Nature 一周论文导读 | 2018 年 2 月 8 日

审校 访冬 咖喱 金庄维

生物学

Biology

Biomechanics of predator–prey arms race in lion, zebra, cheetah and impala

狮子、斑马、猎豹和黑斑羚，捕食者与猎物军备竞赛的生物动力学

Alan M. Wilson, Tatjana Y. Hubel, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25479

图片来源：phys.org

（导读 寒雨）本研究对比了博茨瓦纳热带草原生境中狮子-斑马和猎豹-黑斑羚两对捕食者-猎物组合，发现后者具有更佳的速度、加速度和转向能力；两对中捕食者的肌纤维力量、加速度和减速能力均强于猎物。捕猎动态模拟表明，猎物在低速下能最大程度地发挥转向能力，有利于其生存，而捕食者需比猎物更强健才能维持狩猎成功率。

Abstract

HER kinase inhibition in patients with HER2- and HER3-mutant cancers

HER2-和 HER3-突变型癌症患者中的 HER 激酶抑制

David M. Hyman, Sarina A. Piha-Paul, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25475

（导读 卓思琪）多种癌症中存在 HER2 和 HER3 突变。本研究用 pan-HER 激酶抑制剂来那替尼（neratinib），在涉及多种 HER2、HER3 突变体的不同种癌症患者中进行临床试验，发现 HER2 突变癌症中的治疗效果取决于肿瘤类型和突变的等位基因，包含激酶结构域突变的癌症中治疗效果较好。该研究说明分子驱动的临床试验可帮助理解生物学问题。

Abstract

Dynamic basis for dG•dT misincorporation via tautomerization and ionization

互变异构和电离导致的 dG·dT 错配的动力学基础

Zucai Suo, Hashim M. Al-Hashimi, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25487

（导读 阿金）互变异构和阴离子型类沃森克里克碱基错配导致复制和翻译错误的作用机制尚未清楚。本研究使用基于弛豫扩散的核磁共振，解析了一个序列依赖的包含三种错配形式的 G•T/U 摇摆碱基对动态网络，并建立动态模型，实现了对不同条件下复制过程中 dG·dT 错配概率的预测。

Abstract

Cryo-EM shows how dynactin recruits two dyneins for faster movement

冷冻电镜显示动力肌动蛋白通过招募两个动力蛋白分子以实现更快移动

Andrew P. Carter, Linas Urnavicius, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25462

（导读 柳寒石）微管马达的组装需要动力蛋白以及动力肌动蛋白，并在 BICD2 等激活适配子存在的情况下完成。作者利用冷冻电镜技术解析了 dynein tail–dynactin–BICDR1 复合物 3.5 埃的冷冻电镜结构，发现动力肌动蛋白可以作为支架来协调两个并行的动力蛋白分子。这表明动力肌动蛋白通过招募两个动力蛋白分子以帮助其实现更快移动。

Abstract

Evolutionary history of the angiosperm flora of China

中国被子植物区系的演化历史

陈之端（中国科学院植物研究所）等

https://www.nature.com/articles/nature25485

图片来源：eurekalert.org

（导读 寒雨）为探究中国被子植物区系的时空分化格局，本文利用 92% 的中国被子植物属、26978 个物种和详细空间分布数据构建时间标定的系统树，发现 66% 的属起源于中新世，中国东部植物区系较为古老，系统发育离散、多样性较高，西部相反。东部对木本植物兼具“博物馆”和“摇篮”作用，是草本植物的保存中心，西部是草本植物的分化中心。

Abstract

Enhancer redundancy provides phenotypic robustness in mammalian development

增强子的冗余保证了哺乳动物发育表型的稳健性

Diane E. Dickel, Axel Visel, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25461

（导读 郭怿暄）哺乳动物基因组中存在大量可远距离作用的增强子，但其功能调节的复杂性尚不清楚。本研究通过基因组编辑手段对小鼠 7 个影响肢体发育的增强子位点进行删除，发现单个删除并不会造成肢体形态异常，但成对删除同一基因的增强子会出现明显表型，并且冗余的增强子通过加成作用影响基因表达水平。此外小鼠肢体、大脑和心脏中均发现同一基因附近存在多个增强子的现象。

Abstract

Dopamine neuron activity before action initiation gates and invigorates future movements

运动前开始的多巴胺神经元（DANs）活动开启和促进未来活动

Rui M. Costa, Joaquim Alves da Silva, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25457

（导读 阿金）帕金森病患者黑质致密部（SNc）的 DANs 缺失引起运动前障碍和运动迟缓。本研究展示 SNc 大部分的 DANs 活性在小鼠运动之前会短暂增加，不针对具体行动，与未来活动的活跃度有关。小鼠不动时抑制 DANs 则会降低未来活动的概率和活跃性。表明运动开始前 DAN 活性发挥对未来活动具有开启作用。

Abstract

High performance plasma amyloid-β biomarkers for Alzheimer’s disease

阿尔茨海默病的高性能 β-淀粉样蛋白血浆生物标志物

Katsuhiko Yanagisawa, Akinori Nakamura, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25456

（导读 卓思琪）β-淀粉样蛋白是阿尔兹海默病的生物标记物。本文报道了对 β-淀粉样蛋白几种血浆生物标记物的测量方式，该方法通过免疫沉淀偶联质谱实现，可降低检测难度和成本。研究者在两个独立的数据库中对该方法进行验证，取得了优秀的结果，表明血浆生物标记物有潜力应用于个体脑内 β-淀粉样蛋白的临床预测以及人群筛查。

Abstract

Innate and adaptive lymphocytes sequentially shape the gut microbiota and lipid metabolism

参与先天免疫和适应性免疫的淋巴细胞依次工作以塑造肠道微生物和脂质代谢

Kairui Mao, Ronald N. Germain, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25437

（导读 阿金）特定类型的先天淋性巴细胞（ILCs）和 T 细胞都在维持肠道微生物内稳态中发挥作用，但两种细胞之间的关系尚未确定。本研究确认，在缺乏 CD4⁺T 细胞的小鼠模型中，IL-23 和 IL-22 会诱导 ILCs3 和肠上皮细胞中大量持续的磷酸化-STAT3。此种磷酸化可被肠道微生物诱导产生，并会在 CD4⁺T 细胞成熟后消失。这些发现为先天和适应性淋巴细胞共同协调脂质和组织代谢内稳态提供新见解。

Abstract

Dynamics and number of trans-SNARE complexes determine nascent fusion pore properties

Trans-SNARE 复合物的动力学和数量决定新形成的融合孔的性质

Edwin R. Chapman, Huan Bao, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25481

（导读 阿金）胞吐过程中融合孔瞬态结构的尺寸和动力学属性形成机制尚未清楚。本研究使用纳米盘和平面脂质双分子层电生理平台发现，神经元中可用 SNARE 蛋白数量的增减会影响 v-SNARE 和 t-SNARE 结合形成的 trans-SNARE 复合物的孔径大小和开关动力学性质。

Abstract

天文学

Astronomy

【封面故事】Magnetic cage and rope as the key for solar eruptions

磁笼和磁绳是太阳耀斑的关键成因

Tahar Amari, Aurélien Canou, et al.

https://www.nature.com/articles/nature24671

图片来源：nature.com

（导读 雷鸣）本研究针对约束型太阳耀斑设计一种模型，运用静态模型计算喷射前日冕磁态缓慢变化，再运用动态模型确定喷射的演化过程。结果发现，全程始终需要有一条磁绳存在，它位于多层封闭磁笼中。磁绳的扭曲足以破坏磁笼，触发高能耀斑喷射。

Abstract

A mildly relativistic wide-angle outflow in the neutron-star merger event GW170817

中子星合并事例 GW170817 中的温和相对论性广角外向流

K. P. Mooley, E. Nakar, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25452

（导读 雷鸣）双中子星合并产生的引力波 GW170817 伴随着电磁辐射。有观点认为，观测到的 γ 射线、X 射线和无线电波源于合并过程中的极端相对论性喷流。本研究认为，这不能解释 GW170817 中观测到的 γ 射线。研究人员提出了“虫茧”模型，即温和相对性物质形成的“虫茧”在中子星合并过程中释放。此模型可以解释 GW170817 的辐射光变曲线、该过程中的 γ 射线和 X 射线辐射，最符合观测数据。

Abstract

物理学

Physics

Isomer depletion as experimental evidence of nuclear excitation by electron capture

同核异能消耗作为通过电子俘获诱导核激发（NEEC）的实验证据

C. J. Chiara, J. J. Carroll, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25483

（导读 阿金）NEEC 于 1976 年被提出但迄今仍未被观察到。本研究报告钼-93 中的 NEEC 证据（NEEC 过程会减少恒星内部同位素的丰度，该效应被用于获取 NEEC 存在的证据），并且确认束基实验场景中该过程的发生概率和横截面。实验结果可为相关的理论模型提供评估标准。

Abstract

Experimental observation of Bethe strings

Bethe 弦的实验观察

Zhe Wang, Jianda Wu, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25466

（导读 张奕林）弦态是一种理论上存在于一维量子磁体中的复杂磁激发束缚态。本文利用高分辨太赫兹谱仪解析了反铁磁 Heisenberg–Ising 链 SrCo2V2O8 在强纵向磁场下的弦态。在场致量子临界区，研究人员辨识出 Bethe 假设精确描述的弦态与分数磁激发。接近量子临界处，弦态激发主导量子自旋动力学，而低能时占主导的分数激发反映了反铁磁量子涨落。

Abstract

其他

【Materials-材料】Processing bulk natural wood into a high-performance structural material

处理天然木材来制备高性能结构材料

Teng Li, Liangbing Hu, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25476

（导读 卓思琪）天然木材比合成结构材料工艺简单、污染少，在经过预处理后机械性能应得到增强。但现有的预处理技术并不成熟。本研究报道了一种简单有效的预处理策略：在高温高压下利用 NaOH 和 Na2SO3 混合溶液沸除部分木质素和半纤维素，导致细胞壁塌陷，使得天然木材完全致密化。该策略对大多数木材均有效，处理后的木材比其他很多结构材料都要坚韧，且成本低、高性能、质量轻。

Abstract

【Climatology-气候学】Limited emission reductions from fuel subsidy removal except in energy-exporting regions

通过取消能源出口地区以外的燃料补贴来减少有限的排放量

Jessica Jewell, David McCollum, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25467

（导读 张奕林）本文表明削减化石燃料补贴对全球能源需求及二氧化碳排放影响甚微，直到 2030 年都不会提升可持续能源用量。在低油价下，削减补贴只能使碳价格降低 2%-12%，使温室气体富集度稳定在 550ppm。在多数地区对碳排放减少有限。结果表明削减补贴在高收入油气出口地区减少二氧化碳排放效果最大，可超过当地减排承诺。

Abstract

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