Nature 一周论文导读 | 2018 年 9 月 13 日

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Nature 一周论文导读 | 2018 年 9 月 13 日

2018 年 9 月 23 日 科研圈

审校：小勺棒冰访冬小象咖喱

制版：阿金

生物学

Biology

Optimized arylomycins are a new class of Gram-negative antibiotics

优化的arylomycin是一类新的革兰氏阴性抗生素

Peter A. Smith, Christopher E. Heise, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0483-6

（导读郭思瑶）多耐药细菌的出现和传播已经为人类敲响了警钟，科学家为了对抗革兰氏阴性细菌，对一种自然抗菌产物arylomycin进行优化，得到了具有广谱杀菌作用的分子G0775，该分子通过新型的分子机制抑制对细菌至关重要的I型信号肽。这为多耐药细菌感染的治疗提供了新的治疗方案。

Abstract

Coupling of bone resorption and formation by RANKL reverse signalling

RANKL反向信号传导耦联骨吸收和骨形成

Shigeki Aoki, Masashi Honma, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0482-7

（导读阿金）核因子k-B受体活化因子（RANK）配体（RANKL）在破骨细胞前体细胞结合RANK触发破骨细胞生成，在骨重建过程中发挥重要作用,但RANKL在成骨细胞的作用不明。本研究表明成熟破骨细胞分泌的囊泡RANK结合成骨细胞RANKL，触发RANKL反向信号，激活Runx2并促进骨形成。该结果提示RANKL反向信号是一个抑制破骨细胞生成相关的骨质减少的潜在药理靶标。

Abstract

Precancerous neoplastic cells can move through the pancreatic ductal system

癌前细胞可以通过胰腺导管系统移动

Alvin P. Makohon-Moore, Christine A. Iacobuzio-Donahue, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0481-8

图片来源：The Radiology Assistant

（导读陈月欣）绝大多数成年人实质性癌症由非侵入性前体病灶发展而来，然而共存病灶间的演化关系尚不明确。本研究分析一个胰腺不同区域的癌组织和前体病灶的体细胞变异，发现前体细胞经过克隆扩增可发展为一个或多个病灶，后续驱动基因突变可使这类病灶最终发展为侵入性癌症，而这一过程可持续多年。此研究重新构建了胰腺癌的逐步进展模型。

Abstract

Sensing with tools extends somatosensory processing beyond the body

使用工具进行感知可扩展躯体感觉

Luke E. Miller, Alessandro Farnè, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0460-0

（导读卓思琪）通过神经系统以外的信息处理方式来扩展感知能力存在于动物界。本文探索了“用工具感知物体”是否是类似人类的信息处理方式。研究者通过行为心理物理学，结构力学以及神经元模型，发现工具被神经元当做感官的延长、而不是单纯的环境接触末端，这种感知能力来自于材料、生物力学和神经信息处理水平之间的功能耦合。

Abstract

In vivo reprogramming of wound-resident cells generates skin epithelial tissue

通过对伤口驻留细胞的在体重编程产生皮肤上皮组织

Masakazu Kurita, Juan Carlos Izpisua Belmonte, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0477-4

（导读郭怿暄）随着全球人口老龄化，皮肤不愈合溃疡愈发常见，进行皮肤或培养细胞的移植是当前主要治疗手段。本研究开发出一种替代方法，通过对小鼠伤口处驻留的间充质细胞转导4个指定皮肤细胞谱系的转录因子，促进细胞在体重编程，快速有效地重新形成上皮，从而产生可扩展的上皮组织。该发现为治疗皮肤损伤带来全新方法，也可扩展用于其它组织修复。

Abstract

Phosphocode-dependent functional dichotomy of a common co-receptor in plant signalling

植物信号传导中一种通用共受体具有两种不同的磷酸化依赖功能

Artemis Perraki, Cyril Zipfel, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0471-x

（导读阿金）通用共受体BAK1能与许多富含亮氨酸的重复受体激酶（LRR-RKs）结合，以控制植物的免疫、生长和发育。本研究结合磷酸化蛋白质组学和定向诱变，确定了拟南芥中BAK1发挥免疫功能所需的磷酸化位点，这些位点不是BAK1依赖性油菜素类固醇调节途径所需的位点，说明BAK1在植物信号传导中有两种不同的基于磷酸化的功能方式。该结果为植物通过受体激酶来适应环境变化的机制提供见解。

Abstract

An orthogonal proteomic survey uncovers novel Zika virus host factors

正交蛋白质组学研究揭示新型寨卡病毒宿主因子

Pietro Scaturro, Andreas Pichlmair, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0484-5

（导读王思菲）寨卡病毒（ZIKV）导致新生儿小头症的分子机制仍未知。本研究利用病毒感染的人神经祖细胞和神经细胞株，进行蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学分析，并利用亲和力蛋白质组学鉴定ZIKV蛋白质的细胞靶标，鉴定出386个可以和ZIKV相互作用，并已知与神经发育、视网膜缺陷和不育相关的蛋白质。研究结果确定了ZIKV依赖的宿主因子，并提供一个全局框架以理解ZIKV诱导的蛋白质和细胞通路的波动。

Abstract

Stepwise and independent origins of roots among land plants

陆地植物根系的阶段性演化与独立起源

Alexander J. Hetherington and Liam Dolan

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0445-z

图片来源：nature.com

（导读阿金）维管植物根系起源及其分生组织演化的化石记录尚不明晰。本研究报道在已知最古老的植物陆地生态系统莱尼燧石层中发现了隶属石松科马尾藻的最早根系分生组织。它们缺少根毛和根冠，表面覆盖一层连续的表面组织，支持根系是维管植物较晚出现特征的假说，呈现阶段性演化，并曾多次起源。

Abstract

Parkin and PINK1 mitigate STING-induced inflammation

Parkin和PINK1缓解STING引起的炎症

Danielle A. Sliter, Richard J. Youle, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0448-9

(导读王思菲) Parkin和PINK1突变导致早发性帕金森病，两个分子都参与线粒体自噬通路。本研究报告，剧烈运动引起Prkn^{- /-}和Pink1^{- /-}小鼠的严重炎症表型和Prkn^{- /-}突变小鼠中的线粒体DNA（mtDNA）突变积累，而这些效果可以被STING缺失挽救，说明Parkin和PINK1能够抑制由STING引发的炎症。这些结果支持PINK1和parkin介导的线粒体自噬在先天免疫抑制中的作用。

Abstract

GAPDH inhibits intracellular pathways during starvation for cellular energy homeostasis

GAPDH在饥饿期间通过抑制细胞内通路维持能量稳态

Jia-Shu Yang, Victor W. Hsu, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0475-6

（导读柳寒石）饥饿是细胞生存的主要挑战之一。研究人员发现甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）通过靶向GTP酶激活蛋白（GAP），抑制衣被蛋白I（COPI）向ADP核糖基化因子1（ARF1）转运，从而抑制COPI小泡融合，也就是抑制了细胞内的COPI转运途径。GAPDH还可以靶向ARF-GAPs以抑制其它转运途径，以减少细胞饥饿时的能量消耗。该结果揭示了细胞内转运途径和细胞能量稳态之间的协同作用。

Abstract

Cotranslational assembly of protein complexes in eukaryotes revealed by ribosome profiling

核糖体分析揭示真核生物中蛋白质复合物的共翻译组装

Günter Kramer, Bernd Bukau, Ayala Shiber, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0462-y

（导读过泽远）如何保证新合成的蛋白质折叠成自然形态是细胞的一大挑战，目前我们对于蛋白质折叠的最后一步——多肽的组装形成复合物——还了解甚少。本研究对真核细胞核糖体的性能展开系统性和机理性分析，发现蛋白质亚基的共翻译是酵母中异源寡聚体组装的常见机制。研究结果表明真核细胞中蛋白质的翻译，折叠和组装是一个集成过程。

Abstract

物理学

Physics

Autogenous and efficient acceleration of energetic ions upstream of Earth’s bow shock

地球弓形激波上游高能离子的自发性高效加速

D. L. Turner, L. B. Wilson III, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0472-9

（导读阿金）地球弓形激波离子前震区会出现热流异常的瞬态现象，在其上游边缘形成新的激波，引发粒子加速。本研究观测到一股“热流异常”将太阳风粒子从1-10KeV加速到近1000KeV，其加速机制依赖离子质量和电荷状态，与一阶费米子加速一致，并产生大量能量粒子，该现象暗示前震瞬态对宇宙射线的形成很重要。

Abstract

Observation of the 1S–2P Lyman-α transition in antihydrogen

反氢中1S-2P莱曼-α跃迁的观测

M. C. Fujiwara, J. S. Hangst, T. Momose, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0435-1

图片来源：Sci-News.com

（导读阿金）莱曼-α谱线，在121.6nm波长段的1S–2P跃迁，作为宇宙中最基本的原子跃迁之一，在物理和天文学研究中发挥重要作用。本研究使用窄线宽纳秒脉冲激光辐照用磁捕获的反氢原子，激发其1S–2P跃迁。莱曼-α跃迁允许反氢原子的激光冷却，从而可为精确光谱和重力测量提供致密冰冷的反原子样品。该结果展示了激光冷却技术的决定性进步。

Abstract

Hundred-fold enhancement in far-field radiative heat transfer over the blackbody limit

超过黑体辐射极限的远场辐射传热的上百倍增强

Pramod Reddy, Edgar Meyhofer, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0480-9

（导读阿金）普朗克辐射热传（RHT）理论建立的黑体极限提供了量化RHT速率的计量指标，但目前尚未在远场中证明超越黑体极限的传热速率。本研究使用带有嵌入式温度计的量热纳米定制结构，测量到亚波长尺寸平面膜间的RHT速率超越远场中黑体极限达两个数量级之多。该发现与能源转换、大气科学等各领域研究直接相关。

Abstract

Tunable long-distance spin transport in a crystalline antiferromagnetic iron oxide

在晶体反铁磁氧化铁中可调谐的远距离自旋输运

R. Lebrun, M. Kläui, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0490-7

（导读阿金）自旋电子学依赖自旋的输运，但反铁磁序材料间接观察到的自旋传输仅限数纳米，限制了其在自旋电子学上的应用。本研究通过用外部磁场谐调反铁磁共振频率，控制跨越赤铁矿(α-Fe2O3)-铂界面的自旋电流通量，发现这种简单反铁磁绝缘体能传导超过数十微米距离的自旋信息。该研究结果为研发基于反铁磁绝缘体的超快自旋逻辑器件铺平道路。

Abstract

其他

【Materials-材料】

Three-dimensional printing of hierarchical liquid-crystal-polymer structures

3D打印分层液晶聚合物结构

Kunal Masania, Theo A. Tervoort, André R. Studart, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0474-7

（导读卓思琪）纤维增强聚合物坚硬，但易脆裂，且不易造型、再利用。轻质生物材料却可再循环、且机械强度杰出。本研究用3D打印方法制造可再生的轻质材料，它拥有层级结构、复杂的几何结构和前所未有的坚硬和韧性，来源于原料材料熔融时液晶聚合分子自组装成高定向结构域。该方法结合自上而下的3D打印形状控制与自下而上的聚合物取向控制，使自由设计变成可能。

Abstract