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最新!Nature月度十大亮点【中国科讯】

2016-08-08 中国科讯

 

  


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本月前十位亮点排名

2016年7月8日 ~ 2016年8月7日


1石墨烯自身从二维结构变成三维结构

        Nature 535 (2016年7月14日) 


本期封面所示为来自一个单层主体石墨烯层的三个 “丝带”的并行自组装。



Nature 535卷7611期封面


20多年前,人们设想石墨烯可被折叠和剪切成有用形式,如一种纳米尺度的折纸。


在本期Nature上,James Annett 和Graham Cross描述了一个系统,在其中单层石墨烯能通过一个折叠、滑动和撕破的过程将自身重组成三维结构。


当一小片石墨烯被折叠接触到其本身时,它自然会开始滑动,并在这个过程中撕成一条带状结构,就像丝带一样。当一个动能能障消除时,这种二维材料能合并成我们更熟悉的三维分层形式。


这一“剥皮” (peeling)现象的驱动因素是一个热力学机制,该机制很稳定,即便是在室温下的空气中也足以能够在大面积内发挥作用。 


这些发现有望成为以机械方式促动二维材料的一个新机制以及将它们组装成复杂三维架构的一个新方式。


2灵长类大脑中的基因表达

       Nature 535 (2016年7月21日)


继近年来小鼠和人类大脑基因表达图集发表之后,Ed Lein及同事现又发表了反映猕猴出生前和出生后大脑发育情况的一个高分辨率转录图集。


猕猴大脑发育情况高分辨率转录图集


猕猴是用于人脑发育和疾病研究的最重要非人灵长类模型。


他们的数据呈现了与脑成熟相关的全面转录动态,同时比较分析也揭示了人类特有的基因轨迹。


与人类神经发育疾病相关的候选风险基因倾向于在发育中的猕猴新脑皮层中以疾病特异性模式共表达(co-expressed)。


3变化中的生物季节

         Nature 535 (2016年7月14日)


不同物种对气候的物候反应的不同使人们担心,关键物种相互作用可能会随着时间的推移去同步(desynchronize),对生态系统功能造成一定后果。


Stephen Thackeray等人利用时间跨度从1960年到2012年的超过1万个物候数据集再结合温度和降水数据对英国各地812种陆地和水生生物的气候敏感性进行了研究。




物候气候敏感性的幅度和方向在不同营养级(trophic level)之间存在一个系统性差别,尽管在具有共同分类相近度(taxonomic affinity)和营养位(trophic position)的生物之间存在明显异质性。


尤其是,次级消费者比初级生产者和消费者的气候敏感性更低。


作者提出,不同营养级的不同物候-气候敏感性今后有可能导致季节性事件的去同步。


4肠道微生物和宿主胰岛素敏感性

         Nature 535 (2016年7月21日)


这项研究探讨微生物肠道代谢组与胰岛素抗性之间的关系,发现在胰岛素抗性个体中脂多糖和支链氨基酸(BCAA)生物合成的潜力增大。



这表明,由生态失调诱导的血清代谢组变化有助于糖尿病的发生。


微生物功能与胰岛素抗性之间的正相关主要是由少数几种微生物驱动的,尤其是普氏菌(Prevotella copri)和普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)。


让小鼠感染普氏菌,导致血清中BCAA循环水平升高和葡萄糖耐受不良加重。


5乳腺癌对化疗的抵抗力

         Nature 535 (2016年7月21日)


乳腺癌易感基因BRCA1和BRCA2的功能是保护基因组不发生DNA损伤。


由于这个原因,能够损伤DNA的药物在临床上被用来治疗缺失BRCA的癌症。


然而,这些治疗的有效性窗口可能较窄,很多癌症会产生抗药性。



由于这个原因,能够损伤DNA的药物在临床上被用来治疗缺失BRCA的癌症。


然而,这些治疗的有效性窗口可能较窄,很多癌症会产生抗药性。André Nussenzweig及同事发现,细胞因PTIP蛋白的失去而产生抗药性。


在没有该蛋白的情况下,在DNA复制过程中停滞的复制叉会受到保护而不发生降解,这使得细胞能够存活。


这项研究揭示了对癌症治疗产生抵抗力的一个以前人们不知道的机制。


6变成药物治疗对象的抗肿瘤目标

       Nature 535 (2016年7月14日)


免疫调控药物如thalidomide、lenalidomide 和 pomalidomide已证明对骨髓瘤有疗效。


这些药物通过 “E3泛素连接酶” CRL4CRBN 的基质受体部分 “cereblon” (CRBN)定向作用于CRL4CRBN (CUL4–DDB1–RBX1–cereblon)。


在这项研究中,Mary E. Matyskiela 等人识别出一种新的免疫调控药物,即CC-885,它以一个不同的基质为作用目标,该基质就是 “翻译终止因子” GSPT1。



来自患者的急性骨髓性白血病肿瘤细胞对CC-885高度敏感。


作者还获得了CRBN–DDB1–CC-885–GSPT1复合物的晶体结构,发现GSPT1在其表面上以相同方式与这种酶和这种药物结合。


另一个cereblon 基质,即Ikaros,也通过一个类似的结构特征与该 “药物-酶”复合物结合,这可能意味着该药物对基质增补(substrate recruitment)采用一个共同的主题。


7来自人体微生物群的新型抗生素

         Nature 535 (2016年7月28日)


绝大多数系统性细菌感染都是来自人体微生物群的内源性病原体造成的。


这是由于其多药耐药性菌株的普遍存在,机会病原体 金黄葡萄球菌(Staphylococcus aureus, 常见于鼻孔外口)是临床上最重要的病原体之一。


允许或干预病原体定植的机制目前仍不清楚。



这项研究显示,里昂葡萄球菌(S. lugdunensis),一种与金黄葡萄球菌共享鼻腔环境、与金黄葡萄球菌人类带菌率降低相关的共生菌,产生了一种新型环肽抗生素lugdunin,它在动物模型中抑制了金黄葡萄球菌的定植。


Lugdunin对主要病原体具有杀菌作用,且不易使金黄葡萄球菌产生抗药性,这说明lugdunin,或产生lugdunin的共生菌对于防止葡萄球菌感染可能有重要价值。


8多巴胺信号快速传导

         Nature 535 (2016年7月28日)


在一个关于作用于纹状体的多巴胺能神经元的重要模型中,多巴胺的相位性释放被认为驱动了基于奖励的学习,而紧张性的多巴胺释放则使系统更偏向于运动(或不运动)。



Mark Howe 和 Daniel Dombeck发现,小鼠加速运动时,背侧纹状体的多巴胺能轴突内会出现快速相位信号,这种信号还能导致运动加速。


他们进而展示,传递运动信号的轴突来自黑质致密部,主要以背侧纹状体为目标,而传递奖励信号的轴突则来自腹侧被盖区,主要以腹侧纹状体为目标。


这些发现表明,多巴胺信号能以亚秒精度影响奖励学习和运动,并说明精确的信号时序和神经元类型与治疗多巴胺相关疾病有关 。


9成神经细胞瘤的一个统一的致病机制

       Nature 535 (2016年7月14日)


MYCN基因充当神经细胞瘤的一个主致癌基因,其致癌作用是由肿瘤抑制因子 “微RNAlet-7”调控的。let-7 抑制因子LINB28被认为对MYCN的致癌作用有贡献。




这篇研究报告发现了一个新的调控层,通过它,高水平的MYCN 信使 RNA针对let-7能充当一块海绵,绕过对LIN28B负调控的需要。


在人类成神经细胞瘤的发展过程中,let-7的破坏可以通过包括基因丢失、LIN28B破坏或MYCN扩增在内的不同非重叠机制实现,说明它在致病过程中起一个重要作用。


10一个曾经休眠的黑洞周围的空间-时间

        Nature 535 (2016年7月21日)


首次于2011年3月28日检测到的潮汐式瓦解事件 “Swift J1644+57” 被认为是一个恒星正在被一个曾经休眠的黑洞吞噬所产生的一个后果。



在这篇论文中,Erin Kara等人报告了对相对论X-射线回声或回响所做的观测。


这些回声或回响来自从“Swift J1644+57” 中的 “内吸积流” (inner accretion flow)反射出的发生了引力红移的K光子。


作者估计该黑洞的质量为几百万个太阳质量,说明吸积速度至少是 “Eddington limit”的10倍。


这些观测结果并不支持以前的解释,后者认为X-射线来自一个喷射流的相对论运动区域。



本文选自Natureasia网站

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