Nature 一周论文导读 | 2018 年 2 月 15 日

审校 大头 紫苏 金庄维

生物学

Biology

Genomics of the origin and evolution of Citrus

柑橘的基因组学起源与进化

Guohong Albert Wu, Daniel S. Rokhsar, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25447

图片来源：australiascience.tv

（导读 卓思琪）柑橘属中所拥有的物种数目不明确。本文利用基因组、亲缘和生物地理分析，描述了十种自然柑橘类物种，并提出柑橘在中新纪晚期在东南亚的发生了与季风减弱相关的快速辐射。第二次辐射发生在上新纪早期迁徙过华莱士线后的产生的澳洲物种。研究分析混合的基因组，作者描述了与甜橙和柑橘驯化关系的相关网络。在柑橘中发现与水果的大小、酸度相关的柚子的基因表明了驯化中的基因渐滲。

Abstract

Ketamine blocks bursting in the lateral habenula to rapidly relieve depression

氯胺酮可阻止外侧缰核放电并迅速缓解抑郁症

胡海岚（浙江大学医学院和求是高等研究院）等

https://www.nature.com/articles/nature25509

（导读 柳寒石）氯胺酮作为 NMDAR 的抑制剂可以快速抗抑郁，但其分子机制却知之甚少。本文发现氯胺酮主要通过阻断“反奖赏中心”外侧缰核（LHb）中的放电来实现抗抑郁的作用，LHb 放电依赖 NMDAR 和低电位敏感的 T 型钙离子通道（T-VSCCs），局部抑制 NMDAR 和 T-VSCC 即可诱导快速抗抑郁作用。本文揭示了氯胺酮的工作模型和新抗抑郁药的研发策略。

Abstract

Astroglial Kir4.1 in the lateral habenula drives neuronal bursts in depression

外侧缰核星形胶质细胞中钾离子通道 Kir4.1 促进神经电活动的爆发

胡海岚（浙江大学医学院和求是高等研究院）等

https://www.nature.com/articles/nature25752

（导读 柳寒石）本文利用高通量定量蛋白质组筛选以及电生理和模型数据分析等手段发现外侧缰核（LHb）星形胶质细胞中的钾离子通道 Kir4.1 是引发神经元超极化和电活动的增加的关键，进一步的功能实验也证明了 Kir4.1 能够同时调节神经电活动和抑郁症的发生。这表明 Kir4.1 可能是治疗抑郁症的一个潜在靶点。

Abstract

Teneurin-3 controls topographic circuit assembly in the hippocampus

Tenulin 3 蛋白控制海马体神经回路形成

骆利群（斯坦福大学霍华德·休斯医学研究所）等

https://www.nature.com/articles/nature25463

（导读 阿金）脊椎动物大脑内 Teneurin 跨膜蛋白促进配对的运作机制尚未清晰。本研究展示小鼠大脑 Teneurin-3 蛋白在海马体多神经回路区域内有很高的表达，包括近 CA1-远脑下脚-内侧内嗅皮层（MEC）环路的各个区域。此外，Teneurin-3 蛋白以剪接异构体依赖模式在体外促进同种亲和粘附。本文暗示了 Teneurin-3 介导形成复杂神经回路是哺乳动物大脑发育的关键。

Abstract

Fluctuating interaction network and time-varying stability of a natural fish community

自然鱼类群落的波动交互网络和时变稳定性

Masayuki Ushio, Michio Kondoh, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25504

（导读 阿金）生态学理论认为大规模群落稳定模式受到物种间互作变化影响，但缺乏自然生态系统证据支持。本研究运用非线性时间序列分析来自日本舞鹤湾为期 12 年的海洋鱼类群落观察数据，表明互作网络的短期变化会影响整体群落的动态变化。其动态稳定的季节模式符合理论预测。

Abstract

Cognitive performance is linked to group size and affects fitness in Australian magpies

黑背钟鹊的认知能力与群体有关并影响其适合度

Benjamin J. Ashton, Amanda R. Ridley, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25503

图片来源：University of Western Australia - Benjamin Ashton

（导读 郭思瑶） 科学家对于社会性活动对认知和神经的影响存在争议，本研究发现生活在大群体中合作繁殖的黑背钟鹊展现出了更强的认知能力，也具有更高的繁殖率。认知实验证实群体大小与认知的出现的早晚有关联，说明较大群体内的生活可以促进认知的发展。同时拥有更强认知能力的雌性展现出了更强的范志略 。这都说明社会性可以塑造认知行为及其进化。

Abstract

Posterior parietal cortex represents sensory history and mediates its effects on behaviour

后顶叶皮层（PPC）描述感觉历史并介导对行为的影响

Athena Akrami, Carlos D. Brody, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25510

（导读 阿金）工作记忆和感知受先前感官经验影响，但其神经机制和参与其中的大脑区域尚未清楚。本研究训练大鼠完成听觉参数工作记忆任务，发现 PPC 是描述并使用先前感官刺激信息的关键区域。PPC 神经发放频率中关于先前感知的信息越多，对行为的影响越强。本文有助于深入研究感知和工作记忆与感觉历史之间的关系。

Abstract

c-MAF-dependent regulatory T cells mediate immunological tolerance to a gut pathobiont

c-MAF 依赖型调节性 T 细胞介导了对肠道致病共生生物体的免疫耐受

Dan R. Littman, Mo Xu, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25500

（导读 卓思琪）肠道慢性炎症致病微生物在患者中诱导致病性 T 细胞产生，但在健康个体中致病性 T 细胞被限制的机制还不清楚。本文发现宿主对致病菌的耐受性由诱导型调节性 T 细胞（iTreg）介导。对野生小鼠接种肝螺杆菌（Helicobacter hepaticus）可诱导 iTreg 细胞分化，而在肠炎易感小鼠模型中却是致病性 TH17 细胞的扩增。Treg 中 c-MAF 基因的失活导致 TH17 细胞累积引发肠炎。这表明病原体依赖性肠炎通过微生物反应性 T 细胞驱动的，它不受 iTreg–TH17 平衡相关的 c-MAF 机制的调节。

Abstract

Asparagine bioavailability governs metastasis in a model of breast cancer

天冬酰胺酸的生物利用率控制乳腺癌细胞转移

Gregory J. Hannon, Simon R. V. Knott, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25465

（导读 郭思瑶）科学家利用差异表达与体内外 RNA 干扰筛选发现了促进癌细胞扩散的潜在因素，其中天冬酰胺酸合成酶的表达与其十分相关。通过敲低天冬氨酸合成酶，L-天冬酰胺酶处理或直接限制饮食中的天冬酰胺酸可以减少乳腺癌细胞的转移，这揭示了单个氨基酸的生物利用率调控癌细胞转移的一个潜在机制。

Abstract

Mitochondria–lysosome contacts regulate mitochondrial fission via RAB7 GTP hydrolysis

线粒体 - 溶酶体相互作用通过 RAB7 蛋白 GTP 水解调节线粒体分裂

Yvette C. Wong, Daniel Ysselstein and Dimitri Krainc

https://www.nature.com/articles/nature25486

（导读 阿金）线粒体和溶酶体是维持细胞内稳态的关键细胞器，在很多疾病中观察到两者的功能障碍。本研究使用电子显微镜、结构光照明显微镜和高分辨率成像技术，识别出线粒体-溶酶体膜接触位点的形成，并受结合 GTP 的溶酶体 RAB7 蛋白水解作用调节。有助于进一步了解这两种细胞器动态的双向调节机制。

Abstract

Structural basis for DNMT3A-mediated de novo DNA methylation

由 DNMT3A 介导的 DNA 从头甲基化的结构基础

Gang Greg Wang, Jikui Song, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25477

（导读 郭怿暄）DNMT3A 和 DNMT3B 催化的 DNA 从头甲基化在基因组调控和发育中发挥重要作用，但其机制尚不清楚。本研究通过对 DNMT3A-DNMT3L-DNA 复合物的晶体结构进行解析发现 DNMT3A-DNA 相互作用涉及靶点识别结构域，催化环，以及 DNMT3A 同源二聚体界面。其中 Arg836 与 CpG 密切接触并保证细胞中 DNMT3A 对 CpG 的特异性。血液系统癌症中底物结合残基突变造成 DNMT3A 活性降低，CpG 低甲基化，从而引发造血细胞的转化。

Abstract

气候科学

Climatology

【封面故事】Southern Hemisphere climate variability forced by Northern Hemisphere ice-sheet topography

北半球的冰盖地势导致南半球气候变化

T. R. Jones, W. H. G. Roberts, et al.

https://www.nature.com/articles/nature24669

图片来源：CC0 Public Domain

（导读 阿金）末次盛冰期间北半球冰盖和温室气体的减少从根本上改变了全球海洋-大气气候动态。本研究根据一份来自西南极的高解析度水同位素记录，表明南纬度更高地区的气候在末次盛冰期的年际间和十年际间变化率比随后的全新世（距今 1.17 万年）高一倍，是由北美洲冰盖消融后的地势和反射率差异导致大气循环差异所引起的。

Abstract

Global patterns of declining temperature variability from the Last Glacial Maximum to the Holocene

从末次盛冰期到全新世温度波动的全球模式

Kira Rehfeld, Thomas Münch, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25454

（导读 阿金）了解末次盛冰期到全新世温度变化模式有助于了解平均温度和变异性之间关系，但其全球模式仍难以捉摸。本研究使用海洋和陆地温度指示网络，展示从末次盛冰期到全新世温度平均上升 3-8 摄氏度，而全球温度变异性有所下降，该模式具有清晰的地域模式，可通过经向温度梯度的变化来解释。

Abstract

天文学

Astronomy

A parsec-scale optical jet from a massive young star in the Large Magellanic Cloud

来自大麦哲伦星云大质量年轻恒星的秒差距级可见射流

Anna F. McLeod, Megan Reiter, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25189

（导读 雷鸣）通常认为，与吸积盘有关的高准直秒差距级射流，一般来自小质量年轻恒星。过去二十年也曾在银河系内发现较大质量年轻恒星发射这种射流，但并不在可见区域内。本研究观测到银河系外高准直可见射流 HH 1177，它来自大麦哲伦星云大质量年轻恒星。观测结果表明：射流的发射与准直与恒星质量无关。

Abstract

Pulsating aurora from electron scattering by chorus waves

合声波散射电子产生脉冲极光

S. Kasahara, Y. Miyoshi, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25505

（导读 雷鸣）本研究在磁层航天器上装备高角分辨率电子传感器和电磁场仪器，对高能电子进行观测，结果验证了科学家早期对脉动极光产生的物理机制的一种假设，即：高能电子被“哨声”合声波散射，形成准周期电子流，与上层大气中的原子和分子碰撞，最终产生脉动极光。

Abstract

其他

【Physics—物理】A spin–orbital-entangled quantum liquid on a honeycomb lattice

蜂窝晶格上的自旋轨道纠缠量子液体

H. Takagi, K. Kitagawa, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25482

（导读 张奕林）本文报道了在 5d 元素蜂窝晶格化合物 H3LiIr2O6 的赝自旋-1/2 量子液体态。这种化合物尽管拥有约 100K 的相互作用能，但在温度低至 0.05K 时都不显示磁性。研究人员观察到一些低能费米子激发信号，它们源自核磁共振弛豫中的少量自旋缺陷和比热，因此确定 H3LiIr2O6 是量子自旋液体。

Abstract

【Materials—材料】Freezing on a sphere

球面上的冷冻结晶

Paul M. Chaikin, Rodrigo E. Guerra, et al.

https://www.nature.com/articles/nature25468

（导读 卓思琪）聚集在封闭表面上的晶体要求拓扑结构上晶格缺陷最少，而弯曲表面上的晶体聚集会自发形成额外的晶格缺陷，因此目前不清楚结晶过程如何在球面上发生。本研究显示，球面上的结晶首先会形成的是一整块晶体“大陆”，它将缺陷分割为12个独立的“海洋”，形成二十面对称体。研究人员利用破缺的对称性来构建新的序参数，从而揭示晶格潜在的长程取向序列。

Abstract

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