Nature 一周论文导读 | 2018 年 4 月 19 日 | 自由微信

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Nature 一周论文导读 | 2018 年 4 月 19 日

原创：科研圈科研圈 2018-10-21

审校访冬小勺大头金庄维

化学

Chemistry

【封面故事】Amino-acid- and peptide-directed synthesis of chiral plasmonic gold nanoparticles

氨基酸和肽指导合成手性等离子体金纳米颗粒

Junsuk Rho, Ki Tae Nam, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0034-1

图片来源：Ki Tae Nam Research Group, Seoul National University

（导读卓思琪）目前，三维手性结构的大规模生产和简单制造的方式仍然是挑战。本文提出了一种合成手性金纳米粒子的策略，其中就运用氨基酸和肽来控制纳米粒子手性、光学活性以及手性等离子共振。研究者希望该策略能对等离子超材料的三维手性纳米结构的设计和制造有所帮助。

Abstract

A library of atomically thin metal chalcogenides

原子级薄层金属硫族化合物库

刘政（南开大学）, 刘广通（中科院物理研究所）等

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0008-3

（导读卓思琪）二维过渡金属硫族化合物（TMC）应用前景广泛，但合成困难。本文证明熔盐辅助的化学气相沉积技术可用于各种二维 TMCs（原子级薄层）的合成。研究者利用该方法合成了 47 种化合物，并详细讨论了该方法如何提高反应速率。实验证明合成的材料大多是有用的。尽管材料的质量仍需改善，这为研究二维 TMCs 的性质和潜在应用开辟了道路。

Abstract

生物学

Biology

Functional circuit architecture underlying parental behaviour

父母行为的神经功能回路架构

Catherine Dulac, Johannes Kohl, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0027-0

（导读郭怿暄）养育对于哺乳动物后代的生存和身心健康都非常重要。本研究发现小鼠下丘脑内侧视前区的甘丙肽表达神经元（MPOA^Gal）可整合来自不同脑区的输入信号，协调养育的运动、动机、激素以及社会等各方面因素。输入信号的激活与动物性别及生殖状态相关。尽管 MPOA^Gal 在所有养育行为中均被激活，但投射部位不同的每个细胞池会对养育进行特异性调节。

Abstract

Innate immune memory in the brain shapes neurological disease hallmarks

大脑中的先天免疫记忆塑造神经性疾病标识

Jonas J. Neher, Ann-Christin Wendeln, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0023-4

（导读郭怿暄）先天免疫记忆是对环境刺激产生反应并改变后续免疫应答的重要机制。训练和耐受可由表观遗传介导分别增强或抑制后续的炎症反应。本研究发现对外周施以炎症刺激可以诱导大脑出现急性免疫训练和耐受，造成小胶质细胞内发生不同的表观遗传重编程，且可以持续超过六个月。这一发现提示大脑中的免疫记忆是重要的神经病理学调控因子。

Abstract

Genome evolution across 1,011 Saccharomyces cerevisiae isolates

1011 株酿酒酵母的基因组进化

Gianni Liti, Joseph Schacherer, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0030-5

（导读郭思瑶）大规模基因组调查对于自然种群的表型多样性研究十分重要。科研人员报道了 1011 株酿酒酵母的基因组和表型数据，提供了该种群的精确进化图谱。大部分鉴定出的单核苷酸多态性呈现出较低的发生频率，最多的变种类型是拷贝数的改变，其表型效应比单核苷酸多态性更大。这对于基因型和表型的研究有重要指导意义。

Abstract

High male sexual investment as a driver of extinction in fossil ostracods

介形虫化石表明雄性生殖高投入驱动物种灭绝

Gene Hunt, Maria João Fernandes Martins, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0020-7

（导读阿金）一些演化模型预测赋予物种求偶竞争优势的性选择会限制物种适应变化能力，增加灭绝风险，而另一些则提出相反意见。本研究分析了信息丰富的介形虫化石记录，发现两性异形越明显的物种，雄性生殖投入越高，灭绝速度比高出生殖投入最低的物种高估计有十倍之多。表明性选择可能是物种灭绝的重要风险因素。

Abstract

Aspm knockout ferret reveals an evolutionary mechanism governing cerebral cortical size

敲除雪貂大脑的 Aspm 基因揭示控制大脑皮层大小的进化机制

Christopher A. Walsh, Byoung-Il Bae, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0035-0

图片来源：shutterstock

（导读阿金）人类大脑皮层尺寸大且布满沟与回。但目前尚未清楚皮层尺寸和结构的演化驱动机制。本研究使用基因组编辑敲除雪貂的 ASPM 基因种系后，雪貂出现严重的小头畸形，重量减少 25-40%，大脑皮层表面积减少，但厚度没有明显变化，实验数据表明 ASPM 通过控制脑室放射状胶质细胞对脑室表层的亲和性来调节皮层扩张。

Abstract

An evolutionarily conserved ribosome-rescue pathway maintains epidermal homeostasis

进化保守的核糖体拯救途径维持哺乳动物表皮稳态

Fiona M. Watt, Kifayathullah Liakath-Ali, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0032-3

（导读卓思琪）核糖体相关的 mRNA 质量控制机制中，组件 Dom34（高等真核生物中称为Pelota (Pelo)）拯救停滞的核糖体。本研究表明 Pelo 是维持哺乳动物表皮稳态所必须的，核糖体拯救机制对于维持哺乳动物组织稳态很重要，它对不同的干细胞群体有特异的具体功能。

Abstract

Activity-based E3 ligase profiling uncovers an E3 ligase with esterification activity

基于活性的 E3 连接酶分析揭示具有酯化活性的 E3 连接酶

Satpal Virdee, Daan M. F. van Aalten, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0026-1

（导读卓思琪）泛素化通常被认为是赖氨酸残基的翻译后修饰。本研究对 HECT 或 RBR 样 E3 连接酶进行了基于活性的蛋白质分析，确认神经元相关的 E3 连接酶 MYCBP2（PHR1）为“真正有趣的新基因”（RING）连接的 E3 连接酶，它具有酯化活性和苏氨酸对丝氨酸的固有选择性。该发现暗示非赖氨酸泛素化存在于高等真核生物的细胞调控中，并提出E3酶具有未被重视的机理多样性。

Abstract

Structural basis for ATP-dependent chromatin remodelling by the INO80 complex

INO80 复合物进行 ATP 依赖型染色质重塑的结构基础

Karl-Peter Hopfner, Sebastian Eustermann, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0029-y

（导读阿金）真核细胞内核小体定位和组蛋白组成由 ATP 依赖染色质重塑因子调控。目前尚未清楚其结构和反应机制。本研究报告结合核小体的嗜热毛壳菌上重塑因子 INO80 复合物分辨率为 4.3 Å 至 3.7 Å 的冷冻电镜结构，与生化数据共同揭示了由 ION80 介导的核小体滑动和组蛋白编辑的统一机制。

Abstract

Structure and regulation of the human INO80–nucleosome complex

人类 INO80-核小体复合物结构和调控机制

Dale B. Wigley, Xiaodong Zhang, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0021-6

（导读阿金）细胞为获得核小体内 DNA 信息，会编码能重塑核小体的多重系统。但对多亚基重塑复合物与核小体的互作机制仍知之甚少。本研究展示结合核小体的人类 INO80 染色质重塑复合物结构，揭示 INO80-核小体互作机制：马达结构域位于核小体入口点的 DNA 上。而 INO80 的 ARP5–IES6 模块在另一边提供额外接触点。

Abstract

其他

【Photonics-光子学】Integrating photonics with silicon nanoelectronics for the next generation of systems on a chip

集成光子学与硅纳米电子学用于下一代芯片系统

Amir H. Atabaki, Sajjad Moazeni, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0028-z

图片来源：Amir Atabaki

（导读阿金）电子和光子技术广泛应用于计算机技术等领域，但大多数硅纳米技术依赖体硅基底，限制了光子功能的集成。本研究利用沉积在与晶体管并排制造的氧化硅岛上的多晶硅层，将光子引入体硅互补金属氧化物半导体（CMOS）芯片，制成集成的高速光收发器，每秒可处理十千兆位。该方法既可实现多芯片解决方案，又具备“片上系统”的性能、复杂性和可扩展性。

Abstract

【Physics-物理】Laser spectroscopic characterization of the nuclear-clock isomer ^229mTh

核子时钟异构元素 ^229mTh 的激光光谱表征

Ekkehard Peik, Johannes Thielking, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0011-8

（导读阿金）同位素 ²²⁹Th 在几个电子伏特范围内拥有激发态异构体 ^229mTh，有潜力应用于高精度核子时钟。本研究通过激光光谱表征分析，展示二价 ^229mTh 离子的超精细结构，并且确认该异构体的原子核属性，包括磁偶极子、电四极矩和原子核电荷半径。该研究为非破坏性光学检测提供了新方法。

Abstract

【Astronomy-天文】Two separate outflows in the dual supermassive black hole system NGC 6240

超大质量双黑洞系统 NGC 6240 中两股相互独立的外流

F. Müller-Sánchez, R. Nevin, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0033-2

（导读雷鸣）本研究在典型合并星系 NGC 6240 中心区域观测到两股相互独立的物质外流：东北方是黑洞驱动的 [O III] 外流，西北方是星暴驱动的 Hα 外流，每年流出物质分别为 75 个和 10 个太阳质量，总流出与恒星形成速率相当，说明恒星形成过程中有负反馈发生。