Nature 一周论文导读 | 2017 年 9 月 28 日

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Nature 一周论文导读 | 2017 年 9 月 28 日

2017 年 10 月 8 日 科研圈 科研圈

审校访冬咖喱大头金庄维

生物学

Biology

Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex

内侧内嗅皮层中的轴突突触分配

Helene Schmidt, Moritz Helmstaedter, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature24005.html

图片来源：reliawire.com

（导读阿金）大脑皮层神经连接研究对单个突触前轴突树的突触结构尚不清楚。本研究使用三维电子显微镜密度重建研究了大鼠内侧内嗅皮层局部突触前轴突的突触组织，对轴突突触分配和连接性进行了分析。模拟实验显示了这种高精度的环路是如何调控内侧内嗅皮层中同步活动传递的。

Abstract

Ascorbate regulates haematopoietic stem cell function and leukaemo-genesis

抗坏血酸盐可调节造血干细胞的功能并干预白血病进程

Sean J. Morrison, Michalis Agathocleous,et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23876.html

（导读榴莲君）本研究发现生理状态下造血干细胞（HSCs）中富含抗坏血酸盐，且浓度随着细胞分化而逐渐降低。低浓度的抗坏血酸盐可通过或不通过 Tet2 途径来提高造血干细胞的分化能力，并可加快白血病的进程。表明适量增加饮食中维生素 C 的摄入或会减缓肿瘤的进程。

Abstract

Reversing behavioural abnormalities in mice exposed to maternal inflammation

逆转由母体炎症导致的后代小鼠行为异常

Jun R. Huh, Gloria B. Choi, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23909.html

（导读郭怿暄）孕期病毒感染与神经发育疾病发生频率上升有关。本研究发现在母体免疫激活（MIA）的小鼠后代中出现的皮质异常集中在大脑的异颗粒区初级躯体感觉皮质部位。使正常小鼠该区域锥形神经元兴奋可诱导出现 MIA 相关行为表型，抑制神经活性可改善 MIA 小鼠的后代行为。这一工作首次发现了介导这一行为异常神经网络的主要节点。

Abstract

Early trace of life from 3.95 Ga sedimentary rocks in Labrador, Canada

加拿大拉布拉多 39 亿年沉积岩的早期生命痕迹

Tsuyoshi Komiya,Takayuki Tashiro, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature24019.html

（导读刘晓娟）本研究分析了北拉布拉多碎屑变质岩中的有机碳总量、石墨碳同位素（δ¹³Corg）和碳酸盐（δ¹³Ccarb）含量，显示泥质岩 δ¹³Corg 含量比新岩石低，石墨结晶温度和容矿岩变质温度的一致性说明石墨的产生不晚于岩石，δ¹³Corg 含量和变质程度的相关性表明变质导致了 δ¹³Corg 的变化。 δ¹³Ccarb 和 δ¹³Corg 的分异高达 25%，表明最古老的生命要早于 39.5 亿年前。

Abstract

Parental influence on human germline de novo mutations in 1,548 trios from Iceland

1548 名冰岛人中父母对子女自发性遗传突变的影响

Daniel F. Gudbjartsson,Kari Stefansson, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature24018.html

（导读阿金）人类基因突变过程中产生的差异是遗传医学和演化研究的重点对象。本研究团队对冰岛人开展了全基因组序列分析，在 1548 名个体中鉴定出了高质量自发性遗传突变（DNM）并对确定父母来源的突变进行了分析，发现父亲年龄越大，子女的 DNM 发生频率越高，而簇状突变数量增长则更多来自母亲年龄增长的影响。突变的类型也与父母年龄相关。该研究对父母年龄和性别因素在基因突变中的作用有了新的认识。

Abstract

ApoE4 markedly exacerbates tau-mediated neurodegeneration in a mouse model of tauopathy

ApoE4 显著加剧 tau 蛋白病小鼠模型中 tau 介导的神经退化

David M. Holtzman,Yang Shi, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature24016.html

图片来源：sciencedaily.com

（导读陈月欣）APOE4 基因及其蛋白与阿茨海默症的发生有着高度的关联性，但 APOE 基因家族对包括阿茨海默症在内的 tau 蛋白疾病的具体影响还不明确。通过研究 P310S tau 转基因小鼠发现，转入 APOE 家族基因可以显著影响 tau 蛋白在脑中的分布，并提高胶质细胞的炎症水平。其中 APOE4 的影响最为明显。而敲除 APOE 基因则可以起到保护作用。

Abstract

Maternal gut bacteria promote neurodevelopmental abnormalities in mouse offspring

母体肠道细菌诱发小鼠后代的神经发育异常

Gloria B. Choi, Jun R. Huh, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23910.html

图片来源：the-scientist.com

（导读郭思瑶）母体免疫激活（MIA）可诱发子代神经发育紊乱导致的行为异常。科研人员发现 MIA 表型需要母体肠道细菌的参与来促进辅助性 T 细胞 17（TH17）分化。被移植了可诱导 TH17 的肠道菌群的怀孕小鼠更易产生 MIA 相关的异常子代。该发现表明肠道共生细菌具有诱发 TH17 的性质，可能会增加子代神经发育异常的风险。

Abstract

Targeting neuronal activity-regulated neuroligin-3 dependency in high-grade glioma

高级恶性胶质瘤（HGG）治疗中靶向神经元活性调节的依赖性丝氨酸-3（NLGN3）

Michelle Monje, Humsa S. Venkatesh, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature24014.html

（导读阿金）HGG 治疗手段旨在靶向刺激胶质瘤细胞生长的微环境中的神经连接蛋白 NLGN3，目前对其机制尚未清楚。本研究展示了 HGG 的生长依赖微环境中的 NLGN3，鉴定了下游信号通路和潜在的治疗靶点机制。

Abstract

Comparative glycoproteomics of stem cells identifies new players in ricin toxicity

干细胞的比较糖蛋白组学确定了蓖麻毒素毒性的新参与者

Josef M. Penninger, Johannes Stadlmann, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature24015.html

（导读陈月欣）蛋白质的糖基化是最常见的翻译后修饰方法，可以使蛋白质的功能发生改变。我们利用比较蛋白组学发展出一种可以在蛋白组内定位活性糖肽的新方法，并用此方法对干细胞的糖蛋白组进行了研究，发现了一些此前未知的糖基修饰。研究还显示，某些蛋白的岩藻糖化与蓖麻毒素的毒性有关。

Abstract

Epigenetic restriction of extraembryonic lineages mirrors the somatic transition to cancer

胚外组织的表观遗传限制与体细胞到肿瘤的转变相似

Franziska Michor, Alexander Meissner, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23891.html

（导读郭怿暄）哺乳动物中，体细胞 DNA 甲基化景观在胚胎阶段建立完成。但在多种肿瘤中出现异常，其机制尚不明确。本研究通过分析小鼠植入前胚胎分化成上胚层以及胚外外胚层的 DNA 甲基化，发现胚外组织的甲基化景观与多种癌细胞类似。胚外组织采取一种基于 DNA 甲基化的抑制手段作为备选来调节多梳蛋白以配合胚胎各胚层形成，暗示肿瘤发生中发育基因启动子的甲基化可能应用了胚胎发生相似机制。

Abstract

天文

Astronomy

The close environments of accreting massive black holes are shaped by radiative feedback

巨大黑洞的附近的紧密环境是通过辐射反馈形成的

Claudio Ricci,Benny Trakhtenbrot, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23906.html

（导读刘晓娟）宇宙中大部分超大质量黑洞都被大量气体和尘埃所掩盖。研究发现随着黑洞吸积率的增加，掩盖程度会下降，但其中的物理机制难以确定。本研究对硬 X 射线选黑洞进行系统的多波段测量，结果表明尘埃气体的辐射反馈是调节黑洞周围物质分布的主要物理机制。这意味着绝大部分尘埃和气体聚集在黑洞附近，因此，模糊和非模糊黑洞间的差异的主要源于质量标准化的黑洞吸积率。

Abstract

【封面故事】Magnesium isotope evidence that accretional vapour loss shapes planetary compositions

镁同位素表明吸积蒸汽的损失决定行星组成

Remco C. Hin, Christopher D. Coath, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23899.html

图片来源： phys.org

（导读刘晓娟）地球和其他的行星体均存在化学分馏，但目前对行星体的挥发性消耗机制还不清楚。本研究提出了一种解决测量误差的方法，结果表明行星体具有比粒状陨石更重的镁同位素。镁、硅和铁的同位素组成以及地球和其他行星体的主要元素的相对丰度很可能是星球成长过程中大量蒸汽损失的自然结果。

Abstract

其他

【Physics-物理】Maximal Rashba-like spin splitting via kinetic-energy-coupled inversion-symmetry breaking

通过动能耦合反演对称性破缺实现最大化类 Rashba 自旋劈裂

A. P. Mackenzie, P. D. C. King, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23898.html

（导读张奕林）调制和加强固体的反演对称破缺——即让电子分出“上”和“下”——是凝聚态物理和材料科学中的重要目标。本研究展示了实现反演对称性破缺与巡游电子超大耦合的机制，其关键在于动能耦合反演对称性破缺。研究人员借助自旋角分辨光电子发射谱，阐述了这一强反演对称性破缺与自选轨道耦合相结合，可极大地介导类 Rashba 自旋劈裂。这为在氧化物和其他材料中构建自旋结构态提供了可能性，并揭示了在设计异质结时调控界面反演对称性破缺的途径。

Abstract

【Materials-材料】Mimicking biological stress–strain behaviour with synthetic elastomers

用合成人造橡胶模拟生物应力 - 应变行为

Andrey V. Dobrynin, Sergei S. Sheiko, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23673.html

（导读张奕林）在某种人造材料中模仿生物组织，同时保证材料的柔性、弹性与强度符合要求一直是合成化学的难题。本研究介绍了一种指导合成模拟生物材料机械性能的普适方法，该方法精确地将材料的应力-应变曲线体现在无溶剂的刷状或梳状聚合物网络（人造橡胶）中。研究人员利用原型聚（二甲基硅氧烷）人造橡胶，重现了诸如水母、肺部和动脉组织中的应变硬化特性。

Abstract

【Chemistry-化学】SAM-dependent enzyme-catalysed pericyclic reactions in natural product biosynthesis

天然有机合成中 SAM 依赖酶催化的周环反应

Kenji Watanabe, K. N. Houk, Yi Tang, et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v549/n7673/full/nature23882.html

（导读阿金）周环反应是过程中能形成环状过度态的协同反应，目前可催化此类反应的酶的数量不多。本研究报道一种 S-腺苷甲硫氨酸（SAM）依赖的多功能酶 LepI，能催化 Diels–Alder 和杂 Diels–Alder 等一系列环加成反应和 retro-Claisen 重排反应，完成天然产物 Leporin 的生物合成。因此，辅因子 SAM 在酶催化反应中更多的新功能有待进一步发现。

Abstract