Nature 一周论文导读 | 10 Nov 2016

Volume 539 Number 7628

审校：赵维杰 半夏 访冬 静雯 寒冬

进化生物学

Evolotional Biology

The stem osteichthyan Andreolepis and the origin of tooth replacement

硬骨鱼类Andreolepis与换齿起源

Donglei Chen（陈冬蕾，瑞典乌普萨拉大学）, Henning Blom, Sophie Sanchez, Paul Tafforeau & Per E. Ahlberg

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature19812.html

图片来源：phys.org

（导读 刘小鸥）  颌口类脊椎动物（gnathostomes）的换齿机制在不同类类群动物中表现不同。本研究对4.24亿年前的硬骨鱼Andreolepis hedei进行了三维虚拟解剖，并重建了其生长历史。这是最古老的牙齿吸收脱落的纪录，可能代表着原始硬骨鱼类的换齿机制。

 Abstract 

Balancing selection shapes density-dependent foraging behavior

平衡选择导致密度依赖觅食行为

Joshua S. Greene, Maximillian Brown, May Dobosiewicz, Itzel G. Ishida, Evan Z. Macosko, Xinxing Zhang, Rebecca A. Butcher, Devin J. Cline, Patrick T. McGrath & Cornelia I. Bargmann

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature19848.html

（导读 雷文茜）  秀丽隐杆线虫可以通过环境中的蛔甙素分子感知周围线虫密度，从而调整其探索性觅食策略。本研究发现蛔甙素受体基因srx-43拥有两种古老的基因型，二者可编码不同的个体觅食策略，这两种基因型经历了平衡选择后的共存体现了博弈论的原理。

 Abstract 

古生物学

Paleontology

Cultural innovation and megafauna interaction in the early settlement of arid Australia

干旱的澳大利亚早期聚落的文化创新及其与巨型动物的相互作用

Giles Hamm, Peter Mitchell, Lee J. Arnold, Gavin J. Prideaux, Daniele Questiaux, Nigel A. Spooner, Vladimir A. Levchenko, Elizabeth C. Foley, Trevor H. Worthy, Birgitta Stephenson, Vincent Coulthard, Clifford Coulthard, Sophia Wilton & Duncan Johnston

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20125.html

图片来源：sciencenews.org

（导读 刘小鸥）  研究早期人类物质文化及其与环境的相互作用是理解群体适应性及巨型动物灭绝的关键。本研究调查了最古老的澳大利亚人类遗址瓦拉易（Warratyi）岩屋，其中存在灭绝巨型动物及人类工具的证据，将该地区人类定居及关键技术发展的时间大为提前。

 Abstract 

神经生物学

Neuroscience

Evolution of Osteocrin as an activity-regulated factor in the primate brain

骨织素作为灵长类大脑中神经活性依赖因子的演化

Bulent Ataman, Gabriella L. Boulting, David A. Harmin…Margaret S. Livingstone & Michael E. Greenberg

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20111.html

（导读 陈月欣）  感官刺激可以调控哺乳类神经系统的成熟过程。本研究发现，灵长类大脑中神经元在兴奋状态下分泌的骨织素（Osteocrin）可以限制树突在兴奋状态下的生长。骨织素的这一作用可能为灵长类特有，并通过进化中独特DNA调控元件的获取而实现。

 Abstract 

Transplanted embryonic neurons integrate into adult neocortical circuits

将移植的胚胎神经元整合到成体的新皮层回路

Susanne Falkner, Sofia Grade, Leda Dimou, Karl-Klaus Conzelmann, Tobias Bonhoeffer, Magdalena Götz & Mark Hübener（封面文章）

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20113.html

（导读 陈月欣） 成熟的哺乳类大脑对于神经元流失的修补能力非常有限，但移植神经元的整合度又不得而知。本研究表明，将胚胎神经元植入成年大鼠受损的视觉皮质区4到8周后，新植入的神经元在形态、神经回路及功能上都与本区原有细胞并无区别。本研究为神经元移植提供了基础。

 Abstract 

A brain–spine interface alleviating gait deficits after spinal cord injury in primates

脑脊接口减轻脊损灵长动物步态缺陷

Marco Capogrosso, Tomislav Milekovic, David Borton, Fabien Wagner, Eduardo Martin Moraud, Jean-Baptiste Mignardot, Nicolas Buse, Jerome Gandar, Quentin Barraud, David Xing, Elodie Rey, Simone Duis, Yang Jianzhong, Wai Kin D. Ko, Qin Li, Peter Detemple, Tim Denison, Silvestro Micera, Erwan Bezard, Jocelyne Bloch & Grégoire Courtine

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20118.html

（导读 董堃）  脊髓损伤使得大脑和协调运动的脊神经环路之间的联系被切断常常造成严重后果，而利用脑脊接口恢复患者腿部功能是该领域一大挑战。本研究在恒河猴的运动皮层安装了一个无线微电极阵列使原本脊髓损伤的猴子患侧腿重获行走功能，这为在脊损人群中实现脑机接口的应用提供了新希望。

 Abstract 

A basal ganglia circuit for evaluating action outcomes

评估行动结果的基底神经节回路

Marcus Stephenson-Jones, Kai Yu, Sandra Ahrens, Jason M. Tucciarone, Aile N. van Huijstee, Luis A. Mejia, Mario A. Penzo, Lung-Hao Tai, Linda Wilbrecht & Bo Li（李博，冷泉港）

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature19845.html

图片来源：Nature

（导读 李骏）  基底神经节通过选择和结果评估做出决策，然而它是如何参与到结果评估过程中尚不明确。本研究发现，向缰核投射的苍白球神经元在经典条件反射任务中双向编码选择结果的好坏，且被来自基底神经节的特定信号所调节。本研究揭示了结果评估涉及的神经回路与选择完全不同，而苍白球在该回路中至关重要。

 Abstract 

生物医学

Biomedical Science

Fatty acid synthesis configures the plasma membrane for inflammation in diabetes

在糖尿病中脂肪酸的合成为炎症配置了细胞质膜

Xiaochao Wei, Haowei Song, Li Yin, Michael G. Rizzo, Rohini Sidhu, Douglas F. Covey, Daniel S. Ory & Clay F. Semenkovich

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20117.html

（导读 雷文茜）  膳食脂肪如何通过加重慢性炎症促进病理胰岛素阻抗性的原因尚未可知。本研究表明，巨噬细胞脂肪酸合酶（FAS）和胆固醇依赖的信号通路对饮食诱导的炎症是不可或缺的。去除巨噬细胞中的FAS会改变巨噬细胞的膜秩序和组成，从而阻止脂肪组织的巨噬细胞招募、减弱慢性炎症和胰岛素阻抗性的效果。

 Abstract 

Reconstitution in vitro of the entire cycle of the mouse female germ line

小鼠雌性生殖系全周期的体外重组

Orie Hikabe, Nobuhiko Hamazaki, Go Nagamatsu, Yayoi Obata, Yuji Hirao, Norio Hamada, So Shimamoto, Takuya Imamura, Kinichi Nakashima, Mitinori Saitou & Katsuhiko Hayashi

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20104.html

（导读 张志伟）  将多能干细胞转化为卵子对于生殖生物学以及再生医学有着重要的意义。本研究使用小鼠胚胎干细胞以及胚胎或成年小鼠成纤维细胞来源的诱导多能干细胞，在体外成功生成卵子并重构了整个雌性生殖周期。这为研究细胞全能性的分子机制以及生产其他物种卵子提供了重要的平台。

 Abstract 

Leukaemogenic effects of Ptpn11 activating mutations in the stem cell microenvironment

Ptpn11的活化突变在干细胞微环境中的致白血病作用

Lei Dong, Wen-Mei Yu, Hong Zheng, Mignon L. Loh, Silvia T. Bunting, Melinda Pauly, Gang Huang, Muxiang Zhou, Hal E. Broxmeyer, David T. Scadden & Cheng-Kui Qu（瞿成奎，埃默里大学）

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20131.html

（导读 张志伟）  Ptpn11突变会导致Noonan综合征。 本研究发现，在小鼠骨髓的微环境中，间充质干/祖细胞（HSCs）和骨祖细胞中的Ptpn11突变通过增加趋化因子CCL3募集单核细胞，从而使HSC过度活化并引发MPN。这项研究揭示了Ptpn11突变在白血病发生中的关键作用，并认为CCL3是Noonan综合征的潜在治疗靶点。

 Abstract 

Single-cell RNA-seq supports a developmental hierarchy in human oligodendroglioma

单细胞RNA测序支持人类少突胶质细胞瘤的发展层次说

Itay Tirosh, Andrew S. Venteicher, Christine Hebert…Aviv Regev & Mario L. Suvà

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20123.html

（导读 张志伟）  研究显示可能是肿瘤干细胞（CSCs）驱动癌细胞生长分化，但目前尚缺乏有力的证据。本实验对人类少突胶质细胞瘤进行RNA测序（RNA-seq）分析，发现大多数癌细胞按照两个特化的胶质细胞程序分化，而少量未分化的亚群却大量表达与增殖相关的基因，构建了肿瘤干细胞分化谱系模型。

 Abstract 

物理学

Physics

Self-bound droplets of a dilute magnetic quantum liquid

稀磁量子液体的自束液滴

Matthias Schmitt, Matthias Wenzel, Fabian Böttcher, Igor Ferrier-Barbut & Tilman Pfau

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature20126.html

（导读 谭坤）  液滴是自束系统的一种，其形成依赖于分子吸引力和排斥力的平衡。本文报道了在无势陷悬浮场下中观察到由磁性原子构成的三维稀磁量子液体液滴，而这种系统存在最低临界原子数，低于临界值就气化蒸发，这种数量驱动的相变与强自束系统形成了对比。

 Abstract 

Tracking the ultrafast motion of a single molecule by femtosecond orbital imaging

运用飞秒轨道成像追踪单个分子的超快速运动

Tyler L. Cocker, Dominik Peller, Ping Yu, Jascha Repp & Rupert Huber

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature19816.html

（导读 刘小鸥）  在单分子固有时间尺度下观测其运动对测量的时空分辨率均有极高要求。本研究利用超快速太赫兹隧道扫描显微术获得了轨道结构飞秒级成像，在时域中直接揭示了太赫兹频率的相干分子振动，该方法有望用于超快速光化学可视化等方面。

 Abstract 

化学

Chemistry

Catalytic alkylation of remote C–H bonds enabled by proton-coupled electron transfer

质子耦合电子转移反应远程催化C - H键烷基化

Gilbert J. Choi, Qilei Zhu, David C. Miller, Carol J. Gu & Robert R. Knowles

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature19811.html

（导读 邸正傲）  N-烷基酰胺的N-H键十分稳定，其均裂产生的酰胺氮自由基却在合成中有很大用途。本文发展了在磷酸盐和铱光敏催化剂催化下的质子耦合电子转移（PCET）反应，可均裂N-烷基酰胺的N-H键并诱导δ位碳的烷基化，该方法可为含胺基药物或天然产物的合成提供新的途径。

 Abstract 

Amide-directed photoredox-catalysed C–C bond formation at unactivated sp3 C–H bonds

未活化的 sp3 C-H 键上光致氧化还原催化的酰胺导向的C–C成键

John C. K. Chu & Tomislav Rovis

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature19810.html

（导读 刘小鸥）  C-C成键对生物相关合成至关重要。本研究报告了直接裂解惰性C-H键后耦合烯烃而形成C-C键的方法，能够在在酰胺导向下，使包含有多个未活化sp3 C–H键的分子间有选择地形成C-C键，该方法或可成为惰性C-H键功能化的起点。

 Abstract 

地球科学

Earth Science

Fluvial sediment supply to a mega-delta reduced by shifting tropical-cyclone activity

热带气旋活动的改变减少了大型三角洲的河流沉积物供给

Stephen E. Darby, Christopher R. Hackney, Julian Leyland, Matti Kummu, Hannu Lauri, Daniel R. Parsons, James L. Best, Andrew P. Nicholas & Rolf Aalto

http://www.nature.com/nature/journal/v539/n7628/full/nature19809.html

图片来源：nature.com

（导读 刘小鸥）  多数大型三角洲正受到海平面上升等因素威胁，河流沉积物的持续补给至关重要。本研究结合湄公河的悬沙输沙量数据与水文模型，证明热带气旋控制着悬沙输沙量变化，估测表明近年输沙量减少，该结果也是评估沿海系统威胁的关键。

 Abstract 

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