Nature 一周论文导读 | 2017 年 9月 14 日

审校 访冬 咖喱 大头 金庄维

生物学

Biology

Fate mapping of human glioblastoma reveals an invariant stem cell hierarchy

人类胶质细胞瘤“命运图谱”揭示其恒有的干细胞层级结构

Benjamin D. Simons, Peter B. Dirks, Xiaoyang Lan, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23666.html

（导读 阿金）人类胶质母细胞瘤中细胞异质性的起源尚不清楚。本研究使用异种移植方法发现，其细胞演化遵循着固有的层级分化历程：缓慢分裂的类干细胞分裂出快速分裂并可自我更新的癌祖细胞，祖细胞进一步产生不分裂的癌细胞。该研究还确认了化疗对于化疗抗性癌细胞的富集作用，提示使用不同表观遗传药物同时靶向多种癌细胞是胶质瘤治疗的新方法。

Abstract

Structural basis of MsbA-mediated lipopolysaccharide transport

MsbA 介导脂多糖转运的结构基础

廖茂富（哈佛医学院）等

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23649.html

图片来源：nature.com

（导读 阿金）脂多糖是许多革兰氏阴性菌外膜上的一种分子，其合成位点在内膜的细胞质侧，MsbA 蛋白可将其“翻面”至周质侧。本研究解析了 MsbA 蛋白在三个功能性状态下的单颗粒冷冻电镜结构，揭示了脂多糖如何结合 MsbA 以及 MsbA 如何反转脂多糖的过程，为了解其他类似蛋白质的架构特征开拓了新的道路。

Abstract

m⁶A modulates haematopoietic stem and progenitor cell specification

m⁶A 调节造血干细胞和祖细胞的分化

刘峰（中科院动物研究所）, 杨运桂（北京基因组研究所）等

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23883.html

图片来源：ebiotrade.com

（导读 郭怿暄）腺嘌呤 N⁶ 甲基化修饰（m⁶A）是真核生物信使 RNA 最多的修饰。本研究揭示了斑马鱼中 m⁶A 的分布情况，并发现 m⁶A 可决定胚胎发育中内皮细胞向造血细胞转化的细胞命运，而这一作用是通过 notch1a、rhoca 等 Notch 通路相关基因的 mRNA 调控而实现的。

Abstract

Neuronal regulation of type 2 innate lymphoid cells via neuromedin U

神经元通过神经介肽 U 调节 2 型天然淋巴细胞

Henrique Veiga-Fernandes, Vânia Cardoso, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23469.html

（导读 逸轩）2 型先天淋巴样细胞（ILC2s）是否受神经来源信号调控尚不明确。本研究显示在小鼠黏膜神经元-ILC2 细胞功能性单元中，神经元释放的神经介肽 U（NMU）与 ILC2s 上的受体 Nmur1 结合，迅速激活炎症和组织修复因子产生，快速有效调节 2 型先天免疫。结果揭示 neuron–ILC2 细胞单元通过协调神经免疫感知相应对组织做出迅速保护。 

Abstract

The neuropeptide neuromedin U stimulates innate lymphoid cells and type 2 inflammation

神经介肽 U 刺激先天性淋巴细胞和 2 型炎症反应

David Artis, Christoph S. N. Klose, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23676.html

（导读 逸轩）2 型先天淋巴样细胞（ILC2s）产生 2 型细胞因子白介素的刺激调控机制尚不清楚。我们研究发现小鼠肠道内 ILC2s 与产生神经介肽 U（NMU）的类胆碱神经元同区分布，ILC2s 选择性表达 NMU 受体，二者形成的神经环路共同实现 2 型细胞因子应答，在肠道产生迅速的免疫反应。

Abstract

Polycomb-like proteins link the PRC2 complex to CpG islands

多梳样蛋白将 PRC2 复合物与 CpG 岛连接

王占新（北京师范大学）等

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23881.html

图片来源：nature.com

（导读 郭怿暄）多梳抑制复合体 2（PRC2）在转录抑制中发挥重要作用。哺乳动物 PRC2 结合于基因组 CpG 岛，但其召集机制尚不清楚。本研究解析了多梳样蛋白（PCL）PHF1 和 MTF2 的 N 端，与含有 CpG 及含 H3K36me3 组蛋白肽链的 DNA 相结合的的晶体结构，揭示了 PCL 结合 DNA 并召集 PRC2 的分子机制。

Abstract

物理

Physics

Hardware-efficient variational quantum eigensolver for small molecules and quantum magnets

【封面故事】量子变分特征值解算器

Abhinav Kandala, Antonio Mezzacapo, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23879.html

（导读 阿金）由于传统的计算方法在处理电子结构问题时存在各种局限，研究人员将希望寄托于量子计算，但目前为止实验室环境下的量子模拟仅限于包含氢、氦的小分子系统。本研究利用量子变分特征值解算器，将量子模拟的范围扩展至氢化铍（BeH2）。另外，研究还证明了该方法可用于处理量子磁性问题。

Abstract

Superparamagnetic enhancement of thermoelectric performance

超顺磁增强热电性能

张清杰（武汉理工大学）, 杨继辉（华盛顿大学）等

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23667.html

（导读 阿金）在纳米尺度调控材料的化学和物理结构对于开发高性能热电材料十分重要。本论文通过将软磁材料的纳米颗粒嵌入热电材料基底，实现了对声子和电子传输性质的双重调控。纳米粒子的超顺磁性能够导致三种热电磁效应，从而有效地提高纳米复合材料的热电性能。

Abstract

Real-space imaging of non-collinear antiferromagnetic order with a single-spin magnetometer

通过单自旋磁力计实现非共线反铁磁序的实空间成像

I. Gross, V. Jacques, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23656.html

（导读 阿金）非共线反铁磁系统能够规避铁磁体的能耗等问题，并且更为易控、高效。本研究使用非侵入式单自旋磁力计，在室温下实现了铋铁氧体（BiFeO3）薄膜内非共线反铁磁序的实空间成像。这一成果对于研发下一代自旋电子器件具有重要意义。

Abstract

生态

Biology

Biodiversity effects in the wild are common and as strong as key drivers of productivity

生物多样性在自然环境中作用广泛且生产力关键动力

J. Emmett Duffy, Casey M. Godwin and Bradley J. Cardinale

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23886.html

（导读 郭怿暄）生物多样性维持生态系统生产力和稳定性的重要作用尚未在自然条件下证实。本研究在分离生物与非生物作用影响后对田野调查的估值进行分析，发现生物量生产力随生物多样性增加广泛存在，且作用程度比实验室更强，指出生物多样性维持生态系统生产力的作用应在全球变化的科学和政策中占据突出地位。

Abstract

Early members of ‘living fossil’ lineage imply later origin of modern ray-finned fishes

“活化石”谱系的早期成员暗示现代辐鳍鱼类的起源

Sam Giles, Guang-Hui Xu, Thomas J. Near and Matt Friedman

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23654.html

图片来源：nature.com

（导读 阿金）虽然一般认为白垩纪中期的多鳍鱼（Polypterid）是现代辐鳍鱼（Actinopterygii）（起源于中泥盆纪世）的最早分支，但古生代类群却与现代类群特征更相近。本研究发现三叠纪（约 2.52-2.01 亿年前）广泛分布的斯堪尼亚鱼类群（scanilepiforms）是多鳍鱼干群，揭示现代辐鳍鱼许多原始特征实为返祖，并将辐鳍鱼冠群谱系起源年代后推约 4 千万年。

Abstract

Kinetic analysis of a complete nitrifier reveals an oligotrophic lifestyle

硝化细菌的动态分析揭示其低营养的生活方式

Holger Daims, K. Dimitri Kits, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23679.html

（导读 阿金）本研究通过对亚硝酸氧化细菌属氨氧化菌（Nitrospira Inopinata）纯培养，发现与常规硝化细菌相比，其在低营养和动态环境中表现出高底物亲和力、低氨氧化率和高产量的缓慢生长，而古细菌（AOA）并非贫瘠环境中竞争力最强的硝化菌。为了解贫瘠和动态环境中的硝化作用提供新思路。

Abstract

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其他

【Astronomy-天文】Detection of titanium oxide in the atmosphere of a hot Jupiter

系外热木星大气中检测到氧化钛

Elyar Sedaghati, Henri M. J. Boffin, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23651.html

（导读 阿金）研究人员通过测量透射光谱的微小变化、构建大气模型，能够推断系外行星大气的组成及属性。本研究报道了研究人员在一颗系外热木星行星 WASP-19b 的大气中检测到了氧化钛（置信度 7.7σ）、强散射雾霾（7.4σ）、钠（3.4σ）和水（7.9σ）。这一结果为进一步探索系外行星大气中的重元素开辟了道路，也为寻找第二地球提供新的可能性。

Abstract

【Geoscience-地球科学】Impact of a global temperature rise of 1.5 degrees Celsius on Asia’s glaciers

全球温度上升 1.5 摄氏度对亚洲冰川的影响

P. D. A. Kraaijenbrink, M. F. P. Bierkens, A. F. Lutz and W. W. Immerzeel

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7671/full/nature23878.html

图片来源：nature.com

（导读 郭思瑶）巴黎协定希望将温度控制在高于前工业化水平 1.5°C，然这对亚洲高山（HMA）冰川的影响未知。本研究发现该温度变化对HMA意味着温度升高 2.1 ± 0.1 °C，64% ± 7% 的冰川将会保留至本世纪末。四种气候模型预测都显示温度升高会给地区水资源管理造成严重的潜在危害。

Abstract

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