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Nature 一周论文导读

时间: 2019年05月13日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)



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审校:棒冰 小锅 棒冰 小象 访冬 山村水郭

制版:阿金


生物学

Biology


Self-organization and symmetry breaking in intestinal organoid development

肠类器官发育中的自组织和破坏对称性 


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图片来源:www.fmi.ch


(导读 王思菲)在肠类器官发育过程中,第一个破坏对称性事件至关重要,其产生干细胞龛并形成不对称结构。本研究结合单细胞定量基因组及成像技术归纳从单细胞发育成肠类器官的特征。对称球体的部分细胞中转录因子YAP1暂时激活,启动Notch和DLL1活化进而破坏对称性并形成第一个潘氏细胞。结果显示了单细胞在同一生长环境下具有自我组织能力进而形成复杂多细胞非对称结构的机制。[论文详细信息]



Fatty acid transport protein 2 reprograms neutrophils in cancer

脂肪酸转运蛋白2重编癌症中的中性粒细胞 



(导读 王思菲)多形核髓源性抑制细胞(PMN-MDSCs)与癌症治疗失败及不良临床结果相关。本研究报道小鼠和人的PMN-MDSCs特异性上调脂肪酸转运蛋白2(FATP2)。粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子通过激活STAT5控制PMN-MDSC中FATP2过表达。FATP2介导的抑制活性和花生四烯酸摄取及前列腺素E2的合成相关。FATP2缺失消除PMN-MDSC的抑制功能,而使用FATP2选择性抑制剂减少PMN-MDSC抑制功能,进而延缓癌症进展。[相关报道:《自然》:解除免疫抑制,抑制肿瘤生长,科学家找到了一个“窍门”]



Transposon molecular domestication and the evolution of the RAG recombinase

转座子的分子驯化和RAG重组酶的进化


(导读 郭怿暄)RAG1-RAG2重组酶(RAG)和V(D)J重组可以产生多样化的抗体和T细胞受体,但RAG是如何从早期RAG转座酶进化而来的尚不清楚。本研究解析了文昌鱼ProtoRAG转座酶的冷冻电镜结构,发现两个有颚脊椎动物特异的适应性突变(RAG1 848位精氨酸改变和RAG2酸性区域改变)共同抑制了RAG介导的转座活动,使其进化为重组酶。[论文详细信息]



Synthesis and breakdown of universal metabolic precursors promoted by iron

二价铁诱导通用代谢前体的合成与分解


(导读 陈欣桐)生命体可以高效地使用CO2构建有机分子,再将其重新分解为CO2。本研究构建了由二价铁诱导的纯化学反应体系,将溶液状态下的丙酮酸盐和乙醛酸盐转化为9种生物三羧酸循环中间体(包括全部5个通用代谢前体),这些中间体能够以和生化反应类似的方式分解为CO2。并且,在体系中加入羟胺和金属离子可得到4种生物氨基酸。该体系可能展现了这些核心代谢通路的生命起源前状态。 [论文详细信息]



Oxytocin-dependent reopening of a social reward learning critical period with MDMA

MDMA重新开启催产素依赖的社会奖励学习关键期


(导读 吴娜)在社会奖励学习关键期,神经系统可以根据环境刺激发生重塑,神经系统疾病常关闭关键期。本研究发现对催产素介导的伏隔核突触可塑性(在长期抑郁中发生)进行调控可重启关键期,而单剂量的MDMA(摇头丸主要成分)也可依赖伏隔核中的催产素受体而重启关键期。这些发现对于理解以社交障碍为特征的多种疾病具有重要意义。[论文详细信息]



Phylogenetic evidence for Sino-Tibetan origin in northern China in the Late Neolithic

新石器时代晚期中国北方汉藏语系起源的系统发育证据


图片来源:.nature.com


(导读 吴娜)汉藏语系的发展及起源时间尚存争议。本文运用贝叶斯系统发育方法分析了109种语言的949种词汇,考察了汉藏语系起源两个相互矛盾的假说:“北源假说”和“西南源假说”,推测汉藏语系起源于距今4,200–7,800前,结果与考古记录及农业和语言传播假说相符,为东亚史前人类活动跨学科研究提供了语言基础。

 [相关报道:我们的母语从哪来?复旦学者Nature发文揭示世界第二大语系起源]



Single-cell transcriptomes of the regenerating intestine reveal a revival stem cell

再生小肠的单细胞转录组发现一种复苏干细胞


(导读 吴娜)LGR5+隐窝基底柱状细胞(CBCs)及处于静息期的储备干细胞均参与小肠上皮转化和修复,但该过程中细胞可塑性是否参与尚未知。本研究对再生的小鼠肠道进行单细胞RNA测序分析,发现一种损伤诱导的静息再生干细胞(revSC)。稳态下revSCs clusterin高表达且极罕见,可分化为小肠上皮包括CBC在内的所有主要细胞类型。小肠损伤后revSCs会出现YAP1依赖的瞬时扩增,重建LGR5+ CBC,恢复肠上皮功能。[相关报道:单细胞测序发现一类新的肠道干细胞]



Compartmentalized gut lymph node drainage dictates adaptive immune responses

区室化肠道淋巴结引流决定了适应性免疫反应


(导读MQ)本文提出肠道引流淋巴结(gLNs)根据其引流的肠段具免疫学特异性。不同gLNs中,树突状细胞的基因标签及T细胞极化不同。近端小肠gLN偏耐受而远端小肠gLN偏促炎反应。此差异让疫苗能靶向远端gLN,而结肠感染却能持续诱导十二指肠中调节性T细胞。结果表明gLN的独立引流区可解决耐受性及炎性肠道反应间的矛盾,免疫调节抗原可靶向特定肠段进行治疗。[论文详细信息]



Targeting LIF-mediated paracrine interaction for pancreatic cancer therapy and monitoring

在胰腺癌治疗和监测中靶向LIF介导的旁分泌相互作用


(导读 郭怿暄)胰导管腺癌(PDAC)中胰星状细胞(PSCs)的激活及其与胰肿瘤细胞(PCCs)的相互作用在肿瘤生成和药物抵抗中发挥重要作用。本研究对分泌的疾病介导因子进行系统性蛋白质组分析,发现LIF是激活PSC分泌作用于肿瘤细胞的重要旁分泌因子。药物抑制LIF或遗传敲除Lifr通过调节肿瘤细胞分化和表皮-间充质转换减缓小鼠模型的肿瘤进展,增强化疗药效,延长生存期。[相关报道:Nature丨中美合作发现“癌症之王”治疗的重要靶点与生物标志物]



Mammalian ISWI and SWI/SNF selectively mediate binding of distinct transcription factors

哺乳动物ISWI和SWI / SNF选择性介导不同转录因子的结合


(导读 郭怿暄)哺乳动物中四个染色质重塑复合物家族(SWI/SNF、ISWI、CHD、INO80)如何合作调节核小体的组织结构尚不清楚。本研究在胚胎干细胞中对比了ISWI复合物中ATP酶(SNF2H)与SWI/SNF复合物中ATP酶(BRG1)的功能差异,并发现ATP酶对转录因子的作用具有选择性,不同ATP酶能够调节不同转录因子与基因组的结合。这些结果揭示了ISWI对核小体周期性结构的关键作用,并为SWI/SNF、ISWI的功能差异提供解释。[相关报道:核小体滑动如何影响转录因子与DNA的选择性结合?]



Serotonin transporter–ibogaine complexes illuminate mechanisms of inhibition and transport

解析5-羟色胺转运蛋白-伊博格碱结构揭示抑制和转运机制


(导读MQ)5-羟色胺转运蛋白(SERT)通过调控突出前神经元钠和氯依赖的五羟色胺回收调控神经递质稳态。本研究解析了SERT-与非竞争性转运抑制剂伊博格碱形成复合物向外开放、封闭和向内开放的冷冻电镜结构。在伊博格碱结合在中央结合位点后胞外门控关闭需要TMs 1b和6a的移动,胞内门控打开需要TM1a的移动和TM5的部分解开,从而促进底物和离子的细胞质扩散。该结构揭示了SERT的转运及伊博格碱的抑制机制。[论文详细信息]


物理学

Physics


78Ni revealed as a doubly magic stronghold against nuclear deformation

78Ni揭示了打破核变形的双幻数据点


图片来源:Phys.org


(导读 胡琦琳)在原子核中呈球形的双幻数原子核非常罕见。本研究提供了幻数原子核78Ni的谱学研究,利用手征有效场论的相互作用和准粒子随机相近似的从头计算法,证明了其具有双幻数的性质。结果还表明,相互竞争的变形结构会造成中子幻数和质子幻数的分崩离析。并利用现象学壳层模型计算重现该形态共存,预测了以78Ni为转折点,从球形到变形基态的快速过渡。[论文详细信息]



Evidence of topological superconductivity in planar Josephson junctions

平面约瑟夫森结中拓扑超导的证据


(导读MQ)本文通过测量基于Al/InAs异质结的Josephson结末端的隧穿谱,发现相对于φ= 0,将结偏置到φ≈π,减小了零偏电导峰出现的临界磁场。在有限尺寸的Josephson结中,零能量状态的相位和磁场依赖性与Majorana零模模型一致。除了提供相位调谐拓扑超导性的实验证据外,该实验装置还可用于超导量子电动力学系统,并可扩展到拓扑量子计算所需的复杂外形。[论文详细信息]



Topological superconductivity in a phase-controlled Josephson junction

相控约瑟夫森结中的拓扑超导性


(导读MQ)本文提出了一种用于构筑二维Majorana边界态的实验方法。采用与薄膜Al耦合的HgTe量子阱形成的Josephson结,通过控制横跨结的相位差以及施加面内磁场,能够调节平凡-拓扑超导态之间的转变。通过测量结边缘处的隧穿电导来确定所得超导体的拓扑状态。此工作为在二维系统中实现拓扑超导性、创建和操纵Majorana模及探测拓扑超导相提供了平台。[论文详细信息]



High-temperature bulk metallic glasses developed by combinatorial methods

通过组合方法开发的高温大块金属玻璃 


(导读 刘家甫)目前基于多种元素的金属玻璃已被开发。但玻璃成型部分的理论预测仍具有挑战性。本研究报告含有铱/镍/钽金属玻璃的设计,将其玻璃化转变温度和过冷液体温度区域都进一步增加。该金属玻璃在高温下的展现出强度,适用于铸造小型器件。并通过简化组合方法,识别有意义的合金。该研究提出的方法,为发现其他性能良好的玻璃合金提供可能。[论文详细信息]


其他


【Geoscience-地学】Twentieth-century hydroclimate changes consistent with human influence

二十世纪的水文气候变化与人类活动相关


(导读MQ)由于内部变化和观测记录的简略,阐明人类活动对全球干旱风险的影响颇为困难。本文对取自过去千年树木年轮数据进行干旱指数重建,在20世纪气候模型、观测和重建中发现三个重要阶段,其中上半叶温室气体效应变化确切。多重观测与数据重建确认类活动可能早在二十世纪初就影响了全世界干旱风险。[论文详细信息]



【Astronomy-天文】A nearby neutron-star merger explains the actinide abundances in the early Solar System

临近中子星合并解释早期太阳系中锕系元素丰度


(导读 刘奇)双中子星合并是完全通过快中子俘获(R过程)产生重元素的主要来源。本研究报告了早期太阳系中短半衰期的R过程同位素丰度,指出其源于中子星合并。数值模拟与早期太阳系中仅通过R过程产生的锕系元素丰度比较,将星系产生地的发生率限制在每100万年内发生1-100,与中子星合并率观测估计一致。研究认为临近一次合并事件产生了早期太阳系大量的钚。 [论文详细信息]



【Ecology-生态】Greater vulnerability to warming of marine versus terrestrial ectotherms

全球变暖对海洋生物影响最大


图片来源:Mongabay


(导读 吴娜)海洋和陆生动物都受气候变暖影响,但尚缺乏对它们生理敏感性的比较。本文发现当陆生变温动物拥有避难所时,海洋变温动物实时体温比陆生同类更接近上限,陆地和海洋的最窄热安全区分别位于中维度和赤道。海洋物种绝灭频率更高物种更迭更快,而陆地物种更怕失去避难所,生境破碎化和土地利用方式变化可能导致陆地物种灭绝。[论文详细信息]