本月前十位亮点排名

2017年4月26日 ~ 2017年5月26日

  • 大脑类器官的启示

    Nature 545 (2017年5月4日)

    人脑的三维细胞模型(或称类器官)使得对大脑发育和疾病的体外研究成为可能。但人们仍不明确类器官究竟生成了哪些细胞,以及在多大程度上再造了大脑的复杂性。为了深入研究源自多能干细胞的人类大脑类器官细胞的性质,Paola Arlotta及同事对发育阶段在3到9个月及9个月以上的细胞进行了基于液滴的单细胞表达分析,这些细胞分离自30余个人脑类器官。他们识别出了种类繁多的神经元和祖细胞,并发现较为成熟的类器官形成了树突棘,以及可响应光刺激的具自发活动的神经元网络。作者指出,类器官或有助于研究利用生理感觉机制的脑回路功能。

    Article

    doi: 10.1038/nature22047 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/545039a | 全文  | PDF

  • 大麦参照基因组

    Nature 544 (2017年4月27日)

    大麦大约于1万年前被驯化,自农业诞生以来一直是一种关键作物。在本期《自然》中,国际大麦基因组测序联盟(IBSC)的Nils Stein及同事报告了对这种重要谷物参照基因组的测序和组装。作者将细菌人工染色体的分层霰弹枪定序、纳米通道阵列基因组作图、染色体尺度支架组装和染色体构象捕获结合起来,生成了大麦(Hordeum vulgare L.)的基因组。这是对小麦族基因组中心体周围区域的首次全面、完全有序的组装,结果表明大麦的7条染色体各分为3个隔间。作者还对96个优异的欧洲春大麦和冬大麦品系的外显子组进行了测序,并研究了它们的遗传多样性,凸显了这一序列对谷类基因组学和育种项目的实用潜力。

    Article

    doi: 10.1038/nature22043 | 全文  | PDF

  • 分析全球变暖间歇期

    Nature 545 (2017年5月4日)

    在与1998年厄尔尼诺事件相关的全球平均气温飙升后,气候变暖幅度出现了数年的下降,甚至可能略有降温。这一时期被冠以“间歇期”、“暂停期”或“减速期”等名称。根据人们对厄尔尼诺现象和自然气候变率的理解,出现这样的间歇期并不令人意外。然而,在发现变暖减缓后不久,气候模型与观测结果似乎出现了分歧,这使得人们开始质疑气候模型是否缺少了某些重要过程。虽然全球变暖进程自此之后已重新开始,但这段间歇期仍然引发了人们巨大的研究兴趣。Iselin Medhaug及同事综合了文献记载,重新评估了模型和观测证据。他们的分析调和了模型和数据表面上的差异,因此,人们不必修正对气候系统背后物理学原理的理解。该间歇期是一段自然变异插曲。

    Analysis

    doi: 10.1038/nature22315 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/545037a | 全文  | PDF

  • 最强镁合金

    Nature 545 (2017年5月4日)

    本期封面所示为利用透射电子显微镜捕捉到的超强镁合金薄膜的微观结构。这种合金由双相纳米结构造就,强度接近理论极限。纳米构筑晶态金属合金能得到高强度的材料,但随着应变的增强,这种材料往往会软化。吕坚及其团队将纳米晶体与单相非晶态金属玻璃的优势结合起来,制备出了一种双相材料——MgCu2纳米晶粒(直径6 nm)包裹在非晶态玻璃壳(厚度2 nm)中,得到迄今为止强度最大的镁合金薄膜。封面图片:香港城市大学Susanna Siu和吴戈。

    Letter

    doi: 10.1038/nature21691 | 全文  | PDF

  • 冰川的供水价值

    Nature 545 (2017年5月11日)

    人们一般将冰川视为一种有价值、但并非不可或缺的水源,但Hamish Pritchard在本文中表明冰川是亚洲许多高山区域的关键水源。虽然相关数据(比如山区降水)存在难以量化的不确定因素,但作者的发现表明,咸海和印度河流域等地区在干旱年份主要依靠冰川水供水。这些地区的人口总计超过3.6亿。气候变暖可能会导致冰川流失扩大,从而加重已经严重承压的系统内的水资源压力。

    Article

    doi: 10.1038/nature22062 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/545161a | 全文  | PDF

  • 极端弥散析出造就超强钢

    Nature 544 (2017年4月27日)

    超高强度的可塑钢铁是汽车和能源等行业中的重要材料。马氏体时效钢是其中一类重要的原料,它们是通过半共格析出的金属间化合物析出物获得强度的。本文呈现的马氏体时效钢用价廉质轻的铝完全代替了昂贵的钴和钛合金元素,在钢材中生成了高密度、晶格失配应变极小的析出物,获得了杰出的性能组合——强度高达2.2GPa,可塑性约为8.2%。该材料的制备使用了一系列高分辨率技术,包括原子探针层析、HAADF STEM和同步辐射X射线衍射。

    Letter

    doi: 10.1038/nature22032 | 全文  | PDF

  • 一种染色质重塑因子的结构

    Nature 544 (2017年4月27日)

    染色质重塑因子是解旋酶样ATP依赖酶,它们会改变染色质结构和核小体位置,使调节蛋白得以与DNA结合。陈柱成及同事报告了与核小体结合的芽殖酵母染色质重塑因子Snf2的冷冻电镜显微结构,并提出了Snf2驱动DNA移位的机制。该染色质重塑因子主要利用解旋酶模序与核小体相互作用,沿DNA小沟区与磷酸骨架结合。Snf2内的大部分DNA结合元素在其它重塑酶家族中都是保守的,表明这种核小体交互模式具有普遍性。

    Article

    doi: 10.1038/nature22036 | 全文  | PDF

  • 微生物组驱动引起脑海绵状血管瘤

    Nature 545 (2017年5月18日)

    脑海绵状血管瘤(CCM)是一种血管系统畸形,主要见于脑部,可导致出血性中风和癫痫发作。脑海绵状血管瘤是脑内皮细胞中一种复合体的组成发生功能丧失性突变引起的,该复合体是 MEKK3–KLF2/4信号传导和Rho/ROCK信号传导的负调控因子。Mark Kahn及同事识别出了在脑内皮细胞中激活这一通路的上游调控因子。他们发现,肠道细菌产生的脂多糖能通过激活内皮细胞上的TLR4,加快脑海绵状血管瘤形成。作者还进一步表明,在人体中,TLR4 基因或CD14基因(编码其协同受体的基因)的多态性与更高的脑海绵状血管瘤损伤负荷相关。这些发现表明,肠道微生物组和TLR4是脑海绵状血管瘤的重要驱动因素,代表着潜在的治疗靶标。

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    doi: 10.1038/nature22075 | 全文  | PDF

  • 通过染色方式窥视细胞内部

    Nature 544 (2017年4月27日)

    直观观察细胞内的大量不同分子有助于增进我们对于许多重要过程的理解,但现有方法还难以做到这一点。Lu Wei及同事表明,利用电子预共振条件下的受激拉曼散射测量,研究者能以极高的选择性和敏感性成像活细胞内许多不同的染色目标分子。该团队创造了一系列新型染料,这些染料能在细胞静默的拉曼光谱窗口内发出信号,因此易于观察。团队还报告了对活细胞内16种不同染料标记的目标物的成像结果。基于神经元共培养体系和脑组织的概念验证实验进一步突显了这种超多元光学成像方法对于解开复杂生物系统内错综复杂的相互作用的潜力。

    Letter

    doi: 10.1038/nature22051 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/544423a | 全文  | PDF

  • 钙泵晶体揭示蛋白质-磷脂相互作用

    Nature 545 (2017年5月11日)

    本期封面所示为利用X射线溶剂反差调变方法揭示出的钙泵晶体中的脂质双分子层。传统的X射线结晶学方法无法显示出膜磷脂,因此,人们在对膜蛋白进行结构分析时一般不得不假设脂质双分子层不存在。在本期《自然》中,丰岛近(Chikashi Toyoshima)及同事介绍了一种利用溶剂反差调变的结晶学方法,它能将磷脂头基包含在内,这意味着未来的结晶学图像不再必须是不含脂质的了。他们用这种方法描述了钙泵的四种状态,首次揭示了脂质双分子层是如何积极参与钙泵的连续构向转变的。他们定义了一个色氨酸残基带,其作用相当于一个‘膜浮’,让钙泵整体的轴能够在离子转运期间相对于脂质双分子层发生倾斜;而精氨酸残基和赖氨酸残基则相当于‘膜锚’,为螺旋运动提供支撑。封面提供:乘松良行(Yoshiyuki Norimatsu),丰岛近

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    doi: 10.1038/nature22357 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/nature22492 | 全文  | PDF