Nature 一周论文导读 | 2017 年 8 月 24 日

审校 访冬 咖喱 大头 金庄维

生物学

Biology

A randomized synbiotic trial to prevent sepsis among infants in rural India

一项为预防印度农村新生儿败血症的合生素随机试验

Pinaki Panigrahi et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23480.html

（导读 寒雨）败血症每年导致大量新生儿死亡。本研究以安慰剂为对照，对印度农村 4556 名婴儿展开口服合生素制剂（植物乳杆菌和低聚果糖的组合）随机试验，监测 60 天后，发现实验组患败血症和死亡的风险显著下降，血培养败血症和呼吸道感染也明显减少，表明该合生素对新生儿败血症可能是一种有效干预。

Abstract

Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos

修正人类胚胎中突变的致病基因

Juan Carlos Izpisua Belmonte, Paula Amato, Jin-Soo Kim, Sanjiv Kaul, Shoukhrat Mitalipov et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23305.html

（导读 郭怿暄）基因组编辑具有对生殖细胞突变进行纠正的潜力。本研究通过 CRISPR-Cas9 技术对人类植入前胚胎 MYBPC3 基因的杂合突变进行修正，利用母源同源野生型基因作为模板高效地修复了父源的基因突变。对细胞周期的控制有效地避免突变嵌合体的形成。作为植入前胚胎遗传诊断的补充技术，该方法具有巨大潜能，但在投入临床前还需进行多方验证。

Abstract

The primed SNARE–complexin–synaptotagmin complex for neuronal exocytosis

【封面故事】SNARE–complexin–synaptotagmin 复合物介导神经元的胞吐作用

Axel T. Brunger et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23484.html

（导读 吴媛媛）突触结合蛋白 Synaptotagmin，complexin 和神经元 SNARE 蛋白共同介导神经递质的释放，但三者之间的协同调控机制尚不清楚。本研究报道了囊泡融合前 SNARE–complexin–synaptotagmin-1 复合物的晶体结构，揭示了 synaptotagmin-1 与 SNARE 复合体及 complexin 之间两种重要的交接方式，以及三种蛋白的互作在神经元胞吐作用中的重要作用。

Abstract

Mutation predicts 40 million years of fly wing evolution

突变对 4000 万年来果蝇科翅膀进化的预测

David Houle et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23473.html

图片来源：Nature

（导读 郭怿暄）进化制约假说认为，基因突变量会制约进化的速率，但此假说备受争议。本研究观察了超过 5 万只果蝇科动物的翅膀脉络，发现由突变产生的变异、既有遗传差异、以及过去 4000 万年的进化率三者间存在极强的正相关关系。但观测到的进化速率显著低于基因差异所允许的速率，这对制约假说提出了挑战。

Abstract

Stromal R-spondin orchestrates gastric epithelial stem cells and gland homeostasis

基质 R-spondin 蛋白调节胃上皮干细胞和腺体的内稳态

Michael Sigal, Thomas F. Meyer et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23642.html

（导读 寒雨）胃病原幽门螺杆菌（H. pylori ）可以激活胃干细胞并加快上皮更新，而 Wnt 信号在干细胞识别和上皮再生中有重要作用。本研究发现 H. pylori 感染可以增加基质 R-spondin 3 的表达，从而扩增快速增值的 Axin2 阳性细胞群，从而造成过度增殖和腺体增生。微环境基质细胞控制和改变上皮细胞动态的能力帮助维持组织再生和稳态的平衡。

Abstract

Polylox barcoding reveals haematopoietic stem cell fates realized in vivo

polylox 条形码显示造血干细胞在体内的命运

Thomas Höfer, Hans-Reimer Rodewald et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23653.html

（导读 郭思瑶）对复杂器官和组织在单个细胞水平的发育解读仍是挑战。为此，科学家研发出一种新型细胞标记，即基于 Cre–loxP 人工重组 DNA 位点，可广泛应用于内源性条形码标记。其技术核心是利用位点特异性重组进行基因打靶 。利用该技术追踪细胞起源，证明了多能干细胞开始的分层发育树确实存在于造血系统。  

Abstract

cGAS surveillance of micronuclei links genome instability to innate immunity

cGAS 监督微核将基因组不稳定性与先天免疫联系在一起

Martin A. M. Reijns, Andrew P. Jackson et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23449.html

图片来源：论文原文

（导读 郭思瑶）细胞质内双链 DNA 感应器环状 GMP–AMP 合成酶（cGAS）可在自体免疫紊乱和 DNA 损伤时被激活。科学家利用活细胞激光显微解剖和单细胞转录组技术，他们发现形成微核的细胞内会诱导干扰素刺激基因的表达。微核是一种重要的免疫调节 DNA，通过 cGAS 识别微核可能是一种细胞自体免疫监督机制。

Abstract

Mitotic progression following DNA damage enables pattern recognition within micronuclei

DNA 损伤后的有丝分裂进程促使微核内的模式识别

Roger A. Greenberg et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23470.html

（导读 郭思瑶）癌症的毒性疗法之后免疫细胞会延迟到达，其过程尚不清楚。科学家发现双链 DNA 断裂后的有丝分裂进程会形成微核作为模式识别受体环状 GMP–AMP 合成酶（cGAS）的储存库。抑制癌细胞有丝分裂进展或模式识别的丢失会阻止微核形成，从而减少免疫反应。这说明细胞周期的短暂调控是结合毒性药物和免疫检查点抑制剂时要考虑的一项重要因素。

Abstract

CDK4/6 inhibition triggers anti-tumour immunity

抑制 CDK4/6 可触发抗肿瘤免疫

Shom Goel, Sandra S. McAllister, Jean J. Zhao et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23465.html

（导读 郭思瑶）细胞周期蛋白依赖性激酶 4 和 6 （CDK4/6）是细胞周期的重要驱动力，是恶性肿瘤形成和生长所必须的。科学家利用乳腺癌和其他实体癌小鼠模型发现选择性 CDK4/6 抑制剂不仅抑制癌细胞分裂进程，还促进抗肿瘤免疫反应。其主要通过增加癌细胞抗原呈递和减少调节性 T 淋巴细胞增殖来实现。这为抗肿瘤治疗提供了新思路。

Abstract

Vaccine-driven pharmacodynamic dissection and mitigation of fenethylline psychoactivity

疫苗驱动药效学分析和苯甲锡林神经作用的缓解

Kim D. Janda et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23464.html

（导读 卓思琪）苯甲锡林是合成神经兴奋剂，其体内代谢带来的化学复杂度对药理学研究带来了阻碍。本文开发了“疫苗接种分析”（DISSECTIV）方法可缓和苯甲锡林的神经作用，并以此发现苯甲锡林的神经作用由茶碱和苯丙胺协同作用产生。通过增加针对某一化学物质的疫苗接种，可发现多向药理学活性带来的变化。研究者希望 DISSECTIV 能用于开发化学物质的未知活性，并解决其与复杂化学系统在药效上的相互作用。

Abstract

Mechanism of intracellular allosteric β2AR antagonist revealed by X-ray crystal structure

X-射线晶体结构揭示胞内 β2AR 别构拮抗剂的工作机制

Robert J. Lefkowitz, Brian K. Kobilka et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23652.html

图片来源：life.cczu.edu.cn

（导读 寒雨）β 受体阻滞剂是最常用的药物之一，Cmpd-15 是第一个别构 β-受体阻滞剂。本文报道了与 Cmpd-15PA 结合的 β2AR 的结构，Cmpd-15PA 结合在跨膜螺旋 1、2、6、7 的胞内端与胞内环 1 以及螺旋 8 形成的底物口袋。将该结构与活化/非活化状态下 β2AR 结构进行对比，进一步揭示了 Cmpd-15 调节激动剂的结合亲和力和信号传导的机制。

Abstract

物理天文

Physics & Astronomy

Distinguishing spin-aligned and isotropic black hole populations with gravitational waves

引力波揭示双黑洞成因

Will M. Farr et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23453.html

（导读 阿金）直接探测来自双黑洞合并的引力波有助于揭开双黑洞形成之谜。彼此独立的致密天体通过相互作用形成的双黑洞拥有各向同性的自旋取向，由成对出生的恒星演化而成的双黑洞则拥有特殊取向。本研究分析了已报告的四次双黑洞合并事件的数据，发现在 2.4σ 置信度上，等效自旋没有特殊取向。

Abstract

【改上标】Large turbulent reservoirs of cold molecular gas around high-redshift starburst galaxies

高红移星暴星系周围的的大涡度冷分子气体

E. Falgarone et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23298.html

图片来源：nature.com

（导读 阿金）分析星暴星系中的甲基炔 CH⁺ 有助于了解活动星系核反馈和星系成长间的相互影响。本研究报道了 6 个红移约为 2.5 的透镜星暴星系光谱中的 CH⁺ 的辐射、吸收谱线，发现辐射谱线产生于热星系风带来的强力冲击波，而吸收谱线表明高涡度冷气体的存在。结果暗示控制恒星形成的星系反馈延长了星暴阶段。

Abstract

Epitaxy of advanced nanowire quantum devices

纳米线量子器件的外延生长

Erik P. A. M. Bakkers et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23468.html

（导读 阿金）半导体纳米线是制备低维量子器件的理想材料。本研究展示了一种复杂量子器件的自下而上（bottom-up）合成技术，特别是具有预定数量超导域的纳米线网络。结构分析证实纳米线结的高质量结晶度以及外延超导体-半导体界面的存在。本成果为实现三维量子结构的外延生长开辟了新方向。

Abstract

其他

Other

【Chemistry-化学】Molecular magnetic hysteresis at 60 kelvin in dysprosocenium

60K 温度下镝元素复合物的分子磁滞现象

Nicholas F. Chilton, David P. Mills et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23447.html

图片来源：论文原文

（导读 阿金）镧系元素被用来作为量子信息处理和数据储存材料具有广泛前景。本研究报道，一种 [Dy(Cpttt)2][B(C6F5)4] 镝元素复合物在 60K 温度下发生了分子磁滞现象（扫描频率为 22 奥斯特），计算显示磁滞源于局部金属配位体的振动模式。该发现证明在高于液氮的温度下实现单分子数据储存是可能的。

Abstract

【Geoscience-地球科学】Minimal geological methane emissions during the Younger Dryas–Preboreal abrupt warming event

从新仙女木至前北方期温暖间隔期的地质来源甲烷排放最低量

Vasilii V. Petrenko et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v548/n7668/full/nature23316.html

（导读 阿金）本研究通过冰核测量数据表明从新仙女木期至前北方期的温暖间隔期（约 11600 年前）地质甲烷排放量平均不超過 1540 万吨/年，说明目前地质甲烷排放量被高估而人为化石甲烷排放量被低估，同时证明当时大气甲烷的增加来自湿地排放，但不排除未来源自古碳库的大量甲烷排放。

Abstract

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