Nature 一周论文导读 | 2018 年 6 月 1 日
审校 咖喱 小勺 邓卓 访冬 向菲菲
制版 阿金
生物学
Biology
Pyramidal cell regulation of interneuron survival sculpts cortical networks
中间神经元存活的锥体细胞调节塑造大脑皮层网络
Marian Fernández-Otero, Oscar Marín, et al
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0139-6
（导读 郭怿暄）哺乳动物大脑皮层中兴奋性和抑制性神经元网络的互相平衡对大脑功能和行为至关重要，但这一平衡的建立过程我们知之甚少。本研究发现在小鼠出生后，大脑中的锥体细胞可以通过突触连接抑制中间神经元中能够诱发细胞死亡的PTEN信号，从而调控中间神经元的存活，对抑制性神经元数目进行调节，最终使兴奋性和抑制性神经元达到合适比例。
Abstract
Structural basis of ubiquitin modification by the Legionella effector SdeA
嗜肺军团菌中效应分子SdeA对泛素进行修饰的结构基础
冯越（北京化工大学）等
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0146-7
（导读：阿金）嗜肺军团菌中，SdeA可以对泛素（Ub）的Arg42位点进行磷酸核糖化修饰，从而介导独特的磷酸核糖型泛素化修饰，但其分子机制尚不清楚。本研究解析了SdeA在无配体、结合Ub、结合Ub-NADH三种状态下的结构，揭示了SdeA催化Ub磷酸核糖化的活性中心，及其在这一过程中的构象变化，并为进一步理解后续泛素化的结构机理提供框架。
Abstract
Spatiotemporal regulation of liquid-like condensates in epigenetic inheritance
表观遗传继承中类液凝聚体的时空调控
Carolyn M. Phillips, Scott Kennedy, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0132-0
（导读 郭怿暄）无膜细胞器的组装由特定蛋白和RNA的自发装配完成。但这些生物分子凝聚体的形成过程和它们之间的相互作用尚不清楚。本研究发现在线虫发育过程中，ZNFX-1和WAGO-4蛋白先后定于为P颗粒、Z颗粒，以及由Z颗粒与P颗粒及Mutator局点共同装配而成PZM颗粒组合体中。这两种蛋白及相应凝聚体的时空调节，可以通过与沉默RNA的相互作用，来指导表观遗传的跨代继承。
Abstract
【封面故事】The origin of squamates revealed by a Middle Triassic lizard from the Italian Alps
意大利阿尔卑斯山发现的三叠纪中期蜥蜴化石揭示了有鳞类动物起源
Tiago R. Simões, Michael W. Caldwell, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0093-3
图片来源：MUSE - Science Museum, Trento, Italy
（导读 阿金）现代有鳞动物是世界上最具多样性的类群之一，但已知化石记录和人类估计其起源之间有七千万年的时间空白。本研究分析意大利Megachirella wachtleri化石高分辨率微焦点X射线计算断层扫描数据，证明M. wachtleri是已知最古老的有鳞类动物谱系成员，比目前认为的最古老有鳞动物化石早七千五百万年，从而填补我们对于有鳞动物和其它爬行动物起源的认知空白。
Abstract
Long-term effects of species loss on community properties across contrasting ecosystems
差异显著的生态系统之间物种损失对生物群落属性的长期影响
Paul Kardol, Nicolas Fanin and David A. Wardle
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0138-7
（导读 阿金）生物多样性丧失严重影响生态系统功能，但对其长期影响仍无解决之策。本研究分析了瑞典30个湖泊岛屿上开展20年跨生态系统生物多样性操控实验数据，发现物种损失对群落生物量的影响随时间下降，并普遍增加时间变异性。结果强调了生物多样性损失的影响在生态系统之间不同，理解和预测结果需要考虑环境背景的总体作用。
Abstract
Reciprocal signalling by Notch–Collagen V–CALCR retains muscle stem cells in their niche
Notch-Collagen V-CALCR的相互信号通路将肌肉干细胞留在龛中
Shahragim Tajbakhsh, Philippos Mourikis, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0144-9
（导读 陈月欣） 细胞微环境对于维持干细胞功能至关重要。此前已有研究说明Notch通路参与调控干细胞静息，但具体的分子机制尚不明确。本研究发现，肌肉干细胞可通过表达V型胶原蛋白（Collagen V）维持自我静息状态。V型胶原蛋白表达由Notch通路调节，而胞外基质的V型胶原蛋白通过与降钙素受体（CALCR）结合参与静息调控。
Abstract
Reconstruction of antibody dynamics and infection histories to evaluate dengue risk
重建抗体动力学和感染史以评估登革热风险
Michael S. Diamond, Rong Zhang, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0157-4
（导读 郭思瑶）许多登革热感染病例的临床症状不明显因此而难以察觉。这个问题使我们难以研究个体与群体水平上感染与疾病风险的关系。科研人员发明了新的方法来自动显示抗体动态特征从而鉴别亚临床感染。通过鉴别，估计大约65%的感染因其临床症状不明显而未被监测。流行病规模的可变性导致大范围的感染与疾病风险的临时改变，这与年龄没有明显的联系。
Abstract
Microglial control of astrocytes in response to microbial metabolites
小胶质细胞控制星形胶质细胞响应微生物代谢物
Marco Prinz, Francisco J. Quintana, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0119-x
（导读 阿金）小胶质细胞和星形胶质细胞调控中枢神经系统炎症和神经退行性疾病，但尚未清楚其调节机制。本研究报道小胶质细胞分泌的TGFα和VEGF-B能调节多发性硬化症小鼠模型中星形胶质细胞的致病活性，由共生菌群产生的色氨酸代谢物可控制小胶质细胞的活化和TGFα与VEGF-B的产生。该结果对神经障碍性疾病治疗方案的研发具有指导意义。
Abstract
Mechanism of phosphoribosyl-ubiquitination mediated by a single Legionella effector
由单一军团菌效应物介导的磷酸核糖泛素化机制
Rachel E. Klevit, Yuxin Mao, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0147-6
（导读 王思菲）常规的泛素化级联是在泛素（Ub）的C端和靶蛋白（通常是赖氨酸侧链）共价连接。透过晶体结构及生化分析，发现嗜肺军团菌的SidE家族效应蛋白SdeA一种独特的泛素化模式。此项研究确立了磷酸核糖连接泛素化的分子机制，使得未来研究这种非常规类型泛素化成为可能。
Abstract
Insights into catalysis and function of phosphoribosyl-linked serine ubiquitination
磷酸核糖型丝氨酸泛素化的催化和功能
Zhao-Qing Luo, Ivan Dikic, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0145-8
（导读 王思菲）常规泛素化修饰依赖ATP催化泛素（Ub）和底物蛋白质一级胺之间形成异肽键，而嗜肺军团菌的SidE家族蛋白利用 NAD+介导底物蛋白质丝氨酸位点的磷酸核糖型泛素化修饰。本研究解析了SdeA催化核心的晶体结构，揭示了这一特殊类型泛素化修饰发生的结构基础。突变型嗜肺军团菌的感染实验则揭示，SdeA对特定宿主细胞内底物的泛素化修饰在嗜肺军团菌急性感染期间发挥病理功能。
Abstract
Activity-dependent neuroprotective protein recruits HP1 and CHD4 to control lineage-specifying genes
活性依赖性神经保护蛋白（ADNP）利用HP1和CHD4来控制谱系特异性基因
Joerg Betschinger, Marc Bühler, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0153-8
（导读 阿金）ADNP是胚胎发育阶段重要的转录因子，其突变可引发神经系统发育障碍。本研究展示ADNP可以和染色质重塑蛋白 CHD4、染色质结构蛋白HP1结合形成复合物ChAHP，ChAHP与常染色质结合并抑制基因表达，从而阻止发育过程中细胞的过早分化。研究者还发现，能抑制翻译中止的分子可能对ADNP相关疾病有所帮助。
Abstract
天文学
Astronomy
A small amount of mini-charged dark matter could cool the baryons in the early Universe
宇宙早期少数微电量暗物质冷却重子物质
Julian B. Muñoz and Araham Loeb
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0151-x
图片来源：sci-news.com
（导读 雷鸣）宇宙的动力学受到普遍存在的暗物质的影响。EDGES近期观测表明，大爆炸后约2亿年重子物质温度只有标准宇宙模型预测值的一半，暗示是由重子物质与暗物质相互作用导致（Nature 555期，2018/3/1）。本研究显示，如果有低于1%的少量暗物质携带仅有电子电量百万分之一的微小电量，就能冷却与其相互作用的重子物质。
Abstract
[改上标]An increase in the 12C + 12C fusion rate from resonances at astrophysical energies
[改上标]天体物理能量尺度下，共振推进12C + 12C聚变反应率
A. Tumino, C. Spitaleri, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0149-4
[改上下标]（导读 雷鸣）碳燃烧过程影响恒星的命运。本研究在2.7~0.8兆电子伏特下测量12C(12C, α0,1)20Ne 和 12C(12C, p0,1)23Na反应速率，发现共振能在相关温度下大大推进聚变反应率，尤其在5 × 108 K下，反应率比参照值大25倍。该结果暗示可通过降低大恒星内部碳聚变所需温度和密度、以及降低吸积中子星爆发温度，使观测与理论模型相符。
Abstract
物理学
Physics
Simulating the vibrational quantum dynamics of molecules using photonics
用光子模拟分子的振动量子动力学
David P. Tew, Anthony Laing, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0152-9
（导读 胡琦琳）分子中振动量子态控制技术的发展为模拟这类系统提出了新的挑战，该种系统可服从于量子模拟方法。本研究利用分子振动和光子波导间的自然映射，展示了将可重复编程的光子芯片作为多功能仿真平台，来研究不同分子体系的量子动力学行为。这些方法为分子量子动力学和飞秒化学提供了更强大的新仿真工具。
Abstract
Magnetic edge states and coherent manipulation of graphene nanoribbons
石墨烯纳米带的磁性边缘态和相干性操控
Klaus Müllen, Lapo Bogani, et al.
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0154-7
（导读：向菲菲）石墨烯纳米带中的磁边缘态对自旋电子学和量子计算非常重要，然而一直以来未有实验验证。本研究第一次通过实验的方式在具有稳定自旋轴功能基团的石墨烯纳米条带中观测到其离域磁性边缘状态，并量化和测定了自旋轨道耦合参数及自旋退相干通道等一系列性质。研究结果为磁性石墨烯纳米带在量子自旋器件中的应用提供新的希望。
Abstract
其他
【Materials-材料】Approaching the Schottky–Mott limit in van der Waals metal–semiconductor junctions
接近肖特基-莫特极限的范德瓦尔斯金属-半导体结
段镶锋（加州大学洛杉矶分校）, 黄昱
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0129-8
（导读 贾晓璇）金属-半导体结之间存在肖特基势垒，理想条件下其高度能够通过肖特基-莫特法则，但很难在实验中实现。本研究将原子级平整的金属薄膜压到半导体上，没有直接形成化学键结合，从而形成了基本不受化学无序性和费米能级约束的界面。其肖特基势垒高度可调且接近肖特基-莫特极限。本研究定义了可用于高性能电子和光电子的金属集成的高效无损的策略。
Abstract
【Chemistry-化学】The effect of hydration number on the interfacial transport of sodium ions
水合分子数对钠离子在界面输运中的影响
江颖（北京大学量子材料科学中心）, 高毅勤（北京大学化学与分子工程学院）等
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0122-2
图片来源：Natue.com
（导读 向菲菲）水合离子及其在界面上的输运是一种常见的自然界现象。本文利用扫描隧道探针操纵术，实现在NaCl(001)表面上构建并观测不同水合数（1-5）的水合钠离子。发现具有特定水合数的钠离子水合物具有更高的扩散速率，比其他水合物高出1-2个量级，这来源于离子水合物与表面晶格的对称匹配程度。
Abstract