Nature 一周论文导读 | 2018 年 5 月 24 日 （重发）

审校 咖喱 小勺 邓卓 潜伏者 访冬 晓璇

*由于排版出现问题，6月3日发布的《Nature 一周论文导读 | 2018年5月24日》中存在多处不通顺之处。因此我们删除了问题版本，对当期内容进行重新推送。由此造成的不便，敬请各位读者谅解。

生物学

Biology

Mutant phenotypes for thousands of bacterial genes of unknown function

数千个未知功能的细菌基因的突变表型

Matthew J. Blow, Adam P. Arkin, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0124-0

（导读 郭思瑶）细菌基因组中三分之一的编码蛋白质的基因还没有功能注释。科研人员为了探究这些基因的功能，鉴定了不同生长条件下11779个编码蛋白质基因的突变表型，通过对保守的联系基因关联进行比较基因组研究，获得了假定DNA修复蛋白、某些酶、转运蛋白和未知蛋白家族得到了的功能注释。该研究体现了微生物遗传学在基因注释上的应用。

Abstract

ANKRD16 prevents neuron loss caused by an editing-defective tRNA synthetase

ANKRD16 预防由编辑有缺陷型的 tRNA 合成酶导致的神经元丢失

Paul Schimmel, Susan L. Ackerman, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0137-8

图片来源：Ackerman Lab/UC San Diego

（导读：阿金）丙氨酰-tRNA合成酶（AlaRS）编辑结构域突变产生丝氨酸编辑错误错配的 tRNA^Ala，致使小脑浦肯野细胞（Purkinje cells）机能退化。本研究使用定位克隆技术识别出 Ankrd16基因，该基因表达的蛋白可捕捉被 AlaRS 错误激活的丝氨酸，防止其不正确地结合新生肽链。去除Ankrd16的 Aars^sti/sti 病变小鼠大脑出现大面积蛋白质聚集和神经元丢失。该结果有助于了解由编辑缺陷导致的神经退行性疾病的潜在病理。

Abstract

SWI2/SNF2 ATPase CHR2 remodels pri-miRNAs via Serrate to impede miRNA production

SWI2/SNF2 ATP 酶CHR2 通过Serrate重塑pri-miRNAs从而阻止miRNA的生成

张修仁（德州农工大学）等

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0135-x

（导读 郭怿暄）染色质重塑因子（CHRs）的常见功能是改变染色质结构，但它们同样存在于核糖核蛋白复合物中，其功能尚不清楚。本研究发现SWI/SNF复合体中的ATP酶CHR2可以促进初级miRNA（pri-miRNAs）的转录，通过与微加工因子Serrate直接作用，重塑pri-miRNAs的二级结构，阻止其下游由DCL1和HYL1参与的加工，从而抑制miRNA的生成。

Abstract

Inference of ecological and social drivers of human brain-size evolution

人脑大小进化的生态学和社会动因推断

Mauricio González-Forero and Andy Gardner

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0127-x

（导读 董堃）主流假说通过相关性分析，认为人类大脑之所以会进化出体积巨大的特点，是为了克服生态、社会和文化的挑战。本文使用代谢模型，对智人脑容量的进化动因进行了量化因果分析，结果显示生态学挑战是驱动进化的主因，而文化中的人际间竞争等因素也有推进作用。

Abstract

Cellular milieu imparts distinct pathological α-synuclein strains in α-synucleinopathies

细胞外环境驱使在α-突触共核蛋白病中赋予不同的病理性质各异的 α-突触核蛋白细胞系产生（α-Syn）菌株

Virginia M.-Y. Lee, Chao Peng, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0104-4

（导读：阿金）在不同类型的神经系统疾病中，α-突触核蛋白（α-Syn）会形成路易体（LB）或神经胶质细胞质内含体（GCI）等不同形式的神经元内聚集。本研究报道了病理性α-Syn在GCI和LB中的形态和生物学特性差异。GCI-α-Syn结构更紧凑，比后者的蛋白聚集潜力高出1000倍。细胞外环境和蛋白质错误折叠成核的差异决定α-Syn聚集形式的差异。

Abstract

RSPO2 inhibition of RNF43 and ZNRF3 governs limb development independently of LGR4/5/6

不依赖LGR4/5/6的RSPO2通过抑制RNF43和ZNRF3调控肢体发育

Kris Vleminckx, Nick Barker, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0118-y

（导读：阿金）Rspo分泌性蛋白家族的4个成员（RSPO1–RSPO4）通过其受体LGR4/5/6放大WNT信号。本研究报告人类等位基因系列的隐形RSPO2变异导致先天性四肢切断症，三重敲除小鼠的LGR4/5/6并不致使Rspo2或Rspo3功能性丧失表型出现，而同时移除非洲蟾蜍胚胎中的 rnf43和znrf3则导致多余肢体的生长。该研究结果对再生医学和WNT相关癌症研究具有重要意义。

Abstract

Mxra8 is a receptor for multiple arthritogenic alphaviruses

Mxra8 是多种致关节炎甲病毒受体

Michael S. Diamond, Rong Zhang, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0121-3

（导读：张铭函）关节炎甲病毒是一组有包膜的RNA病毒，通过蚊子传播导致急慢性关节炎。本研究利用全基因组筛查识别出Mxra8 是多种致关节炎甲病毒的入侵媒介，并通过编辑鼠与人的Mxra8减少了细胞的病毒感染。此发现为减少多种关节炎感染提供了药理学新策略。

Abstract

Bystander CD8⁺ T cells are abundant and phenotypically distinct in human tumour infiltrates

人肿瘤浸润中的旁观者 CD8⁺ T 细胞丰富而且表型差异明显

Evan W. Newell, Yannick Simoni, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0130-2

图片来源：nature.com

（导读 陈月欣）肿瘤免疫疗法在临床上效果显著，但并不适用于所有的患者及癌症类型。其中部分原因在于浸润肿瘤的T细胞的表型差异。本研究发现，这些细胞中的一部分为表型与肿瘤特异T细胞相似但缺乏CD39的旁观者CD8⁺T细胞。癌症患者CD39的表达程度与多项临床指标相关联，可用于量化或分离旁观者T细胞。

Abstract

Microbial signals drive pre-leukaemic myeloproliferation in a Tet2-deficient host

微生物信号驱动Tet2缺失宿主体内的白血病前骨髓增生

Bana Jabri, Marlies Meisel, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0125-z

（导读 郭怿暄）表观遗传修饰酶TET2基因出现突变可驱动造血系统恶性肿瘤的发生。人类和小鼠TET2缺乏造成造血干细胞自我更新增加并倾向向髓系细胞发育，但只有部分出现白血病前骨髓增生（PMP）。本研究发现小肠屏障功能障碍引起的细菌迁移和白介素6生成增加是Tet2缺乏小鼠中PMP发展的重要因素。破坏小肠屏障或激活无症状Tet2^-/-小鼠细菌刺激应答可诱导PMP发生；给予抗生素治疗可抑制PMP。

Abstract

KLHL22 activates amino-acid-dependent mTORC1 signalling to promote tumorigenesis and ageing

KLHL22 激活氨基酸依赖的 mTORC1 信号通路，从而促进肿瘤发生和衰老

刘颖（北京大学-清华大学生命科学联合中心）等

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0128-9

（导读 过泽远）在氨基酸等环境信号刺激下有如下通路发生：GATOR1复合体活性下调 - Rag GTP酶激活 - mTORC1被招募至溶解体并激活。该通路与多种疾病相关，但GATOR1复合体被初始信号抑制的机制尚不清楚。本研究发现在氨基酸信号下，CUL3-KLJL22 E3泛素剪接酶可促进GATOR1复合体组分DEPDC5的降解，从而抑制GATOR1。研究者在在哺乳动物和线虫中验证了KLJL22的这一功能，说明KLHL22可能成为相关疾病的药物靶点。

Abstract

Structural basis for gating pore current in periodic paralysis

周期性瘫痪中门控核心电流的结构基础

Ning Zheng, William A. Catterall, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0120-4

（导读：阿金）钾敏感型低钾血症和常钾型周期性瘫痪是遗传性骨骼肌疾病，由电压门控钾离子通道或钙离子通道的电荷残基突变造成。本研究展示功能类似于人类离子通道的细菌钠离子通道Na_vAb模型结构。 R2G和 R3G突变在该离子通道的电压感受器附近形成含水空腔，控制门控电荷移动。分子动态模拟显示Na⁺通过突变门控核心的渗透机制与门控电荷 R4构象变化一致。该结果在原子级别上揭示了周期性瘫痪致病机制，并提出缓解症状的药物设计思路。

Abstract

天文学

Astronomy

Pulsar emission amplified and resolved by plasma lensing in an eclipsing binary

等离子体透镜放大解析食双星中的脉冲星辐射

Robert Main, I-Sheng Yang, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0133-z

图片来源：Dr. Mark A. Garlick; Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics, University of Toronto

（导读 雷鸣）本研究报道黑寡妇脉冲星B1957+20被其伴星遮蔽时，伴星等离子外流气体产生透镜效应，使脉冲射流放大70-80倍，并清晰解析对狭窄主脉冲和宽广中介脉冲产生不同影响的放射区域。如此显著的频率结构与循环快速射电暴FRB 121102相似，为研究快速射电暴提供了新思路。

Abstract

An absolute sodium abundance for a cloud-free ‘hot Saturn’ exoplanet

系外无云"热土星" 的绝对钠丰度

N. Nikolov, D. K. Sing, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0101-7

（导读 雷鸣）本文报道系外“热土星” WASP-96b的光学透射光谱，该行星具有完整钠吸收特征，极其符合无云大气模型。研究人员精确测量出绝对钠丰度为并据此推算该行星大气与太阳系金属丰度相对比值为，该结果与太阳系及其它系外行星的观测结果相符。

Abstract

地球科学

Geosicence

Rapid emergence of subaerial landmasses and onset of a modern hydrologic cycle 2.5 billion years ago

25亿年前陆地的迅速出现与现代水文循环起始

I. N. Bindeman, D. O. Zakharov, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0131-1

（导读 卓思琪）本研究利用37亿年间各大洲页岩三氧同位素组分推断陆地出现时间，结果表明太古代-元古代边界三氧同位素均值呈每英里0.08下降，最可能因为水岩作用性质转变伴随地表温度下降。这一转变可能与25亿年前陆地迅速出现引起的现代水文循环起始相符。

Abstract

Large potential reduction in economic damages under UN mitigation targets

联合国减灾目标下的经济损失潜在的减少

Marshall Burke, W. Matthew Davis, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0071-9

（导读 张晶淼）国际气候变化协定常以全球变暖阈值为政策目标，但达到目标的相关经济效益尚不明确。本研究利用历史证据结合国家气候和社会经济计划数据估算，发现实现气温升高1.5 °C以内的目标很大可能会减少全球总损失并减轻全球不平等，若不能达到2  °C 的目标，经济损失很可能会大幅度增加。

Abstract

材料科学

Materials

Fundamental limits to graphene plasmonics

石墨烯表面电浆子学等离子体激元的基本限制

D. N. Basov, G. X. Ni, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0136-9

（导读 卓思琪）石墨烯中的等离子体激元为探索纳米尺度下光-物质相互作用提供了平台，但石墨烯中等离子体激元能量损失大且其对光场的限域作用仍未明确。本研究利用纳米级红外成像，对低温下高迁移性石墨烯中激发的等离子体激元进行了研究，实现了低能量条件下对光场的紧密限域。有助于减少异质结构器件中的能量损失。

Abstract

Self-reporting and self-regulating liquid crystals

自报告评估和自调节的液晶

Nicholas L. Abbott, Young-Ki Kim, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0098-y

（导读：阿金）液晶被广泛应用于能够以光学方式反馈其环境信息的可重构材料中，但仍无法满足响应性材料的需求。本研究表明一系列刺激可以触发液晶瞬时或连续释放最初捕获的微型容物。该液晶能够对物理、化学和生物事件以化学响应的方式进行自评估和自调节，同时还能执行如以光学形式报告外来刺激等复杂功能。

Abstract

其他

【封面故事】【Applied mathematics-应用数学】Addressing the minimum fleet problem in on-demand urban mobility

解决城市流动需求中的最小车队问题

M. M. Vazifeh, P. Santi, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0095-1

图片来源：.pubniche.com

（导读 胡琦琳）本研究引入“车辆共享网络”的概念，为优化出行和减少乘客延误的“最小车队问题”提出了一个在计算上行而有效的最佳解决方案。根据纽约长达一年多的1.5亿次出租车出行数据，并与目前的出租车运营相比，该最优化智能管理可使车队规模减少30%。随着网络化自动驾驶汽车的普及，该成果在未来几年可能更有意义。

Abstract

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