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Nature 一周论文导读

时间: 2019年07月29日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)
审校:小象 小锅 山村水郭 咖喱 紫苏 书牧 制版:阿金 生物学 Biology Comprehensive single-cell transcriptome lineages of a proto-vertebrate 对脊索动物进行全面的单细胞转录组谱系分析 (导读 郭怿暄



审校:小象 小锅 山村水郭 咖喱 紫苏 书牧

制版:阿金


生物学

Biology


Comprehensive single-cell transcriptome lineages of a proto-vertebrate

对脊索动物进行全面的单细胞转录组谱系分析


(导读 郭怿暄)海鞘胚胎作为简单的脊索动物可为颅骨基板、神经嵴细胞等细胞类型的进化起源提供见解。本研究对玻璃海鞘从原肠胚形成到游动蝌蚪的整个发育过程中超过90000个细胞进行单细胞转录组分析,通过单细胞转录组发育轨迹绘制出组成幼虫神经系统41种神经亚型的细胞谱系图谱和基因网络。该数据可用于注解游动蝌蚪的突触组及追踪脊椎动物端脑的进化起源。[论文详细信息]



Somatic mutations and cell identity linked by Genotyping of Transcriptomes

通过转录组的基因分型将体细胞突变和细胞类型联系起来


(导读 郭怿暄)本研究结合基因分型与液滴高通量单细胞RNA测序,开发出转录组基因分型方法(GoT)。运用于ARLR突变的骨髓增生性肿瘤患者的CD34+细胞中,发现具有CALR突变的造血祖细胞在髓系分化中适应度优势上升。CALR突变导致依赖细胞类型的未折叠式蛋白应答,NF-κB通路上调仅发生在未确定分化类型的干细胞中。该结果表明骨髓增生性肿瘤中体细胞突变的转录结果依赖细胞的原始类型。[论文详细信息]



High-dimensional geometry of population responses in visual cortex

视觉皮层中群体反应的高维几何



图片来源:Hindawi


(导读 胡琦琳)本研究分析了清醒小鼠视觉皮层中大量神经元编码自然图像的维数,发现诱发的群体活动是高维的,其相关性所服从的幂律是第n个主成分方差按1/n的比例减小,并在数学上证明,若方差谱衰减的更慢,则群体编码就不会是平滑的,且允许输入的微小变化主导群体活动。研究结果表明,编码的平滑度可能是决定神经群体编码相关性的基本约束。[论文详细信息]



Structure and autoregulation of a P4-ATPase lipid flippase

P4型-ATP脂质翻转酶的结构和自身调控


(导读 阿金)P4-ATPases脂质翻转酶驱动磷脂从胞质或腔内小叶向真核细胞膜的胞质小叶主动转运,但尚不清楚其分子结构以及识别和转运机制。本研究报告P4-ATPases Drs2p–Cdc50p的冷冻电镜结构,分析结果强调了P4-ATPases的特异性,揭示P14p依赖的自动抑制和激活位点,并观察到一个假定的脂质转运通路。[论文详细信息]



Notum produced by Paneth cells attenuates regeneration of aged intestinal epithelium

潘氏细胞产生的Notum减弱衰老小肠上皮细胞的再生


(导读 过泽远)衰老会降低小肠上皮细胞的再生潜能。本研究发现衰老的潘氏细胞中高活性的mTORC1抑制PPAR-α,使得Notum表达上升,抑制维持细胞干性的Wnt信号,从而降低肠道的再生能力。遗传靶定Notum或补充Wnt可恢复衰老肠道类器官功能。药物抑制Notum可增强衰老小鼠干细胞的再生能力,促进化疗所致损伤的恢复。该结果揭示了衰老时干细胞微环境的作用,靶定Notum可促进衰老组织再生。[论文详细信息]



Distinct modes of mitochondrial metabolism uncouple T cell differentiation and function

线粒体代谢的不同模式区分T细胞分化和功能


(导读 过泽远)本研究发现线粒体不同代谢模式支持小鼠辅助性T细胞(TH1)的分化和效应功能。三羧酸循环是终末效应功能所必需的,琥珀酸脱氢酶(复合物II)活性抑制TH1细胞增殖和组蛋白乙酰化。而电子转移链的复合物I,苹果酸-天冬氨酸穿梭和线粒体柠檬酸盐输出对辅助性T细胞增殖非常重要,且后两者促进组蛋白乙酰化,并特异性调控与T细胞激活相关基因表达。[论文详细信息]



FOXA1 mutations alter pioneering activity, differentiation and prostate cancer phenotypes

FOXA1突变改变先导活性,分化和前列腺癌表型 


(导读 过泽远)前列腺癌中有一类具有FOXA1突变但功能尚不明确。本研究发现FOXA1具有Wing2和R219两个突变热点。前者在腺癌各个阶段都能检测到,后者在具有神经内分泌组织学特征的转移性肿瘤中富集。ATAC-seq显示FOXA1突变导致突变特异的染色质开放,暴露FOXA1结合位点,基因表达上升。FOXA1突变改变了其先导功能,扰乱正常腔上皮分化,为癌症进展中的种系可塑性提供支持。 [相关报道:Nature:FOX转录因子突变方式诠释前列腺癌治疗新靶点]



Distinct structural classes of activating FOXA1 alterations in advanced prostate cancer

晚期前列腺癌中激活性FOXA1改变的不同结构分类


(导读 过泽远)先导转录因子FOXA1在癌症发展中的作用尚不明确。本研究收集了1546例前列腺癌病例,发现FOXA1改变具有三个结构类别,在临床发病率和遗传方面存在差异,总体患病率为35%。本研究再次证实了FOXA1在介导雄激素受体驱动的肿瘤发生中的核心作用,并解析了FOXA1促进前列腺癌的发生和/或转移的机制,为理解其他激素受体驱动的癌症和指导治疗提供参考。[相关报道:Nature背靠背 | FOXA1突变与前列腺癌发展的调控机制]



scSLAM-seq reveals core features of transcription dynamics in single cells

scSLAM-seq揭示单细胞转录动态变化的核心特征


(导读 郭怿暄)本研究结合代谢RNA标记、生化核苷酸转化和单细胞测序开发出scSLAM-seq方法,可识别单细胞中的新老RNA,从而记录单细胞中数千个基因的转录活性。将其用于记录小鼠成纤维细胞感染裂解性巨细胞病毒过程,从基因表达层面上揭示了不同细胞状态和感染剂量下细胞对感染产生差异性反应的原因。[论文详细信息]



m6A enhances the phase separation potential of mRNA

m6A 增强 mRNA 的相分离潜能 


(导读 郭怿暄)mRNA m6A 修饰功能尚不明确。本研究发现带有多个m6A修饰的mRNAs可以结合 m6A 结合蛋白YTHDF1/2/3,YTHDF蛋白的低复杂性结构域发生并置,从而导致液-液相分离。mRNA-YTHDF复合物进而分散到P小体等不同的相分离结构中,而m6A-mRNA的稳定性和翻译水平受到分区特异性的调节。该结果表明m6A-mRNA的细胞属性受到液-液相分离的调控。 [相关报道:Nature热点 | m6A修饰促进蛋白相分离]



Structure and assembly of the mitochondrial membrane remodelling GTPase Mgm1

线粒体膜重构GTP酶Mgm1的结构和组装


(导读 阿金)线粒体在融合和分裂间保持平衡。真菌中的Mgm1和动物体内的OPA1在内膜融合中发挥重要作用,同时也维持线粒体嵴结构。本研究解析了嗜热毛壳菌Mgm1的晶体和冷冻电镜结构,并结合生化和细胞实验表明Mgm1柄介导弯曲的四聚体组装成螺旋细丝。这些结果解释了Mgm1和OPA1动态重构线粒体内膜的方式。 [论文详细信息]


物理学

Physics


 A two-qubit gate between phosphorus donor electrons in silicon

硅中磷施主电子间的双量子比特门


图片来源:ScienceDaily


(导读 阿金)硅原子形成的电子自旋量子比特拥用数十毫伏轨道能量和弱自旋-轨道耦合。其高保真相干控制已被证实,但内量子比特耦合尚未实现。本研究使用一组完整基态保真度约为94%的独立单次自旋读出,实现了在硅中磷施主电子自旋量子比特之间的快速双量子比特交换门,从而提供了实现并表征基于硅施主量子比特的多量子比特量子电路的方法。[论文详细信息]



Giant thermal Hall conductivity in the pseudogap phase of cuprate superconductors

铜氧化物超导体赝能隙相中的巨大热霍尔电导率


(导读 阿金)铜氧化物的赝能隙属性始终是难解之迷。本研究报告了对四种不同铜氧化物正常态的热霍尔电导率的测量,所测得的巨大负kxy信号是赝能隙相的属性,同时也是莫特绝缘体在p ≈ 0时的属性。该观测结果类似于具有自旋液态绝缘体的热霍尔电导率,指向铜氧化物赝能隙相中存在具有自旋手性的中性激发态。[论文详细信息]


其他


【Robotics-机器人】Designing minimal and scalable insect-inspired multi-locomotion millirobots

设计小型可伸缩的昆虫启发的多运动模式微型机器人


 (导读 刘奇)模仿的小规模内昆虫生物力学,并使其能的扩展到群体组合的机器人系统是一个关键性挑战。本研究展示了一个启发于大齿猛蚁的自主多运动模式昆虫大小的机器人,其运动机构紧凑,功率可调,五种步态可选择性切换,群组可协同操作。这款10克手掌大小的最小最轻的自给式多运动机器人由机械层、材料层和电子层集合成的准二维超材料夹层结构折叠而成。[论文详细信息]



【Chemistry-化学】Holistic prediction of enantioselectivity in asymmetric catalysis

不对称催化中对映选择性的整体预测


(导读 刘奇)合成化学的重要目标之一是使化学观察结果能从一个反应定量地迁移到另一个反应。本研究提出了一个整体性数据驱动的工作流,用于推导一组反应的统计模型,使用对映选择性数据集作为验证集。模型揭示了传递不对称诱导的一般相互作用,定量地将信息传递给新的反应组分。这项技术创造了将综合反应分析转化为多化学空间、简化催化剂和反应发展的机会。[论文详细信息]



【Materials-材料】 Living annulative π-extension polymerization for graphene nanoribbon synthesis

实现石墨烯碳纳米带合成的活性环状π延伸聚合技术


(导读 阿金)石墨烯纳米带(GNRs)的属性极大依赖宽度、长度和边缘结构。本研究描述一种活性APEX聚合技术,实现快速模块化合成GNRs,同时可调控其宽度、长度和边缘结构。该方法提供一种实现直接C-H芳烃化聚合和阶梯状聚合的类型,即激活多环芳烃的两个C-H键,在每条链增长阶段构建一个融合芳烃环。[论文详细信息]



【Geoscience-地球科学】Correcting datasets leads to more homogeneous early-twentieth-century sea surface warming

校正数据集得到二十世纪早期的海面变暖更加均匀


图片来源:Pixabay


(导读 刘奇)现有海面温度(SST)估计表明,二十世纪初北大西洋和东北太平洋升温两倍于全球平均值,而西北太平洋降低了了全球的平均值,但此SST估计值须对可观的偏差进行修正。研究通过系统比较不同测量组记录,表明修正后的数据与附近的陆地温度关联性更好,变暖模式更均匀,强调历史SST记录存在物理和社会因素,并表明可进一步提高历史SST记录准确性。[论文详细信息]