本月前十位亮点排名

2017年10月21日 ~ 2017年11月20日

  • 利用分子动力学模拟探测金属塑性极限

    Nature 550 (2017年10月26日)

    封面所示为一张错综复杂的晶格缺陷(位错线)网络,其运动使金属钽在压缩下流动。金属塑性变形的全动态原子模拟对计算要求极高,且通常涉及中尺度近似化。本期,Vasily Bulatov及同事展示了对金属塑性的全动态原子水平模拟,涉及多达2.68亿个原子,每一次这样的模拟会产生大约2艾字节的数据(1艾字节=1018字节)。作者利用该模型研究了体心立方金属钽如何响应超高应变率的变形。他们发现,当达到一定极限条件时,位错便不再能够缓解机械载荷,而另一种变形机制——变形孪晶则成为代替其动态响应的主要模式。他们还发现在这个极限条件以下,金属的流动应力和位错密度达到一个稳定状态,在这种状态下,金属就像一块面团一样可以被无限揉搓。 封面图片:Alexander Stukowski。

    Letter

    doi: 10.1038/nature23472 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/550461a | 全文  | PDF

  • 衰老的信号

    Nature 551 (2017年11月9日)

    我们衰老的速度差异极大。秀丽隐杆线虫同样表现出寿命长短和增龄衰退上的差异。现在,蔡时青及同事表明rgba-1npr-28的多态性导致线虫衰老速度产生变化。rgba-1编码胶质细胞中的神经肽,它们激活神经元中npr-28编码的受体,从而减少SIR-2.1介导的UPRmt激活(可调节衰老)。

    Article

    doi: 10.1038/nature24463 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/551179a | 全文  | PDF

  • 切入二维模式

    Nature 550 (2017年10月26日)

    过渡金属双硫属化合物单分子层展现出的晶体结构及物理性质上的多样性吸引了科学家对这类二维材料的极大兴趣。通过温控或化学手段,可实现在这些结构和性质之间的切换。从应用角度来看,通过电触发实现以上切换尤其具有吸引力。Ying Wang等人实现了这个目标,并在本文中展示了如何应用静电电荷可逆地在两种不同的相之间切换单分子层二碲化钼(MoTe2) 的结构。这项研究为在相变装置中使用这些材料提供了新的可能。

    Letter

    doi: 10.1038/nature24043 | 全文  | PDF

  • 在毫秒尺度上测量细胞质量

    Nature 550 (2017年10月26日)

    本论文报告了一种在培养条件下,以毫秒时间分辨率和微微克质量灵敏度测量粘连细胞质量的方法。这种方法用到一个微悬臂梁,它的一端受光激发而产生微小振动。当一个细胞附着在微悬臂梁的另一端时,它会改变微悬臂梁的有效质量,从而改变其自然共振频率,这些变化被一束红外激光读取。研究人员率先尝试将细胞质量涨落与特定的细胞功能联系起来,比如与ATP合成和水分输运。研究人员利用该技术还发现当细胞被牛痘病毒感染时,细胞生长出现抑制,不过质量涨落一直持续到细胞死亡。

    Letter

    doi: 10.1038/nature24288 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/550465a | 全文  | PDF

  • 中子星碰撞带来的各种发现

    Nature 551 (2017年11月2日)

    本期封面展示的是两颗中子星并合的艺术想象图,中子星并合会产生低亮度“千新星”。2017年8月17日,激光干涉引力波天文台(LIGO)和处女座干涉仪通过引力波观测到这样一个事件——GW170817,大量装置还在该事件中观测到强电磁信号。科学家们因此收集到大量有关伽玛射线暴的信息。在本期《自然》中,6篇论文和1篇新闻与观点文章详细描述了千新星。Iair Arcavi团队、Elena Pian团队和Stephen Smartt团队各自在论文中报告了此次事件产生的光和近红外辐射,证实GW170817确实是千新星。Eleonora Troja及同事报告了双中子星并合产生的X射线辐射,表明对一束高速物质喷流的观测可能离轴。在第5篇论文中,Daniel Kasen及其合作者考察了该千新星事件中生成的重元素,利用最新观测结果帮助改善其预测;他们认为中子星并合产生了宇宙中大部分的重元素。Daniel Holz及多个天文台团队利用千新星独立地重新校准了哈勃常数,所得结果与之前的测定值一致。封面图片:Aurore Simonnet。

    Letter

    doi: 10.1038/nature24303 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/nature24153 | 全文  | PDF

    Letter

    doi: 10.1038/nature24290 | 全文  | PDF

    Letter

    doi: 10.1038/nature24298 | 全文  | PDF

    Letter

    doi: 10.1038/nature24453 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/nature24471 | 全文  | PDF

  • 森林生物多样性受威胁

    Nature 551 (2017年11月9日)

    全球森林片段化正在侵蚀生物多样性和生态系统服务。Marion Pfeifer及同事评估了人为造成的森林片段化对全球森林中1,673种哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物的丰度的影响。他们发现林缘已影响了其中85%的物种丰度(11%的鸟类,30%的爬行动物,41%的两栖动物和57%的哺乳动物),表明林缘地带物种丰度大幅度下降。总体来说,这些发现说明全球超过一半的树林都存在脊椎动物种群被破坏的现象。

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    doi: 10.1038/nature24457 | 全文  | PDF

  • 海洋红藻藻胆体的结构

    Nature 551 (2017年11月2日)

    藻胆体是迄今所知最大的捕光蛋白复合物,分子量为16.8MDa。隋森芳及同事使用单粒子冷冻电镜技术解析了海洋红藻藻胆体的结构,呈现了860个蛋白质组件和2048个发色团——令分子产生颜色的部分。该研究为理解藻胆体如何适应变化的光照条件和能量如何在其中传递奠定了基础。

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    doi: 10.1038/nature24278 | 全文  | PDF

  • 神经配蛋白调控星形胶质细胞形态发生和突触发生

    Nature 551 (2017年11月9日)

    本期封面展现了两个3D打印的小鼠星形胶质细胞模型(橙色和灰色),它们就像是在大脑中那样处于并列位置。已知星形胶质细胞与神经元关系紧密,因此,它们能够在很大程度上影响突触功能。然而,人们仍旧不明确星形胶质细胞通过什么分子机制形成复杂的结构来维持这种关系。在本期《自然》中,Cagla Eroglu和同事表明,对于小鼠而言,一个关键因素是星形胶质细胞有能力表达神经配蛋白,该蛋白属于细胞黏附分子家族,已知对神经元突触产生作用。在星形胶质细胞中,神经配蛋白与神经连接蛋白互作,调节星形胶质细胞的形态发育,进而调节突触密度和功能。团队还发现,当星形胶质细胞未表达神经配蛋白2时,大脑皮层兴奋性突触的形成和功能会受损。考虑到神经配蛋白变异与神经系统疾病(如精神分裂症)有关,研究人员提出星形胶质细胞可能在这类疾病的致病机制中扮演一定角色。封面图片:Katherine King。

    Article

    doi: 10.1038/nature24638 | 全文  | PDF

  • GPCR-G蛋白的互作

    Nature 550 (2017年10月18日)

    G蛋白偶联受体(GPCR)信号传导涉及受体G蛋白的激活以及与G蛋白的互作。这一过程负责调控大多数的细胞功能,膜上GPCR的空间组织调控其活动。然而,GPCR-G蛋白的互作如何在活细胞中产生仍旧未知。在本文中,Davide Calebiro和同事用单分子成像技术分析膜蛋白的运动,表明细胞膜内有一些热点支持GPCR信号传导中心的形成,并促进GPCR与G蛋白耦合。两种肾上腺素能受体的耦合动力学表现出相似的趋势,表明这种趋势具有普遍性。该研究为认识GPCR信号传导的调控提供了新见解。

    Letter

    doi: 10.1038/nature24264 | 全文  | PDF

  • 成纤维细胞剪接因子

    Nature 551 (2017年11月2日)

    Li Qian及同事采用单细胞RNA测序方法研究成纤维细胞重编程为心肌细胞的基础。他们发现在推动对于重编程至关重要的全基因表达变化的初始步骤中,涉及mRNA处理和剪切的因子,尤其是剪接因子Ptbp1,会出现下调。Ptbp1的下调对于细胞获取心脏特异性剪接模式至关重要。研究人员通过这种方法,还识别出了允许诱导的心肌细胞在重编程期间富集的表面标记。

    Letter

    doi: 10.1038/nature24454 | 全文  | PDF