Nature 一周论文导读 | 2018 年 4 月 12 日

审校 访冬 咖喱 大头 金庄维

地球科学

Geoscience

【封面故事】Accelerated increase in plant species richness on mountain summits is linked to warming

山顶植物物种丰度的加速增加与全球变暖有关

Manuel J. Steinbauer, Sonja Wipf, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0005-6

图片来源：en.uw.edu.pl

（导读 阿金）人类社会发展和对环境的影响速度在上世纪中叶迅速提高，史称“大加速”（Great Acceleration）。本研究利用过去 150 年间欧洲 302 座山顶植物重复调查数据，发现过去十年间年植物种类丰度增长速度在大陆范围内是五十年前的五倍，该增速现象与全球加速变暖同步，并可能对生物多样性和生态系统功能产生深远影响。

Abstract

Anomalously weak Labrador Sea convection and Atlantic overturning during the past 150 years

过去 150 年中拉布拉多深海对流和大西洋翻转环流异常弱化

David J. R. Thornalley, Delia W. Oppo, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0007-4

（导读 寒雨）大西洋经圈翻转环流（AMOC）持续减弱，反映出拉布拉多深海对流变化。本研究利用古海洋学证据，证明拉布拉多海深对流和 AMOC 在过去 150 年间异常弱化。研究认为，小冰期结束时北冰洋和北欧海域的淡水流量增加，从而减弱拉布拉多深海对流和 AMOC。

Abstract

Observed fingerprint of a weakening Atlantic Ocean overturning circulation

观察到大西洋翻转环流弱化模式

L. Caesar, S. Rahmstorf, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0006-5

（导读 寒雨）大西洋经圈翻转环流（AMOC）对气候影响重大，但其在工业时代的演变却鲜为人知。本研究利用海面温度的独特空间和季节性“指纹”，证明自 20 世纪中叶以来，AMOC 弱化了约 15%，该模式同时存在于响应大气二氧化碳浓度升高的高分辨气候模型和 19 世纪末以来的温度趋势中，AMOC 的减缓及北向热量运输减少可解释这一模式。

Abstract

生物学

Biology

The evolutionary history of vertebrate RNA viruses

脊椎动物 RNA 病毒的进化史

张永振（中国CDC传染病所）等

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0012-7

（导读 过泽远） 对脊椎动物 RNA 病毒多样性和进化史的既有研究局限于疾病相关的常见哺乳动物和鸟类宿主病毒中。本研究利用大规模转录组研究手段发现了 214 种脊椎动物病毒，建立了大部分脊椎动物 RNA 病毒的漫长进化史，同时辨别出了全新的脊椎动物 RNA 病毒种类及基因结构。该研究揭示了在整个脊椎动物演化史中多样的病毒-宿主关系。

Abstract

Cryo-EM structure of the Blastochloris viridis LH1–RC complex at 2.9 Å

冷冻电镜解析绿色绿芽菌 LH1-RC 复合物的 2.9 Å 分辨率结构

Pu Qian, C. Neil Hunter, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0014-5

（导读 郭怿暄）LH1-RC 复合体是细菌光合作用的关键组成部分。本研究利用冷冻电镜解析了以菌绿素 b 为核心的绿色绿芽菌 LH1-RC 复合体结构，揭示了红外光吸收（菌绿素 b 光吸收的红移）以及醌穿越 LH1 复合物的结构基础。三环 LH1 复合体被紧密排列的 γ-脱辅基蛋白稳定，且一对菌绿素 b 之间 Mg-Mg 距离较短，造成红移；第 17 个 γ-多肽在 LH1 环中产生的孔和周围的结合口袋是醌转运的结构基础。

Abstract

Structure of photosynthetic LH1–RC supercomplex at 1.9 Å resolution

分辨率为 1.9 埃的光合超复合物 LH1–RC 的结构

沈建仁（岡山大学）等

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0002-9

（导读 阿金）光捕获复合物1（LH1）和反应中心（RC）形成的膜蛋白超复合物在紫细菌中发挥主要光合作用。本研究报道结合钙离子的嗜热紫菌 LH1–RC 复合物晶体结构，揭示 RC 环形区域与 LH1 亚基的互作机制以及自由醌类在 LH1 环结构内外转运过程。为检验光合细菌的光合作用提供坚实基础。

Abstract

Crystal structures of the gastric proton pump

胃质子泵的晶体结构

Kazuhiro Abe,  Katsumasa Irie, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0003-8

图片来源：Kazuhiro Abe

（导读 寒雨）胃质子泵 H⁺, K⁺-ATP 酶负责将胃液酸化到 pH 1，是治疗胃酸疾病的重要药物靶点。本研究介绍了胃质子泵在腔体方向开放状态下的晶体结构，是与两个阻断剂 vonoprazan 和 SCH28080 形成的复合物。这些药物在导管中部与阳离子有着部分重叠但明显不同的结合模式 。晶体结构表明阳离子结合位点的致密结构降低了 Glu820 的 pKa 值，使得质子能够释放到强酸性的胃液环境中。

Abstract

A small peptide modulates stomatal control via abscisic acid in long-distance signalling

小分子肽通过远距离信号传导脱落酸并调节气孔控制

Fuminori Takahashi, Kazuo Shinozaki, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0009-2

（导读 阿金）陆地植物激素脱落酸调节气孔阻止水分流失，但尚未鉴定出促使脱落酸积累的移动信号传导分子。本研究展示拟南芥中， CLE25 肽从根部移动到叶片，通过维管束组织传送缺水信号，影响脱落酸的生物合成，调节叶片中的 BAM 受体控制气孔运动和蒸腾作用。CLE25-BAM 可作为缺水响应长距离信号传导的重要分子之一。

Abstract

Advanced maturation of human cardiac tissue grown from pluripotent stem cells

使多能干细胞诱导出的人心脏组织进一步成熟

Gordana Vunjak-Novakovic, Kacey Ronaldson-Bouchard, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0016-3

（导读 郭怿暄）由人类 iPSCs 诱导产生的心脏组织可作为研究患者特异的生理和疾病模型，但细胞不成熟状态使该模型预测能力有限。本研究发现由刚刚开始自主收缩的早期 iPSC 诱导出的心肌细胞长成的心脏组织经培养后，表现出成年样基因表达特征，结构、长度、线粒体密度、氧化代谢以及钙离子处理能力等方面均表明其组织成熟度，为研究心脏发育和疾病创造条件。

Abstract

Distributed hepatocytes expressing telomerase repopulate the liver in homeostasis and injury

表达端粒酶的散在肝细胞在肝脏稳态和受损后重建器官

Steven E. Artandi, Shengda Lin, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0004-7

（导读 阿金）肝细胞在稳态下进行缓慢更新，而在损伤时快速被快速补充，但目前还不清楚成人体内不断更新的肝细胞来源。已知在多种干细胞中表达的端粒酶基因通路与肝脏疾病有关，本研究在小鼠体内通过端粒酶逆转录酶（Tert）基因座谱系追踪，确认在肝小叶中分布少量干细胞高表达端粒酶（TERT^High）。RNA 测序表明这些细胞下调代谢基因，从肝细胞谱系中被独立出来具有再生活性 。该发现为研发肝脏疾病治疗提供新靶点。

Abstract

Metabolic enzyme PFKFB4 activates transcriptional coactivator SRC-3 to drive breast cancer

代谢酶 PFKFB4 激活转录辅激活因子 SRC-3 来驱动乳腺癌

Subhamoy Dasgupta, Bert W. O’Malley, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0018-1

（导读 卓思琪）细胞代谢和转录程序的改变是癌症的特征，但控制代谢重编程和转录调控相互作用的机制尚不清楚。本文通过激酶组范围内的 RNA 干扰筛选，发现代谢酶 PFKFB4 通过激活致癌的类固醇激素受辅激活子3（SRC-3）来调节转录重编程。研究发现 PFKFB4 酶作为分子支点，通过刺激 SRC-3 耦合糖代谢和转录激活来促进侵袭性肿瘤转移。

Abstract

Fatal swine acute diarrhoea syndrome caused by an HKU2-related coronavirus of bat origin

由源自蝙蝠的 HKU2 相关冠状病毒引发的致命性猪急性腹泻综合征

马静云（华南农业大学）等

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0010-9

图片来源：EcoHealth Alliance

（导读 郭思瑶）病毒的跨种传播对人类和动物的健康形成潜在威胁。科学家证实中国近期爆发的仔猪致死性腹泻疾病是由新型冠状病毒——猪急性腹泻综合征冠状病毒（SADS-CoV）引起的，该病毒与源自蝙蝠的 HKU2 病毒基因序列高度相似，对当地蝙蝠进行取样分析发现了与 SADS-CoV 高度相似的病毒。这表明蝙蝠作为冠状病毒的聚集地对牲畜、公共健康和经济增长造成了威胁。

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Abstract

其他

【Physics-物理】Experimentally generated randomness certified by the impossibility of superluminal signals

超光速的不可能性验证实验生成的随机性 

Peter Bierhorst, Emanuel Knill, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0019-0

（导读 胡琦琳）随机数发生器能否产生不可预测的随机数？本研究证实可以从光子贝尔实验中获得随机数位，并且这样产生的随机位无法根据禁止超光速、允许独立测量的常规物理理论来预测。未来，基于无漏洞贝尔测试的随机数发生器有望在增强密码系统和基础设施的安全性、公信度中起到不可或缺的作用。

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Abstract

【Astronomy-天文】Alteration of the magnetosphere of the Vela pulsar during a glitch

脉冲星 Vela 自转突变改变磁层

Jim Palfreyman, John M. Dickey, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0001-x

（导读 雷鸣）观测脉冲星自转突变（glitch）可能揭示脉冲星的内部动态，但因突变事例的发生不可预测而难以实施。本研究在持续观测脉冲星 Vela 期间观测到其自转突变：一个不寻常的宽脉冲，然后一个空脉冲，紧接着两个低线性极化脉冲，之后的脉冲推迟 2.6 秒到达。观测结果表明：自转突变可能对脉冲星的磁层产生影响。

Abstract

【Chemistry-化学】Reversible Mn²⁺/Mn⁴⁺ double redox in lithium-excess cathode materials

锂过量的阴极材料中可逆的 Mn²⁺/Mn⁴⁺ 双氧化还原

Jinhyuk Lee, Gerbrand Ceder, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0015-4

（导读 卓思琪）锰（Mn）元素是低成本、高容量电池阴极的理想材料。本文使用高价阳离子，并将无序矿盐结构中部分氟取代为氧，从而将可逆的 Mn²⁺/Mn⁴⁺ 双氧化还原对引入锂过量的阴极材料，制成的阴极容量和能量密度高。 Mn²⁺/Mn⁴⁺ 降低了氧的氧化还原活性，稳定了材料，为先进锂离子电池中高性能富锰阴极的设计开辟了道路。

Abstract

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