Nature 一周论文导读 | 2017 年 8 月 3 日

审校 访冬 半夏 咖喱鸡 金庄维

生物学

Biology

Hypothalamic stem cells control ageing speed partly through exosomal miRNAs

下丘脑干细胞部分通过胞外体 miRNA 控制老化速度

Dongsheng Cai et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23282.html

（导读 郭怿暄） 下丘脑参与衰老的控制，但机制尚不清楚。本研究发现下丘脑干细胞与衰老密切相关，其分泌到脑脊液的胞外体 miRNAs 发挥部分作用，衰老可导致这些胞外体 miRNAs 水平显著下降，给予小鼠健康下丘脑干细胞分泌的胞外体可有效延缓衰老。这一发现提示下丘脑神经干细胞除神经发生外还具有控制衰老的内分泌功能。

Abstract

Sequencing and de novo assembly of 150 genomes from Denmark as a population reference

对来自丹麦的 150 个基因组进行测序和从头组装作为人群参考基因组

Karsten Kristiansen,Søren Brunak,Mikkel Heide Schierup et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23264.html

图片来源：论文原文

（导读 郭怿暄）通过基因组测序来寻找遗传变异并与复杂疾病建立联系，目前主要依赖于将短序列定位到参考基因组或局部装配的方法。这一研究对丹麦 150 个人（50 个三口之家）的基因组进行测序和从头装配，并通过高质量的装配数据发现了大量全新的结构性变异，得到的参考基因组为地区性基因组研究和精准医疗奠定基础。

Abstract

Distinct timescales of population coding across cortex

皮层神经元集群编码的时间尺度

Stefano Panzeri,Christopher D. Harvey et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23020.html

（导读 董堃）皮层可以以不同时间尺度处理不同信息。本文让小鼠在 VR（虚拟现实）情境中进行决策任务，并对基础听觉皮层和支持决策行为的后顶叶皮层的神经元集群编码过程进行测量，发现感觉皮层和联合皮层具有不同的神经元活度相关性和集群编码时间尺度，而不同皮层区域间的耦合对不同信息处理过程和不同行为的不同时间尺度形成至关重要。 

Abstract

In vivo FRET–FLIM reveals cell-type-specific protein interactions in Arabidopsis roots

FRET-FLIM 揭示拟南芥根中细胞类型特异性的蛋白质相互作用

Ikram Blilou et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23317.html

（导读 韩宇）发育过程中，相同的转录因子会在不同细胞中形成不同的蛋白质复合体，从而实现对基因表达的差异性调控，并决定细胞命运。作者使用体内 FRET-FLIM，对拟南芥根中三种细胞命运调节子相互作用的空间分布进行了表征，发现其细胞特异性的相互作用方式和高级复合物构象，可以差异化调节靶基因并决定细胞命运。

Abstract

Stimulation of functional neuronal regeneration from Müller glia in adult mice

成年小鼠米勒神经胶质细胞诱导的视网膜神经再生

Thomas A. Reh et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23283.html

（导读 唐诗语）成年哺乳动物的视网膜不具有受损后再生的能力，而硬骨鱼类的视网膜则可以通过米勒神经胶质细胞（Müller glia，MG）进行再生。在这篇论文中，研究者在小鼠 MG 细胞中特异性过表达 Ascl1 基因并配合组蛋白脱乙酰酶抑制剂实现了受损视网膜细胞再生。该研究为致盲性视网膜疾病的治疗提供了新的思路。

Abstract

Rapid elicitation of broadly neutralizing antibodies to HIV by immunization in cows

免疫快速诱导牛体内产生针对 HIV 的广谱中和抗体

Vaughn V. Smider,Dennis R. Burton et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23301.html

（导读 郭怿暄）人和大多数动物模型在接受 HIV 包膜糖蛋白 BG505 SOSIP 的免疫时，只能识别其多变区域并产生非广谱抗体，但牛的免疫系统能感知更长序列的免疫原。本研究在 4 头牛中进行实验，确认牛的免疫系统可以识别到 BG505 SOSIP 的保守区并产生广谱性 HIV 抗体。该结果说明牛可能成为生产对抗快速进化病毒的抗体的良好平台。

Abstract

Fructose-1,6-bisphosphate and aldolase mediate glucose sensing by AMPK

1,6-二磷酸果糖和醛缩酶介导葡萄糖传感 AMPK

D. Grahame Hardie,Sheng-Cai Lin（林圣彩，厦门大学）et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23275.html

（导读 卓思琪）葡萄糖饥饿会激活 AMPK，此过程中 AMPK 的直接激活分子未知。本文报道，胞外葡萄糖和胞内 1，6-二磷酸果糖含量下降时，糖酵解过程中所需的醛缩酶可以介导一种含有 AMPK 的复合物形成，并激活 AMPK，说明醛缩酶是葡萄糖调节 AMPK 的传感器。该机制与 AMPK 的传统激活分子 AMP 或 ADP 无关。

Abstract

Complex cellular logic computation using ribocomputing devices

使用核酸计算器设备进行复杂的细胞逻辑计算

Alexander A. Green,Peng Yin（尹鹏，哈佛大学） et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23271.html

（导读 郭思瑶）使用 DNA、RNA 和蛋白质组块，已经可以实现多种逻辑功能，但对这些器件进行放大仍是挑战。本研究设计并构建了只含 RNA 的纳米器件，在大肠杆菌细胞中实现了对细胞内复杂逻辑的测评。这种可编程的“核酸计算”系统可在单一的自组装复合物中实现从输入到输出的全部逻辑操作，可以从双输入扩展到四输入、六输入甚至十二输入，信号损失低、稳定性高。

Abstract

物理学

Physics

Global Λ hyperon polarization in nuclear collisions

核碰撞中的 Λ 超子整体极化

The STAR Collaboration.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23004.html

（导读 科研圈）美国布鲁克黑文国家实验室（BNL）相对论性重离子对撞机（RHIC）的 STAR 国际合作组首次在由金原子非对心碰撞产生的夸克胶子等离子体（quark-gluon plasma，QGP）中观测到涡旋，其涡旋度是迄今世界上最大的。另外，研究人员还发现碰撞产生的 Λ 超子相对于碰撞反应平面存在明显的自旋极化，证实了理论上的预言。

相关报道

2､ 我重点实验室学者在相对论量子流体极化领域取得新突破，理论被国际大型实验证实

Abstract

Observation of the hyperfine spectrum of antihydrogen

反氢原子的超精细光谱观测

T. Friesen,M. E. Hayden,J. S. Wurtele et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23446.html

图片来源：论文原文

（导读 晨笛）研究人员对反氢原子进行微波光谱实验，清晰地探测到了两种允许的跃迁，并据此得到 1420.4 ± 0.5 兆赫的超精细劈裂，与氢原子谱线高度吻合。对反氢原子量子跃迁行为的详细观测为检验反物质中的基本对称性，如电荷-宇称-时间守恒，提供了例证。

Abstract

Quantum simulation of a Fermi–Hubbard model using a semiconductor quantum dot array

半导体量子点阵实现费米-哈伯德模型的量子仿真

L. M. K. Vandersypen et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23022.html

（导读 晨笛）基于量子点的量子仿真平台可用于模拟复杂多体物理体系。研究人员利用可以独立调节电子填充和最近邻隧道耦合的半导体量子点阵来模拟费米-哈伯德体系，实现了集体库仑阻塞转变（类似于有限尺寸下相互作用导致的莫特金属-绝缘体转变）的详细表征。

Abstract

其他

Other

【Bionomics - 生态学】Elements of Eoarchean life trapped in mineral inclusions

困在矿物包裹体中的始太古代生命元素

T. Hassenkam et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23261.html

图片来源：论文原文

（导读 韩宇）始太古代的 Isua 沉积岩含有贫 ¹³C 的碳化合物，却未记录到其中其他生命元素。作者采用原位红外吸收技术，在石榴石炭质包裹体中发现了碳氮键和碳氧键，且碳氢键和氢氧键含量低，这与生命有机物经数十亿年隔离和 500 °C 下热成熟的结果一致，为 Isua 沉积岩中存在生物碳提供了有力证据。

Abstract

【Bionomics - 生态学】Persistent anthrax as a major driver of wildlife mortality in a tropical rainforest

持久性炭疽是热带雨林野生动物死亡的主要原因之一

Fabian H. Leendertz et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23309.html

（导读 郭思瑶）我们对发病率最高的干旱生态系统中的炭疽了解甚少。研究者展示了炭疽杆菌在热带雨林的动力学，利用三十多年的样品采集和实验数据，发现炭疽是一种分布广泛的持久性疾病，造成大范围哺乳动物死亡，并会加速当地黑猩猩的灭绝。这对于生态保护有重要意义。

Abstract

【Chemistry - 化学】Visible-light-driven methane formation from CO2 with a molecular iron catalyst

可见光驱动下含铁分子催化剂催化 CO2 生成甲烷

Julien Bonin,Marc Robert et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23016.html

（导读 阿金）电转化和光转化都能有效地将 CO2 转化成燃料或化学原料，但是这些方法都需要高效并具选择性的催化剂。本实验报道了常温常压下，通过可见光照射，利用被三甲基氨基团功能化的铁四苯基卟啉作为有效的分子电催化剂，将 CO2 八电子还原生产甲烷，选择性高达 82%，量子产量为 0.18%。该研究成果有助于继续开发更有效的分子催化体系。

Abstract

【Astronomy - 天文学】An ultrahot gas-giant exoplanet with a stratosphere

拥有平流层的系外气态巨行星

Thomas M. Evans et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7665/full/nature23266.html

（导读 阿金）通过分析行星的红外辐射可以确定其大气组成及温度的垂直分布。本研究报告了超热（约 2500 开氏度）巨型气态行星 WASP-121b 的近红外热光谱。研究人员在光谱中分辨出了水分子的辐射谱线，因此在 5σ 的置信度上确认该系外行星具有平流层（上热下冷）。该发现有助于进一步探索系外行星。

Abstract

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