Nature 一周论文导读 | 2017 年 7 月 13 日

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Nature 一周论文导读 | 2017 年 7 月 13 日

2017 年 7 月 22 日 科研圈 科研圈

审校访冬 咖喱鸡大头金庄维

生物学

Biology

Fine-mapping inflammatory bowel disease loci to single-variant resolution

将炎症性肠病遗传位点精确定位到单个变异体

Hailiang Huang, Michel Georges, Mark J. Daly, Jeffrey C. Barrett et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22969.html

（导读何丽莹）全基因组关联研究已经确定了 200 个炎症性肠病相关位点，但其中很少被最终确定为特定的功能变体。本研究对 6.8 万患者中的 94 个相关位点进行了高密度基因型分析，表明 18 个单变异体具有 95% 以上的相关性，另有 27 个相关性大于 50%。大样本中高分辨率的精细定位可以将许多基因组关联研究的发现转化为具有统计学意义的因果变异，为疾病机制的实验阐明提供了强大的基础。

Abstract

The extracellular matrix protein agrin promotes heart regeneration in mice

细胞外基质蛋白 agrin 可促进小鼠心脏再生

Eldad Tzahor et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22978.html

（导读何丽莹）成年哺乳动物心脏不能再生，而新生一周内小鼠的心脏可以。本研究发现，在体外小鼠或人 iPS 细胞系和小鼠模型体内，新生小鼠细胞外基质蛋白 agrin 都可以促进心肌细胞分裂和心脏再生，进一步的研究还解释了 agrin 促进再生的分子机制。该发现揭示了细胞外基质在哺乳动物心脏再生和修复中扮演的重要角色。

Abstract

Cryo-EM structures of tau filaments from Alzheimer’s disease

阿尔兹海默症中 tau 蛋白细丝的冷冻电镜结构

Michel Goedert, Sjors H. W. Scheres et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature23002.html

（导读卓思琪）阿尔兹海默症是最常见的神经退行性疾病，其中的神经纤维病变涉及到成对的 tau 蛋白细丝（螺旋丝和直丝）的形态变化。本文呈现了 3.4-3.5 埃分辨率下阿尔兹海默患者大脑中 tau 蛋白细丝的冷冻电镜结构，及成对螺旋丝和直丝的原子模型。该结果表明冷冻电镜结构能表征患者来源的淀粉样细丝的原子表征，为神经变性疾病研究铺平道路。

Abstract

Pre-oral gut contributes to facial structures in non-teleost fishes

非硬骨鱼类的口前肠促成其面部结构

Robert Cerny et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature23008.html

图片来源：论文原文

（导读何丽莹）尽管脊椎动物的口腔和面部区域有各种各样的适应性改变，但它们早期的口咽发育被认为是完全一致的。在现存的非硬骨鱼类的胚胎中，口前肠（POGD）的发育先于口（口道）的形成。POGD 促进了鲟鱼幼体的早期结构的形成，如牙齿、嘴唇和感觉触须，此外还与早期脊索和半脊索胚胎的前缘衍生的憩室有关。因此，POGD 的形成可能代表了一个具有深远的后口动物起源的古老的发育模块。

Abstract

Nutrient sensing modulates malaria parasite virulence

营养感知调节疟原虫毒性

Maria M. Mota et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature23009.html

（导读郭思瑶）胞内病原体（如疟原虫）的生活形态与其寄主的营养供应息息相关。科研人员发现疟原虫红内期可通过转录组重构来对宿主摄入热量改变而作出应答,其中 KIN 是一种介导营养感知的重要调节子，其与 SNF1/AMPKα 同源，是保守的细胞能量感应通路的一部分。该研究揭示了一个对寄生虫复制与毒性至关重要的营养感知机制。

Abstract

An immunogenic personal neoantigen vaccine for patients with melanoma

肿瘤新抗原靶向的黑素瘤患者特异性疫苗

Catherine J. Wu et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22991.html

（导读严冰）肿瘤细胞表面 HLA 呈递的具有肿瘤特异性突变的多肽片段（肿瘤新抗原，neoantigen）具有高度免疫原性。本文报导一种设计肿瘤新抗原特异性疫苗的有效方法，通过全基因组外显子测序、RNA-seq 和 HLA 分型来检测患者体内存在的肿瘤新抗原，合成特异性长多肽，混合 TLR3、MAD-5 和 poly-ICLC 以制成疫苗。在试用该疫苗的六位患者中，四位于 25 个月内没有发现复发，两位在复发后接受抗 PD-1 疗法并达到完全缓解（CR）。这为将来抗肿瘤新抗原疗法的发展提供了可靠依据。

Abstract

Personalized RNA mutanome vaccines mobilize poly-specific therapeutic immunity against cancer

基于突变组学的个性化 RNA 疫苗可调动多特异性免疫对抗癌症

Ugur Sahin et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature23003.html

（导读严冰）T 细胞对肿瘤新抗原的特异性识别是抗肿瘤细胞免疫的基础，然而在患者体内这种自发的识别十分低效。该团队近期报导了以患者肿瘤新抗原为靶标的 RNA 疫苗设计思路，本文报导在黑素瘤患者体内，该 RNA 疫苗可有效增强 T 细胞免疫反应。这为个人化抗肿瘤疫苗的发展提供了参照。

Abstract

Dystrophin–glycoprotein complex sequesters Yap to inhibit cardiomyocyte proliferation

肌萎缩蛋白–糖蛋白复合物通过隔绝 YAP 抑制心肌细胞的增殖

James F. Martin et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22979.html

（导读何丽莹）成年心肌细胞再生能力有限。本研究显示，对心肌细胞内稳态非常重要的肌萎缩蛋白–糖蛋白复合物（DGC）组分之一的营养不良聚糖（Dag1）直接与 Hippo 通路的效应物 Yap 结合，以抑制小鼠的心肌细胞增殖。Hippo 诱导 Yap 磷酸化促进了 Yap 与 Dag1 互作，揭示了 Hippo 通路功能与 DGC 之间的联系。

Abstract

Allelic reprogramming of 3D chromatin architecture during early mammalian development

哺乳动物早期发育中等位基因染色质三维构象重编程

Wei Xie et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature23263.html

（导读郭怿暄）哺乳动物中，卵细胞与精子受精后染色质构象发生巨大改变。本研究运用低输入 Hi-C 技术，发现小鼠卵母细胞缺少染色质高级结构，而在受精后到胚胎植入前，受精卵会经历缓慢多级的染色质构象重编程过程，期间涉及 TAD 结构域缓慢聚积，父源和母源染色体在空间上彼此分离形成染色质区室等。这一重编程过程部分独立于受精卵转录而发生。

Abstract

Liquid droplet formation by HP1α suggests a role for phase separation in heterochromatin

HP1α 介导液体微滴的形成揭示了异染色质中相分离的作用

Geeta J. Narlikar et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22822.html

（导读郭怿暄）异染色质区域的形成依赖于异染色质蛋白 1（HP1）与 DNA 结合后对染色质的压缩。本研究发现人类 HP1α 可在 N 端磷酸化或与 DNA 结合的条件下形成相分离液滴，核小体、DNA 等会进入 HP1α 液滴，从而形成异染色质。HP1α 液滴与非液滴 HP1α 促成的异染色质在结构上有所差异，说明异染色质的形成部分依赖于 HP1α 相分离。

Abstract

Phase separation drives heterochromatin domain formation

相分离驱动异染色质结构域的形成

Gary H. Karpen et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22989.html

（导读郭怿暄）真核细胞中结构性异染色质发挥多种基因调节功能。传统观点认为异染色质的形成是 H3K9 甲基化修饰和 HP1 蛋白压缩染色体的结果，而本研究提出了新的异染色质形成模型，认为 HP1a 蛋白发生液相分离，形成容纳染色体而排斥 RNA 聚合酶等分子的液相稳定区室，是异染色质形成的第一步。这一模型拥有体外实验、果蝇模型和人类细胞中的证据支持。

Abstract

地球科学

Geoscience

The pyrite-type high-pressure form of FeOOH

地幔超高压条件下的黄铁矿型羟基氧化铁（FeOOH）

Masayuki Nishi, Jun Tsuchiya et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22823.html

图片来源：论文原文

（导读阿金）本项研究通过原位 X 射线衍射实验，发现下地幔中的针铁矿（α-FeOOH）会形成新的黄铁矿型（pyrite-type）条带状铁矿（FeO6），并最终在高温高压条件下分解成三氧化二铁（Fe2O3）并释放出水。而水则会剧烈影响地球的内部活动如火山作用和板块构造运动。

Abstract

物理学

Physics

Quantum back-action-evading measurement of motion in a negative mass reference frame

在负质量参考系中压低量子反作用

Eugene S. Polzik et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22980.html

（导读阿金）根据海森堡不确定原理，测量过程中的随机量子反作用（quantum back-action，QBA）会限制位置、速度以及加速度测量的准确性。本研究证实，如果在原子自旋振荡器的参考框架下进行测量，宏观机械振荡器的量子反作用就能被压低。当原子自旋与外磁场方向一致时，就实现了一个等效的负质量振荡器。在这种状态下，QBA 被压低 1.8 分贝。

Abstract

化学

Chemistry

Catalytic allylic oxidation of internal alkenes to a multifunctional chiral building block

通过催化内烯烃烯丙位氧化制造多功能手性模块

Uttam K. Tambar et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22805.html

（导读卓思琪）烯丙位碳氢的氧化是多种化合物合成的重要步骤，但内烯烃（而非环状或末端双键烯烃）烯丙位的氧化仍难以实现。本文通过硫类氧化剂氧化异烯烃反应，实现了非活性内部烯烃的对映选择性，区域选择性和 E/Z 选择性烯丙基氧化。该反应显示了内烯烃快速转化为各种对映异构体的潜力，可用于实现复杂靶分子的合成。

Abstract

Tundra uptake of atmospheric elemental mercury drives Arctic mercury pollution

苔原对大气汞的吸收驱动了北极汞污染

Daniel Obrist, Detlev Helmig et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v547/n7662/full/nature22997.html

（导读卓思琪）一般认为"大气汞消耗事件（AMDEs）"和沉淀湿沉积是北极汞污染的源头，但是这两种假设都不被测量证据支持。本研究发现北极苔原内部约 70% 的汞来自大气汞。苔原吸收气态汞导致土壤汞含量升高，远超温带土壤汞含量。研究者认为苔原土壤是一个重要的全球汞元素库，并为北极河流每年向北冰洋排放的大量汞负责。

Abstract