Nature 一周论文导读 | 2018 年 1 月 10 日

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Nature 一周论文导读 | 2018 年 1 月 10 日

2019 年 1 月 20 日 科研圈

审校：小象棒冰小锅书牧小勺咖喱紫苏

制版：阿金

生物学

Biology

Thermal stress induces glycolytic beige fat formation via a myogenic state

热应激通过肌源性状态诱导糖酵解米色脂肪形成

Yong Chen, Shingo Kajimura, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0801-z

（导读过泽远）寒冷环境下，动物脂肪组织中会生成米色脂肪细胞。本研究报告一种特别的“糖酵解米色脂肪”，与通常米色脂肪不同，它的细胞发育起源和调控机制都不同，并展现出更强的葡萄糖氧化能力。研究者还鉴定出了祖细胞经肌源性中间状态分化为糖酵解米色脂肪细胞过程中的调控因子，揭示了一种非典型的细胞可塑性适应机制。

Abstract

De novo design of potent and selective mimics of IL-2 and IL-15

从头设计IL-2和IL-15的有效选择性模拟物

Daniel-Adriano Silva, K. Christopher Garcia, David Baker, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0830-7

（导读王思菲）本研究描述利用电脑方法从头设计可重现天然细胞因子结合位点的蛋白质，但与其氨基酸序列及拓扑结构无关。使用此策略设计白介素-2（IL-2）的模拟物，选择性和IL-2受体βγc（IL-2R βγc）结合，但不和IL-2R（CD25）或IL-15R（CD215）结合。此高稳定性分子和IL-2R βγc的结合亲和力高于天然IL-2。经优化的Neoleukin-2/15（Neo-2/15）对黑色素瘤及结肠癌小鼠模型的治疗效果优于IL-2，毒性低且免疫原性极低。本策略可应用于设计出色的治疗用信号蛋白。

Abstract

Structural basis of Notch recognition by human γ-secretase

人源γ-分泌酶识别底物Notch的结构基础

杨光辉, 周瑞, 施一公（清华大学）等

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0813-8

图片来源：nature.com

（导读阿金）γ-分泌酶异常切割底物Notch会导致几种类型的癌症，但是其识别机制尚不清楚。本研究报道了分辨率达到2.7埃的结合Notch的人体γ-分泌酶冷冻电镜结构。PS1的三个跨膜结构域包围住Notch的跨膜螺旋，而Notch片段的羧基末端β链形成β-sheet结构。PS1在底物结合时发生构象重排。这些特征揭示了Notch识别的结构基础，对与理解 γ-分泌酶招募淀粉样蛋白前体具有重大意义。

Abstract

Genomic insights into the 2016–2017 cholera epidemic in Yemen

对也门2016 -2017年霍乱流行的基因组学解析

François-Xavier Weill, Daryl Domman, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0818-3

（导读陈月欣）也门正经历着近代史上最大规模的霍乱流行。本研究对来自也门及邻近地区的霍乱弧菌进行测序，结合来自第七次霍乱大流行收集到的样本进行系统发生学分析。发现也门两波流行的霍乱弧菌均来自第七次大流行霍乱弧菌O1 El Tor（7PET）谱系的单个亚系。这一亚系源自南亚，此前曾导致非洲东部的爆发。这种弧菌对治疗霍乱的多种抗生素和多粘菌素B敏感。

Abstract

Neoantigen vaccine generates intratumoral T cell responses in phase Ib glioblastoma trial

新抗原疫苗在胶质母细胞瘤Ib期临床试验中产生肿瘤内T细胞应答

Derin B. Keskin, David A. Reardon, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0792-9

（导读郭怿暄）来源于肿瘤特异编码蛋白突变的新抗原可产生强烈免疫应答并促进肿瘤排除。本研究对处于临床试验I/Ib期接受了手术肿瘤切除和放疗的新确诊胶质母细胞瘤患者接种个性化新抗原多重表位靶向疫苗，发现未接受地塞米松的患者产生新抗原特异的多功能CD4和CD8阳性T细胞应答，以记忆功能表型为主，肿瘤浸润T细胞增多。新抗原特异T细胞可从外周血迁移至颅内胶质母细胞瘤内，表明该疫苗可改变肿瘤的免疫环境。

Abstract

Actively personalized vaccination trial for newly diagnosed glioblastoma

针对新诊断的胶质母细胞瘤进行积极个性化的疫苗接种试验

Norbert Hilf, Wolfgang Wick, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0810-y

（导读郭怿暄）胶质母细胞瘤突变负荷低且免疫细胞肿瘤浸润有限，使其不适合常规检查点抑制剂治疗。本研究对参与GAPVAC-101临床I期试验的15名HLA-A*02:01或HLA-A*24:02胶质母细胞瘤初诊患者进行个性化疫苗治疗，包括来源于非突变抗原文库的APVAC1疫苗以及主要对抗新抗原表位的APVAC2疫苗。研究发现APVAC1抗原可促进中央记忆CD8阳性T细胞持续应答，APVAC2优势诱导针对新抗原表位的Th1 CD4阳性辅助T细胞应答。

Abstract

Brain regulatory T cells suppress astrogliosis and potentiate neurological recovery

大脑调节性T细胞抑制星状胶质细胞增生并加强神经恢复

Minako Ito, Akihiko Yoshimura, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0824-5

（导读王思菲）大脑正常状态下调节性T细胞（Treg）很少，其特征和功能仍不明。本研究发现缺血性脑卒中的小鼠大脑内有Treg积聚，该细胞表达一些神经系统特有基因如5-羟色胺受体的Htr7，其增殖依赖IL-2，IL-33，5-HT及T细胞受体识别，趋化因子CCL1和CCL20驱动其大脑浸润。大脑Treg细胞可产生双向调节蛋白抑制具神经毒性的星形胶质细胞增生。提示Treg可为脑中卒和其他神经炎症疾病的神经元提供保护。

Abstract

Genomic encoding of transcriptional burst kinetics

转录爆发动力学的基因组编码

Anton J. M. Larsson, Rickard Sandberg, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0836-1

（导读郭怿暄）哺乳动物基因表达是随机的，导致每个等位基因出现不连续的RNA分子爆发，顺式调控序列如何编码转录爆发机制尚不清楚。本研究利用等位基因敏感的单细胞RNA测序对小鼠和人类内源性基因的全基因组范围爆发频率和大小进行表征，发现核心启动子决定爆发大小，TATA和启始子元件之间协同作用。增强子则控制爆发频率，细胞类型特异的基因表达主要通过改变爆发频率完成。

Abstract

天文学

Astronomy

【封面故事】The corona contracts in a black-hole transient

日冕在瞬态黑洞中收缩

E. Kara, J. F. Steiner, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0803-x

图片来源：ScienceDaily

（导读胡琦琳）恒星质量黑洞周围吸积流的几何形状可以在几天或几个月的时间尺度上发生变化，但这是如何产生的仍有许多争议。本研究报告了MAXI J1820+070黑洞暂现源的观测结果，并发现日冕和辐射吸积盘间的反射滞后在一周内缩短了一个数量级，而铁K线的宽度值仍旧非常稳定。这就意味着是日冕收缩了，而不是吸积盘的大小发生变化。

Abstract

Core crystallization and pile-up in the cooling sequence of evolving white dwarfs

演化的白矮星在冷却过程中的核心结晶和堆积

Pier-Emmanuel Tremblay, Gilles Fontaine, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0791-x

（导读阿金）理论预测白矮星冷却过程中会发生一级相变，导致核心内非简并碳和氧离子的结晶，并释放大量的潜热从而延迟冷却过程，但尚无直接的观测证据。本研究借助盖亚卫星收集的可见光和视差数据，报道了距太阳100秒差距内正在演化的白矮星在冷却过程中存在的堆积现象，表明结晶核心中元素沉积释放的重力能量进一步缓解冷却过程。该结果有助于提高根据白矮星确定恒星群年龄的方法的准确性。

Abstract

A warped disk around an infant protostar

新生原恒星周围的翘曲盘

Nami Sakai, Tomoyuki Hanawa, Yichen Zhang, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0819-2

（导读阿金）近期的系外行星研究显示行星的轨道平面并非总是对齐，原因是巨行星和（或）伴星的引力散射，或星系团环境中的飞掠影响。本研究报道了距离原恒星L1527核心137秒差距的新生嵌入式原恒星IRAS 04368+2557的毫米波尘埃连续观测，发现其尘埃盘内外有略微不同的轨道平面，研究人员认为是旋转支撑的翘曲盘，来源于不同旋转轴的气体各向异性吸积，或者旋转轴与磁场方向的错位失调。

Abstract

地球科学

Geoscience

Sound velocity of CaSiO3 perovskite suggests the presence of basaltic crust in the Earth’s lower mantle

CaSiO3钙钛矿的声速表明地球下地幔中存在玄武岩壳

Steeve Gréaux, Tetsuo Irifune, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0816-5

（导读王嘉媛）硅酸钙（CaSiO3）钙钛矿（CaPv）产生在地幔和俯冲洋壳中大约深于560公里处。本研究通过烧结多晶样品报告原位X射线衍射和超声干涉进行声速测量，发现CaPv的剪切模量为126±1千兆帕斯卡，表明在最下层地面的玄武地壳的积累，并在超深源天然钻石发现了CaPv。上述结果有助于理解深部地幔中俯冲地壳物质的存在和行为。

Abstract

The global distribution and trajectory of tidal flats

潮滩的全球分布和命运

Nicholas J. Murray, Stuart R. Phinn, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0805-8

（导读阿金）全球海岸线周围人口的持续增减引发了沿海生态系统的大面积丧失、退化和破碎化。本研究分析了超过70万张卫星成像，描绘了33年间（1984-2006）全球潮滩范围和变化情况，发现这期间潮滩丧失率大约16.02%，发展导致的海岸线退化、主要河流的泥沙输送的减少、河流三角洲的下、海岸线侵蚀以及海平面上升给滩涂生态系统带来负面影响。

Abstract

U–Pb-dated flowstones restrict South African early hominin record to dry climate phases

流石的U-Pb年代测定将南非早期人类记录限制在干燥气候阶段

Robyn Pickering, Andy I. R. Herries, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0711-0

（导读阿金）南非“人类摇篮”保存了丰富的古人类化石，但是其年代长久存在争议。本研究利用核密度估测，联合29个铀-铅（U-Pb）年代区分流石生长的单个间隔，流石生长期水份供应增加，植被覆盖更广，而人类以及其他化石主要出现在中间间隔的干旱阶段。该结果为了解当地和整个非洲气候变化提供重要视角。

Abstract

物理学

Physics

Electromagnetic and gravitational responses of photonic Landau levels

光子朗道能级的电磁和重力响应

Nathan Schine, Michelle Chalupnik, Jonathan Simon,et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0817-4

图片来源：edX

（导读阿金）拓扑学由于量子霍尔效应和拓扑绝缘体的出现，已成为凝聚态物理学的研究热点。本研究通过块状材料的局部电磁和重力响应，测量一种量子霍尔材料的三个拓扑不变量——曲率空间中的光子朗道能级。发现增加磁长度会探测到不变量收敛至其全局量值，符合仅当样本足够大时可区分系统的体块和边缘这一直觉假设。该工作将有助于精确表征光子流体中的拓扑物质。

Abstract

The ultrafast Einstein–de Haas effect

超快爱因斯坦-德哈斯效应

C. Dornes, Y. Acremann, S. L. Johnson, et al.

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0822-7

（导读胡琦琳）超快退磁的微观机制一直备受争议，角动量在飞秒级时间尺度上的去向问题悬而未决。研究人员利用飞秒时间分辨X射线衍射，表明自旋系统在激光诱导下的铁磁体退磁过程中消失的角动量，大部分在亚皮秒级时间尺度上传递到晶格，并发射横向应变波从表面传播到块体内。研究结果表明晶格间的相互作用在超快退磁过程起着重要作用。

Abstract