本周Nature论文推荐 | 17年7月27日刊

2017 年 7 月 28 日 Nature自然科研 Nature自然科研

封面故事：斑马鱼幼鱼的趋流性

封面插图：Julia Kuhl

斑马鱼图片：Robert Kasper & Pablo Oteiza

本期封面所示为斑马鱼（Danio rerio）幼鱼。在本期《自然》中，Florian Engert及同事考察了让鱼能够探测到所在水域水流的感觉系统。趋流性使鱼即使在缺乏任何视觉线索的情况下，也能始终溯流而上。作者调查了斑马鱼幼鱼的这种能力，发现其中的奥秘存在于一系列毛细胞（红色），又称为侧线。他们提出毛细胞通过探测鱼身体周边的局部流场旋转，判断水流流动方向。在野外，这让鱼能够在缺乏视觉线索的情况下感知环境。

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封面专题：A novel mechanism for mechanosensory-based rheotaxis in larval zebrafish

新闻与观点：Biomechanics: How fish feel the flow

非经典基因组印迹

哺乳动物受精后，父源染色质和母源染色质的表观遗传景观存在不对称性，但是在后续的发育中会变得基本相当，除印迹基因外。在本文中，张毅及同事描述了受精卵和桑椹胚中亲本等位基因特异性的全基因组染色质可接近性，并分析了DNA甲基化和组蛋白H3K27me3的模式。他们发现，H3K27me3是一种不依赖于DNA甲基化的抑制基因组印迹内母源等位基因的机制，而且可以鉴定依赖于这种非经典机制的新的印迹基因。

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论文：Maternal H3K27me3 controls DNA methylation-independent imprinting

关于辐射副作用的分子洞察

癌症放射疗法的一个潜在副作用是被辐射的细胞或组织释放出大量因子，影响到未被辐射的细胞或组织。这被称作“辐射诱导的旁效应”（RIBE），虽然概念早已确定，但是人们仍不清楚其分子介质。薛定及同事通过对线虫进行研究，发现一种RIBE作用因子：CPR-4蛋白酶。他们还介绍了在实验动物受到紫外线或电离辐射后，CPR-4蛋白酶是如何分泌出来并发挥作用的。在动物未接受辐射的部位，CPR-4似乎通过某种机制引起了细胞死亡受抑和胚胎致死率上升，而这种机制受到肿瘤抑制蛋白p53同族体的调控。

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论文：Cysteine protease cathepsin B mediates radiationinduced bystander effects

大麻素受体结构

人源大麻素受体 CB1 是植物大麻素四氢大麻酚的主要靶标，四氢大麻酚是大麻（Cannabis sativa）中的主要精神活性复合物。CB1由内源性大麻素激活，是治疗疼痛、癫痫和肥胖症等疾病的主要靶标，但是目前人们仍不了解活性受体的结构。在本文中，刘志杰及同事报告了被两种新型激动剂小分子 AM11542 和 AM841 激活的CB1的晶体结构。这两种激动剂的烷基链上都有一个偕二甲基，使它们的效能和效力显著提升。受体激活涉及细胞外和胞质部分的大规模结构重组以及结合口袋体积的显著缩小。这些构象变化涉及一个新型分子“双拨动开关”——激活过程中两种关键残基的协同运动，作者认为大麻素受体2和一些趋化因子受体可能也具有这种机制。

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论文：Crystal structures of agonist-bound human cannabinoidreceptor CB

不同寻常的四聚体钾离子通道

电压门控钾离子通道让钾离子可以有选择性地跨膜流动，在维持膜电位和pH平衡方面发挥着关键作用。在本文中，姜有星及同事报告了一种新型四聚体阳离子通道TMEM175的晶体结构以及对其功能研究，这条通道不同于寻常的钾离子通道。这个最新发现的溶酶体通道拥有一种不同寻常的四聚体结构，并且包含一个独特的离子传导通路，该通路有一个瓶颈形状的小孔，最窄处的宽度只有3Å。该小孔包含一个异亮氨酸残基，据推测它在钾离子的通道选择性方面发挥着关键作用。这表明存在一种不同寻常的作用方式，其中涉及的脱水机制类似于合成纳米孔或碳纳米管的。

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论文：The lysosomal potassium channel TMEM175 adopts a novel tetrameric architecture