱导多能干细胞（iPSC）修复心脏更容易操作和控制，故成为自体移植的替代疗法，但很少有相关免疫学研究。本实验对5只心肌梗死的食蟹猕猴使用异源成纤维细胞诱导的心肌细胞（iPSC-CM）及临床剂量的免疫抑制剂，发现iPSC-CM可以再生梗死心肌并且没有引起明显的免疫排斥，但会引起心律不齐。

 Abstract 

Fetal liver endothelium regulates the seeding of tissue-resident macrophages

胎儿肝内皮细胞调节组织固有巨噬细胞的分布

Pia Rantakari, Norma Jäppinen, Emmi Lokka, Elias Mokkala, Heidi Gerke, Emilia Peuhu, Johanna Ivaska, Kati Elima, Kaisa Auvinen & Marko Salmi

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19814.html

（导读 木槿）  巨噬细胞对正常的胚胎发育、维持组织稳态及免疫力至关重要，调控这些细胞发生组织特异性迁移的分子机制完全未知。本文发现一种内皮细胞特异分子——质膜囊泡相关蛋白PLVAP，可以调控小鼠中胚胎单核细胞来源的巨噬细胞在组织中的分布，这是目前发现的第一个调控胚胎巨噬细胞在发育过程中发生迁移的分子。

 Abstract 

The epichaperome is an integrated chaperome network that facilitates tumour survival

Epichaperome 是一个促进肿瘤生存的综合性分子伴侣组网络 

Anna Rodina, Tai Wang, Pengrong Yan … Monica L. Guzman & Gabriela Chiosis

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19807.html

（导读 木槿）  通过运用维持肿瘤内源性原发状态的方法，本文发现在恶性转化时，肿瘤细胞内的分子伴侣组会发生重塑形成有利于生存的高分子量复合物epichaperome。结果表明，epichaperome可增强细胞的存活能力，并且不依赖于组织来源或基因背景，为研究肿瘤诊断和其作为药物干预的靶标提供思路。

 Abstract 

基因组学Genomics

Genome evolution in the allotetraploid frog Xenopus laevis

异源四倍体非洲爪蟾的基因组进化

Adam M. Session, Yoshinobu Uno, Taejoon Kwon … Masanori Taira & Daniel S. Rokhsar（封面文章）

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19840.html

图片来源http://y2.ifengimg.com

（导读 雷文茜）  非洲爪蟾（Xenopus laevis）是重要的四倍体模式生物，本研究对其基因组进行了测序，并与其近亲热带爪蟾（X. tropicalis）的二倍体基因组进行了比较，发现非洲爪蟾的异源四倍体基因组可以区分为两个不同来源并经历非对称演化的亚基因组：一个更多保留了远祖状态，而另一个则经历了较多基因丢失、删除、重组和表达降低等变化。

 Abstract 

神经生物学Neuroscience

Cortico-fugal output from visual cortex promotes plasticity of innate motor behavior

视皮层传出信号增强本能运动行为可塑性

Bao-hua Liu, Andrew D. Huberman & Massimo Scanziani

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19818.html

（导读 董堃）  哺乳动物的视皮层通过离皮层轴突传输投射大规模支配脑干，这种投射方式能够调节本能运动行为但目前机制不清。本文使用的范式视动反射（OKR）就是一种经典的本能运动行为，研究人员通过损毁双侧前庭使OKR适应性增强，而去除离皮层神经元则损害OKR作用，从而验证了离皮层传出到脑干的投射能够使视皮层适应性调控本能运动行为。 

 Abstract 

结构生物学Structural Biology

Molecular basis of Lys11-polyubiquitin specificity in the deubiquitinase Cezanne

去泛素化酶 Cezanne 对 lys11 多泛素特异性的分子基础

Tycho E. T. Mevissen, Yogesh Kulathu, Monique P.C. Mulder … Huib Ovaa & David Komander

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19836.html

（导读 张志伟）  卵巢癌蛋白（OTU）家族的去泛素化酶通过特异性地选择不同的多聚泛素连接类型从而调节细胞信号通路。本研究通过比较不同状态下的晶体结构，发现去泛素化酶Cezannne（也被称作OTUD7B）可以在泛素的辅助下构象变化从而活化，且只有Lys11泛素连接链可以高效结合活性位点并促进催化周转。

 Abstract 

Atomic structure of the entire mammalian mitochondrial complex I

哺乳动物线粒体复合物1完整的原子结构

Karol Fiedorczuk, James A. Letts, Gianluca Degliesposti, Karol Kaszuba, Mark Skehel & Leonid A. Sazanov

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19794.html

（导读 张志伟）  线粒体复合物I（泛醌氧化还原酶）是呼吸链的最大蛋白质组装体，总质量为970千道尔顿。本研究解析了绵羊线粒体复合物I在3.9Å分辨率下的原子结构，并观察到了两种可能与激活-失活转换相关构象。这让我们可以更加详细地了解线粒体复合物I的组装与功能，以及引起疾病的突变的分子机制。

 Abstract 

X-ray structure of the human α4β2 nicotinic receptor

人类α4β2烟碱受体的X射线结构

Claudio L. Morales-Perez, Colleen M. Noviello & Ryan E. Hibbs

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19785.html

图片来源：Nature

（导读 陈月欣）  烟碱型乙酰胆碱受体是一种配体门控离子通道，对于神经信号的传导至关重要，也是治疗多种神经精神疾病的重要药物靶点。本研究提供了人类α4β2烟碱受体的精细结构，为研究这类受体的配体识别、异聚体组装、离子通透和受体脱敏等提供了结构基础。

 Abstract 

天文学Astronomy

Ultraluminous X-ray bursts in two ultracompact companions to nearby elliptical galaxies

邻近椭圆星系的两颗超致密伴星的极高光度X射线爆发

Jimmy A. Irwin, W. Peter Maksym, Gregory R. Sivakoff, Aaron J. Romanowsky, Dacheng Lin, Tyler Speegle, Ian Prado, David Mildebrath, Jay Strader, Jifeng Liu & Jon M. Miller

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19822.html

图片来源：jwinman.com

（导读 刘小鸥）  NGC 4697星系附近已发现一个耀发 X射线源，并观测到两次短暂的耀发。本研究阐述了对邻近星系中类似的耀发现象的观测结果，并发现两个具有极高亮度的耀发源。它们具有极短的爆发时间及较长衰减时间，在非耀发时与普通吸积的中子星或黑洞 X射线双星相似。

 Abstract 

物理学Physics

Multi-petahertz electronic metrology

多皮赫电子度量学

M. Garg, M. Zhan, T. T. Luu, H. Lakhotia, T. Klostermann, A. Guggenmos & E. Goulielmakis

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19821.html

图片来源：phys.org

（导读 刘小鸥）  利用光场驱动电子能够将能带中载流子的电流频率提高到数百太赫兹。本研究证明了电子度量学能够扩展至多皮赫频率范围，建立了实现多皮赫相干电子的方法。我们希望这一技术能够在原子尺度上对研究电子动力学与凝聚态物质结构的相互作用有所帮助。

 Abstract 

Real-space investigation of energy transfer in heterogeneous molecular dimers

非均相分子二聚体中能量转移的实空间研究

Hiroshi Imada, Kuniyuki Miwa, Miyabi Imai-Imada, Shota Kawahara, Kensuke Kimura & Yousoo Kim

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19765.html

（导读 刘小鸥）  本研究将高空间分辨率的扫描隧道发光光谱技术应用于包含MgPc与H2Pc的分子二聚体中，以研究其能量转移。研究发现H2Pc附近的发光信号由共振能转移而产生，同时观测到两分子间往复的共振能转移。研究同样显示了H2Pc的互变异构化对二聚体系统中能量转移特征的影响。

 Abstract 

地球科学Earth Science

Asthenosphere rheology inferred from observations of the 2012 Indian Ocean earthquake

由2012印度洋地震观测结果推断出软流圈流变学

Yan Hu（胡岩，中科大蒙城野外观测站）, Roland Bürgmann, Paramesh Banerjee, Lujia Feng, Emma M. Hill, Takeo Ito, Takao Tabei & Kelin Wang

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19787.html

图片来源：berkeley.edu

（导读 刘小鸥）  人们对大洋地壳下软流圈的力学性质仍知之甚少，观测大地震后地壳的变形能够帮助人们了解上地幔的流变性质，但迄今为止仍局限于大陆板块。本研究运用2012年印度洋地震数据，结合三维粘弹性有限元模型，发现位于弹性大洋地壳下的低粘度薄软流层是产生震后隆升的必要条件。

 Abstract 

Upper-mantle water stratification inferred from observations of the 2012 Indian Ocean earthquake

从2012印度洋地震观测结果推断的上地幔水分层

Sagar Masuti, Sylvain D. Barbot, Shun-ichiro Karato, Lujia Feng & Paramesh Banerjee

http://www.nature.com/nature/journal/v538/n7625/full/nature19783.html

（导读 刘小鸥）  水在地球深部分布广泛，但人们对其在地幔中的分布仍缺乏了解。本研究利用橄榄石强度对水的敏感性及2012年印度洋大地震的观测结果，约束了上地幔含水量的分层。我们将明显的流变对比归因为岩石圈与软流圈边界的脱水现象。

 Abstract 

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