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本月前十亮点排名2016年9月1日 ~ 2016年10月1日
光控液体运动
Nature 537 (2016年9月8日)
被限制在圆锥形毛细管(比如微流体设备)内的液滴会因其两端的曲率压力差而自发向较窄的一端移动。
现在,俞燕蕾及同事设计出了一种管状光驱动液晶高分子材料系统,它可以诱导液滴产生这种不对称形态,通过毛细作用力可逆地控制液滴。
▲Design of tubular microactuators.
这种光控液体运动方法不受接触线钉扎效应影响,适用于一系列液体和混合物,实现可控的驱动速度和方向,且能通过不同形状的微驱动器(直形、Y形、蛇形和螺旋形)混合多相液体。
致敬科幻
Nature 537 (2016年9月8日)
本期《自然》致敬科幻小说。
▲Science Fiction Special. 图片来源:Stephan Martinière
我们扩充了常规科幻版块的版面,今年是H. G. Wells诞辰150周年,如今他主要以科幻小说作家的身份闻名于世,其作品包括《时间机器》、《星际战争》、《隐形人》和《月球上最早的人类》,它们在当代人心中仍占有一席之地。
Simon James回顾了威尔斯的科幻小说,有关教育、历史和政治的大量其它作品,以及他(据我们所知)在《自然》上发表的五十篇文章。
▲星际迷航
Sidney Perkowitz指出,《星际迷航》至今已勇往直前50年之久,他报道了星际迷航系列对科学、技术和社会的影响。
科学与不平等
Nature 537 (2016.9.22)
本期《自然》的“科学与不平等”特刊考察科学对不平等现象有何解释,以及不平等如何影响科学工作者。
▲Science and inequality. 图片来源:Peter Crowther
经济学家Branko Milanovic使用历史数据,追踪了不平等现象在数百年间的起落。Mike Savage在此探寻“阶级”究竟意味着什么。
在新闻版块的两篇文章中,我们详细探讨了不平等对科学自身的影响。
去除β-淀粉样蛋白新前景
Nature 537 (2016年9月1日)
在Aducanumab作用下,淀粉样蛋白斑块减少,如示例基线与治疗54周后的淀粉样蛋白PET图像所示。
▲Amyloid plaque reduction with aducanumab: example amyloid PET images at baseline and week 54.
Aducanumab是一种专门靶向β-淀粉样蛋白(Aβ)肽聚集的人类重组单克隆抗体,人们认为Aβ肽聚集在阿尔茨海默病的神经退行过程中发挥了作用。
近年来,多种阿尔茨海默病药物都未能成功研发,因此任何新发现都会引起人们的强烈兴趣。
一项新的研究报告了每月向先兆或轻微阿尔茨海默病被试者注射Aducanumab的临床试验中期结果:Aducanumab疗法减少了大脑中的淀粉样蛋白斑块,而且还延缓了患者的临床损伤(呈剂量依赖性)。
试验数据为进一步将Aducanumab开发为一种去除Aβ肽疗法提供了支持。
专治疼痛的定制阿片类药物
Nature 537 (2016年9月8日)
吗啡和来自罂粟的其它生物碱属于μ阿片受体激动剂,几百年来一直被用于治疗疼痛。
作者使用计算方法,将300多万种小分子与μ阿片受体对接。通过对最具潜力的结构的基于结构优化,研究者发现了一种强力激动剂PZM21,它对μ阿片受体具有超常的亚型选择性。
▲Structure based ligand discovery for the μOR.
在小鼠中,PZM21造成了显著的痛觉缺失,而在μ阿片受体敲除动物中完全不存在这种情况。这个小分子似乎降低了疼痛感知,但没有明显改变反射行为,而且对呼吸影响很小。
细胞死亡影响抗肿瘤防御机制
Nature 537 (2016.09.22)
瘤内细胞死亡经常和预后不良联系在一起,人们之前认为,这种现象出现的原因是癌细胞在资源有限的环境中快速分裂。
Robert Eil及同事表明,瘤内细胞死亡实际上在抑制抗肿瘤免疫力方面发挥着显著作用。他们发现,若人体和小鼠肿瘤间质液中的细胞外钾增加,则会抑制人体和小鼠T细胞内由T细胞受体诱导的抗肿瘤功能。
▲Elevated [K+] within TIF silences the TCR-induced anti-tumour function of mouse and human T cells.
此外,过度表达Kcna3,让肿瘤特异T细胞输出钾质可以逆转这种免疫抑制。
物种共存的根源
Nature 537 (2016年9月1日)
理论认为,在一个生态系统中,多种资源受限使物种间的相互妥协成为可能,从而提升了物种共存的潜力。
William Harpole及同事使用“营养网络”(Nutrient Network)国际合作所得的数据,在植物群落中检验这一理论。
▲Biodiversity and number of resources.
他们编制了在五大洲45个草原开展的多年营养富集实验的数据,表明不断增加营养物会导致植物物种多样性下降。他们的发现说明,地下资源竞争会促进提高植物物种多样性。
单根碳纳米管间的水流动
Nature 537 (2016年9月8日)
碳纳米管具有超常的水输运速度,因此是海水淡化等应用的热点,但其背后的水输运机制尚未得到充分表征,这反映了明确测量单根纳米管渗透性的难度。
现在,Lydéric Bocquet及同事表明,通过观察水射流从单根纳米管冒出进入周围流体时的流体动力学,可以准确判定单根纳米管的渗透性。
▲Nanojet experimental set-up.
测量结果显示,碳纳米管出现了大面积的半径依赖性壁面滑移,而氮化硼纳米管则未出现这种情况。
这种鲜明的差异源于两种固体-液体界面之间在原子尺度上的细微差异,这表明,纳米流体是流体力学的连续谱图景对阵原子物质观的前沿阵地。
合成多种氨基酸和肽
Nature 537 (2016年9月8日)
以抗生素万古霉素为代表的非核糖体肽属于非核糖体肽合成酶(NRPSs)合成的一大类次级天然产物。
Christina White及同事报告了一种受NRPS启发的合成策略:
使用两种小分子铁催化剂促进对氨基酸和肽的靶向C-H氧化修饰,同时保留α中心手性 —— 这种合成的难度众所周知 ——以生成多种多样的氨基酸和肽。
▲NRPS-inspired strategy for iron-catalysed C–H oxidative functionalization of amino acids and peptides.
近原子级分辨率的真核钙离子通道
Nature 537 (2016年9月8日)
电压门控钙离子通道能将膜电信号转化成细胞内的Ca2+调节事件。例如,Cav1.1只在骨骼肌中表达,并且充当兴奋-收缩偶联的电压传感器。
▲Overall structure of the rabbit Cav1.1 complex.
作者报告了兔源Cav1.1的3.6埃分辨率冷冻电镜结构。核心α1亚基的高分辨率使详细检测离子渗透路径成为可能,结构显示,几个扩大的细胞外环出乎意料地在选择性过滤器上形成了“有窗穹顶”。
Cav1.1复合物的近原子级分辨率结构为深入理解兴奋-收缩偶联奠定了基础,也为Cav和Nav通道的作用机制和发病机制的分子解读提供了三维模板。
本文选自Natureasia网站
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