Nature 一周论文导读 | 2017 年 8 月 31 日

审校 访冬 咖喱 大头 金庄维

生物学

Biology

Identification of essential genes for cancer immunotherapy

癌症免疫疗法必需基因的鉴定

Shashank J. Patel, Neville E. Sanjana, Nicholas P. Restifo et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23477.html

（导读 郭思瑶）体细胞基因突变可以改变基于 T 细胞的免疫疗法对癌细胞的杀伤力。本研究通过包含 123000 个 sgRNA 的 CRISPR–Cas9 文库筛选癌细胞中能损伤 CD8⁺ T 细胞效应物功能的基因突变，鉴定出了 APLNR 等多个与抗原呈递、干扰素 γ 信号通路等免疫过程相关的基因，为癌细胞对癌症免疫疗法的敏感性提供了基因层面的支持。

Abstract

Type III CRISPR–Cas systems produce cyclic oligoadenylate second messengers

III 型 CRISPR-Cas 系统产生环状寡腺苷酸第二信使

Martin Jinek et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23467.html

（导读 郭思瑶）在许多原核生物中，III 型 CRISPR –Cas 系统中的 CRISPR 相关蛋白 Csm6 可作为 RNA 酶降解入侵 RNA，其机制尚不可知。本研究发现，在与目标 RNA 结合后，III 型干扰复合体的 Cas10 亚基会将 ATP 转化为环状寡腺苷酸，环状寡腺苷酸作为第二信使与 Csm6 的 CARF 结构域结合并激活 Csm6 的核酸酶活性。该研究揭示了 CRISPR 干扰系统调控的新机制。

Abstract

Mammals divert endogenous genotoxic formaldehyde into one-carbon metabolism

哺乳动物将内源性基因毒性甲醛转化为一碳代谢产物

Ketan J. Patel et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23481.html

（导读 赵鹏）叶酸驱动的一碳循环是细胞基础代谢的枢纽，但该循环过程会产生具有基因毒性的甲醛。本研究在人源、小鼠、和鸡淋巴细胞中发现了一条一碳代谢通路：叶酸主链被氧化分解而产生甲醛，在分解甲醛的解毒过程中，甲醛被代谢为可以促进核苷酸合成的甲酸盐，甲酸盐可为不能使用丝氨酸的细胞生长提供支持。

Abstract

Molecular machines open cell membranes

分子机器穿透细胞膜

Jacob T. Robinson, Gufeng Wang, Robert Pal, James M. Tour et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23657.html

图片来源：论文原文

（导读 吴媛媛）细胞膜的脂质双分子层可借由物理方法打开，以释放分子物质或诱导细胞凋亡和坏死。本研究设计了在紫外光激发下，可产生精确纳米机械作用并导致细胞膜穿孔的分子机器。在该分子机器上附加短肽，可使其选择性地作用于细胞表面特异识别位点。研究人员希望体外实验结果可被应用于体内并设计出可被其他方式激活的穿膜分子机器。

Abstract

Lhx6-positive GABA-releasing neurons of the zona incerta promote sleep

大脑未定带的 LHX6 阳性伽马氨基丁酸神经元促进睡眠

Seth Blackshaw et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23663.html

（导读 阿金）我们已经找到哺乳动物大脑中大部分促清醒的神经元，但是对促睡眠的神经元还缺乏认识。本研究在小鼠腹侧未定带发现一种表达 LHX6 的 γ-氨基丁酸神经元（GABA）神经元可在睡眠压力下被激活，并直接抑制清醒相关的神经元。该发现为进一步开发治疗睡眠紊乱药物提供了新思路。

Abstract

Feedback regulation of steady-state epithelial turnover and organ size

【封面故事】调节上皮细胞更新和器官大小的反馈机制

Lucy Erin O’Brien et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23678.html

（导读 阿金）上皮组织中细胞的产生和消亡受到严格控制，但科学家仍不清楚其平衡机制。本研究通过研究果蝇肠道揭示了一种反馈机制：健康肠上皮细胞中的钙粘蛋白通过抑制表皮生长因子（EGF）分泌阻止干细胞分裂，而衰老的上皮细胞则通过下调钙粘蛋白诱导蛋白酶，激活 EGF 受体进行细胞分裂。以此来保证器官的稳定大小。

Abstract

Human iPS cell-derived dopaminergic neurons function in a primate Parkinson’s disease model

人类 iPS 细胞诱导分化的多巴胺能神经元在灵长类帕金森病模型中发挥功能

Jun Takahashi et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23664.html

（导读 郭怿暄）iPS 细胞的诱导分化可以为帕金森病的细胞治疗提供来源，然而至今尚无应用。这一研究首次将人类 iPS 细胞产生的多巴胺能神经元移植到食蟹猴的帕金森病模型中，发现细胞可以存活且发挥功能，移植后猴子自发活动增多，成熟的多巴胺能神经元的轴突向宿主纹状体中延伸，并且安全性可靠。这表明 iPS 细胞在帕金森病的临床治疗中拥有巨大潜能。  

Abstract

Public antibodies to malaria antigens generated by two LAIR1 insertion modalities

由两种 LAIR1 插入模式产生的疟疾抗原的公共抗体

Antonio Lanzavecchia et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23670.html

（导读 寒雨）在先前两例供体中已经发现 LAIR1（胶原蛋白结合抑制受体）插入抗体的 V 和 DJ 片段之间产生针对 RIFINs 的广泛反应性抗体，为探究响应疟疾感染时这种抗体的产生频率，本研究筛选了疟疾流行区两个群体的血浆，发现 5-10％的个体中含 LAIR1 抗体的水平较高，并发现了第二种插入模式，揭示了不同 LAIR1 插入模式的结构和新的抗体多样性产生机制，为 B 细胞工程改造提供思路。

Abstract

Homeostatic control of metabolic and functional fitness of Treg cells by LKB1 signalling

肝激酶 LKB1 信号通路调控调节性 T 细胞（Treg）的代谢和功能稳态

Hongbo Chi et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23665.html

（导读 寒雨）调节性 T 细胞（Treg 细胞）在调节免疫自我耐受性和内稳态方面有重要作用。本研究发现 Treg 特异性的肝激酶 LKB1 缺失不仅扰乱了 Treg 的存活和代谢，同时诱导了免疫调控分子 PD-1 等的异常表达，从而使小鼠发生致命性炎症。而阻断 PD-1 活性能够恢复 LKB1 功能缺陷 Treg 细胞的抑制能力。

Abstract

ISWI chromatin remodellers sense nucleosome modifications to determine substrate preference

ISWI 染色质重塑因子通过感知核小体的修饰来决定底物的偏好

Tom W. Muir et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23671.html

（导读 郭怿暄）ATP 依赖的染色质重塑因子可以通过控制核小体的位置来调节染色质的结构，但其分辨不同核小体的机制尚不清楚。这一研究发现人类 ISWI 家族重塑因子中，非 ATPase 亚基可以区分核小体的修饰，针对不同的修饰状态，对特定的核小体进行重塑。并且核小体的酸性区域作为一个可调节的相互作用热点，对染色质重塑活性至关重要。

Abstract

物理天文

Physics & Astronomy

Fast automated analysis of strong gravitational lenses with convolutional neural networks

卷积神经网络快速自动分析强引力透镜图像

Yashar D. Hezaveh, Laurence Perreault Levasseur et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23463.html

图片来源：nextbigfuture.com

（导读 阿金）引力透镜图像能够告诉我们宇宙中物质的分布，但传统的分析方法耗时、费力。本研究报道使用深度神经网络快速、自动地估计透镜模型参数，精度可与复杂模型相比拟，但处理速度快 1000 万倍。这为非专家人士从大量数据样本中确定透镜模型提供了新方法。

阅读更多 原理：当神经网络遇上时空扭曲

Abstract

Proper-motion age dating of the progeny of Nova Scorpii AD 1437

固有运动确定导致天蝎座 1437 年爆发的源头

M. M. Shara et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23644.html

（导读 阿金）激变变星（白矮星及其伴星组成的双星系统）会产生两种爆发：经典新星爆发和矮新星爆发。本研究发现了导致公元 1437 年经典新星爆发的双星的后代——一颗矮新星，并且通过固有运动确定了它的年龄。这为了解星体演化过程提供了新的参照。

阅读更多 星空天文：六百年前失落的一颗新星真身再现

Abstract

Magnetic antiskyrmions above room temperature in tetragonal Heusler materials

四方 Heusler 材料中室温以上的磁性反斯格明子

Stuart S. P. Parkin et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23466.html

（导读 雷鸣）磁性斯格明子是一种拓扑稳定的涡状纳米磁畴结构单元，有望用于制备高性能的计算机存储及逻辑器件。本实验在拥有 D2d 对称性的四方哈斯勒（Heusler）合金中发现磁性反斯格明子。洛仑兹电镜的观测显示，磁性反斯格明子能在 100k 到室温以上的温度区间内稳定存在。

Abstract

地球科学

Geoscience

Very large release of mostly volcanic carbon during the Palaeocene–Eocene Thermal Maximum

源自火山的大量碳释放引发古新世-始新世极热事件

Marcus Gutjahr et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23646.html

（导读 阿金）引发古新世-始新世极热事件（PETM）全球变暖的原因尚有争议。本研究将代表海水 PH 值的硼同位素数据与地球系统魔性中的成对碳同位素记录相结合，发现北大西洋火成岩省的火山二氧化碳大量释放是引发 PETM 主因的有力证据，而有机物埋葬的增加可能对隔绝释放的碳及加速地球系统恢复很重要。

Abstract

The rise of algae in Cryogenian oceans and the emergence of animals

成冰纪海洋藻类的繁荣促使动物的出现

Jochen J. Brocks et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v548/n7669/full/nature23457.html

图片来源：rebrn.com

（导读 阿金）海洋初级真核生物繁荣的时间、原因及与动物进化的关系依然不清。本研究分析了一真核生物类固醇分子化石，发现成冰纪与南沱冰期之间（距今 6.59 至 6.45 亿年）的短时间内海洋浮游藻类数量猛增，产生了更多的营养物质和能量传输途径，促进生态系统进化出更复杂的生物，为动物的诞生创造了条件。

Abstract

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