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2017年8月26日 ~ 2017年9月25日

  • 緩解非人類靈長類動物的帕金森病

    Nature 548 (2017年8月31日)

    通過將多能幹細胞源多巴胺能(DA)神經元植入帕金森病患者體內,恢復病人的神經功能,是再生醫學的一個長期目標。高橋淳及同事利用靈長類動物模型開展了一項臨床前研究,他們將人誘導多能幹細胞源DA祖細胞植入帕金森病猴模型中,發現它們能夠在受體腦內長期存活,並且發揮著中腦DA神經元的功能。這些植入的細胞恢復了模型猴的一系列運動,且至少在兩年時間裡未觀察到腫瘤形成。

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    doi: 10.1038/nature23664 | 全文  | PDF

  • 機器學習加速對強引力透鏡的分析

    Nature 548 (2017年8月31日)

    強引力透鏡在研究高紅移宇宙中非常有用,但是確定透鏡模型是耗時耗力的工作,需要由瞭解該物理過程的專家來完成。預計未來將發現成千上萬有待分析的新透鏡。Yashar Hezaveh及同事表明,深度人工神經網路通過機器學習,能夠在維持一定準確度的情況下將確定透鏡模型的速度提高1000萬倍。非專家人士也能操作這個軟體,從而使更多的研究者能夠分析未來將大量產生的透鏡資料。

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    doi: 10.1038/nature23463 | 全文  | PDF

  • 火山活動產生的碳導致古代氣候變暖

    Nature 548 (2017年8月31日)

    古新世-始新世極熱事件是約5600萬年前發生的一起由生態失調導致的地表溫度上升事件。據信在這一事件中,大量的碳被釋放出來,但是這些碳的總量及來源仍舊不明。本論文將一個地球系統模型中的硼同位素與碳同位素資料綜合起來進行分析,發現碳的源頭遠比之前推測的分佈更廣,且大部分的碳釋放可能與北大西洋火成岩區的火山作用相關。該研究還表明有機碳-氣候回饋增強並非推動此事件發生的主要原因,事實上,大量有機物埋於地下導致釋放出來的碳被封存並加速氣候系統恢復。

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    doi: 10.1038/nature23646 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/548531a | 全文  | PDF

  • 調節上皮細胞周轉和器官大小的回饋機制

    Nature 548 (2017年8月31日)

    大多數成熟器官都處在持續更新的狀態中,衰老的細胞不斷被幹細胞後代取代。為了讓器官大小保持不變,細胞的產生和消亡應保持嚴格的平衡狀態,但是科學家並不清楚這種控制是如何實現的。在本期《自然》中,Lucy Erin O’Brien及同事發現,細胞更新過程中細胞之間的局部交流能產生組織層面的平衡,從而保持器官大小不變。通過研究果蠅(Drosophila)的腸道(如封面所示),O’Brien和她的團隊揭示了一種回饋機制:衰老的腸上皮細胞死亡阻斷幹細胞分化。在健康的腸上皮細胞中,上皮細胞鈣粘蛋白通過抑制表皮生長因數(EGF)啟動蛋白酶Rhomboid來阻止EGF的分泌。在腸上皮細胞經歷正常死亡時,損失上皮細胞鈣粘蛋白會觸發對Rhomboid的誘導,從而啟動附近幹細胞上的EGF受體,引起細胞替代。通過將細胞替代限制在所需的準確時間和位置,該機制保證了組織層面的平衡。封面圖片:Lucy Erin O’Brien與Jackson Liang。

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    doi: 10.1038/nature23678 | 全文  | PDF

  • 肝激酶有利於調節性T細胞保持健康

    Nature 548 (2017年8月31日)

    免疫細胞分化和啟動與細胞代謝有關。調節性T細胞(Treg細胞)在調節免疫耐受和自穩態方面發揮著重要作用,而遲洪波及同事在本研究中描述了腫瘤抑制基因肝激酶B1(LKB1)在調節Treg細胞代謝和功能方面的作用。研究表明,由於β-連環蛋白上調異常,進而出現PD-1過度表達且相關Treg細胞出現功能性耗竭,使得小鼠發生致命的炎症性疾病,而阻斷PD-1能夠恢復LKB1功能缺陷Treg細胞的抑制能力。

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    doi: 10.1038/nature23665 | 全文  | PDF

  • 量子通信安全

    Nature 549 (2017年9月7日)

    量子物理定律催生了超安全密碼學和量子通信協定。然而,這些協議必須與衛星協作才能在全球網路中發揮功能。將現存協議擴展至如此長的距離是一項巨大的實驗挑戰。潘建偉領導的研究小組在本期《自然》期刊上發表了兩篇論文,他們利用低軌衛星“墨子號”,向建立全球量子網路又邁進了一步。作者實現了距離達1,200千米的星地量子金鑰分發——量子密碼系統不可或缺的組成部分,且成碼率達千赫茲。另外,還報告了距離達1,400千米的單光子量子比特隱形傳態。量子隱形傳態是將一個量子物體的確切狀態從一個地方轉移到另一個地方,卻不移動物體本身,它是許多量子通信協議的核心過程。這兩個實驗表明“墨子號”或將成為全球量子網路的首個成員。

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    doi: 10.1038/nature23655 | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/549041a | 全文  | PDF

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    doi: 10.1038/nature23675 | 全文  | PDF

  • 微生物類比人類信號傳導

    Nature 549 (2017年9月7日)

    人們愈來愈認識到微生物群所產生的代謝物對人體生理具有潛在作用和影響。Sean Brady及同事報告稱,腸道細菌產生的N-醯基醯胺可與宿主的GPCR受體互作。他們利用小鼠和細胞進行試驗,發現這些細菌代謝物的作用與GPR119激動劑類似,且可能可以調控小鼠的代謝激素和糖穩態。這些發現表明來自微生物群的配體能夠模仿真核生物的信號傳導分子,這種擬態或可用于未來的干預治療。

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    doi: 10.1038/nature23874 | 全文  | PDF

  • 海島生物地理學

    Nature 549 (2017年9月7日)

    本期封面所示為馬丁瓦斯群島,屬於距巴西東海岸約1170千米的特林達迪和馬丁瓦斯群島。這些火山島是Hudson Pinheiro及同事的重點研究物件,他們致力於探索該群島近海水域岩礁魚的演化史。島嶼生物地理學家往往專注於島嶼上的陸生棲息者,以及海平面變化、動植物入侵和特有生物體分佈如何影響生物多樣性。而生活在島嶼附近水域的海洋生物則沒有吸引太多注意。Pinheiro及其團隊對岩礁魚的研究有助於人們更好地瞭解塑造島嶼水生環境的過程。研究人員發現海平面的變化促進了海洋物種形成,但是由於魚類比陸地生物能更好地擴散,因此大量外來物種的湧入促進了生物多樣性的提升。因此,作者總結表示島嶼地理、地質歷史和海平面變化影響海洋生物擴散的方式與影響陸地生物的方式不同。封面圖片:João Luiz Gasparini。

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    doi: 10.1038/nature23680 | 全文  | PDF

  • 野生生物多樣性的益處

    Nature 549 (2017年9月14日)

    在實驗研究中,生物多樣性能提高生態系統的生產力和穩定性,但是這種關係是否在自然條件下的真實生態系統中成立並不確定。Emmett Duffy和Bradley Cardinale表明生物多樣性能提高陸地和水域生態系統及分類群的生產力。生物多樣性對生物量的積極影響比實驗環境下的更明顯,而且與其它已知的生態系統生產力驅動因素不相上下,甚至更大。這些發現證實了生物多樣性對維持全球生態系統生產力的重要性,作者呼籲人們在制定全球政策時將這一點考慮在內。

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    doi: 10.1038/nature23886 | 全文  | PDF

  • 移植瘤檔案館

    Nature 549 (2017年9月7日)

    在現實中,一直缺乏可以指示病人對療法敏感性的預測性生物標記,不過兒童實體瘤的臨床前模型或可以説明鑒定它們。在過去5年裡,作者建立了一個包含12種兒童腫瘤原位異種移植瘤的開放獲取庫。基因組和表觀遺傳表徵結果表明,移植瘤會保留原始腫瘤的特徵。因此,醫學界或許能借助一種高通量藥物篩選,鑒定出潛在有效的藥物組合。

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    doi: 10.1038/nature23647 | 全文  | PDF

    News & Views

    doi: 10.1038/nature23545 | 全文  | PDF