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Nature 一周论文导读

时间: 2019年09月30日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)
审校:棒冰 小象 书牧 小勺 访冬 山村水郭 小锅 紫苏 制版:阿金 生物学 Biology Death march of a segmented and trilobate bilaterian elucidates early animal evolution 分节、三叶形两侧对称动物的足迹早期


审校:棒冰 小象 书牧 小勺 访冬 山村水郭 小锅 紫苏

制版:阿金


生物学

Biology


Death march of a segmented and trilobate bilaterian elucidates early animal evolution

分节、三叶形两侧对称动物的足迹早期动物演化


图片来源:phys.org


(导读 刘奇)大部分埃迪卡拉纪遗迹化石的造迹生物未知导致遗迹化石与实体化石记录分离。本研究描述了埃迪卡拉纪末期实体化石与足迹同时保存的一个两侧对称生物化石Yilingia spiciformis (gen. et sp. nov),,体长且分节,可能与泛节肢动物或环节动物有关,揭示了两侧对称生物体节起源,提供了埃迪卡拉遗迹化石造迹生物身份的研究视角。[论文详细信息]



Temporal plasticity of apical progenitors in the developing mouse neocortex

发育中小鼠新皮层顶端祖细胞的时间可塑性


(导读 刘奇)神经源性细胞命运进展是否必然意味着单个祖细胞类型命运受限还不清楚。本研究分离顶端祖细胞和中间祖细胞,异源移植到年轻胚胎后对各自神经元后代命运进行映射,发现顶端祖细胞具有时间可塑性,在感受到胞外Wnt的动态变化时可重新恢复之前的分子、电生理和神经性状态,中间祖细胞缺乏这种逆行命运可塑性。揭示了新皮质祖细胞时间可塑性的多样性。[论文详细信息]



A unified mechanism for intron and exon definition and back-splicing

内含子和外显子定义和反向剪接的统一机制


(导读 过泽远)pre-MRNA剪切中外显子的定义和反向剪接机制不明确。本研究解析了酵母剪接体E复合体与内含子结合的冷冻电镜结构,发现相同的剪接体装配在短外显子上时可重塑并横跨在内含子上进行经典线性剪接,在长外显子上时可催化反向剪接生成环状RNA。组装在酵母EFM5或HMRA1中间外显子的E复合体在外显子足够长时可形成环状RNA。该模型统一了外显子、内含子和反向剪切的定义。[论文详细信息]



Genome architecture and stability in the Saccharomyces cerevisiae knockout collection

酿酒酵母基因敲除集合内基因组的结构和稳定性 


(导读 过泽远)尽管在定义基因的功能角色方面取得了重大进展,但即使在相对简单的生物体中,对单个基因作用的全面了解也远远没有实现。本文通过对4732株含纯合二倍体酿酒酵母基因敲除集合(YKOC)的菌株全基因组测序,并提取串联和重复穿插的DNA信息,描述了几乎每一个非必需基因的基因组变化。数据分析揭示了影响基因组稳定性的基因,强调了核基因组和线粒体基因组稳定性之间的关系,并显示了在缺乏个别非必需基因的情况下,菌株是如何生存的。[论文详细信息]



Controlled modelling of human epiblast and amnion development using stem cells

使用干细胞对人类上胚层和羊膜发育进行可控建模 


图片来源:Fu Lab, Michigan Engineering


(导读 郭怿暄)由于实验样品有限,目前对人类早期胚胎仍缺乏认识。本研究利用微流体设备中的人类多能干细胞(hPSCs)重现出上胚层腔形成过程及由此形成的前羊膜腔,双极胚囊的形成,原始生殖细胞和原条细胞的特化等重要标志。研究发现羊膜外胚层样细胞是诱发hPSCs原肠胚样事件开始的信号中心。这一高度可控和可扩展的微流体模型将为研究人类胚胎学提供强大的实验系统。[相关报道:傅剑平团队开发微流体类胚胎模型,助力揭开胚胎发育黑匣子]



Asymmetric lysosome inheritance predicts activation of haematopoietic stem cells

溶酶体非对称性继承可预测造血干细胞的活化


(导读 阿金)造血干细胞自我更新并分化为所有血液谱系,还能在移植后修复受损血液系统,非对称分裂可能参与调控造血干细胞命运,但尚缺乏证据。本研究证明细胞降解机制(包括溶酶体,自噬体,线粒体自噬体及蛋白NUMB)可以非对称地遗传给造血干细胞子细胞,该机制可预测后代细胞未来的非对称代谢、翻译激活以及细胞命运。研究结果为细胞非对称分裂提供了证据。[相关报道:溶酶体非对称分配预测造血干细胞子代细胞命运]



Targeting cardiac fibrosis with engineered T cells

嵌合抗原受体工程化T细胞可靶向心脏纤维化


(导读 阿金)心脏过度纤维化是多种心脏病和心衰竭进展的重要因素,但其临床干预和治疗效果仍有限。本研究报道了重定向T细胞特异性靶向小鼠病变心脏成纤细胞的疗效。研究人员鉴定了心脏成纤细胞-成纤细胞的激活蛋白,过继性转移靶向此激活蛋白的嵌合抗原受体T细胞可有效减少小鼠心脏受损后的纤维化,并促进其功能修复。该结果为心脏疾病的免疫疗法研发提供原理证明。[论文详细信息]



SLC19A1 transports immunoreactive cyclic dinucleotides

SLC19A1转运免疫反应环二核苷酸


(导读 阿金)胞质中DNA通过环二核苷酸(CDN)激活cGAS-STING通路触发免疫应答。本研究使用全基因组CRISPR筛选鉴定还原态叶酸载体SLC19A1是CDN的主要转运蛋白。敲除人细胞中的SLC19A1会抑制CDN的摄取和功能应答。叶酸和两种抗炎症药物(柳氮磺胺吡啶及抗叶酸甲氨蝶呤)均抑制人细胞株及原代细胞摄入CDN。研究结果有助于深入了解宿主对病原微生物的应答及炎症疾病,并提示癌症免疫治疗的靶点。[论文详细信息]



E-cadherin is required for metastasis in multiple models of breast cancer

E-钙粘蛋白是多种乳腺癌模型转移所必需


(导读 阿金)癌细胞转移是患者死亡的主要因素,而大部分乳腺癌会在原发性肿瘤和转移病灶中表达E-钙粘蛋白。本研究发现了E-钙粘蛋白促进多种侵袭性导管癌模型的转移,试验结果表明E-钙粘蛋白通过限制活性氧介导的细胞凋亡,在转移的剥离、全身性扩散和播种阶段成为侵袭性导管癌的存活因子。鉴定抑制转移性乳腺癌细胞E-钙粘蛋白介导存活的分子策略有助于研发乳腺癌治疗方案。[相关报道:这个蛋白,多了促进肿瘤转移,少了会让肿瘤疯长!]



Structural basis of nucleosome recognition and modification by MLL methyltransferases

MLL甲基转移酶对核小体识别和修饰的结构基础 


(导读 郭怿暄)MLL家族蛋白可催化组蛋白H3K4甲基化,但H2BK120单泛素化先于H3K4甲基化。本研究解析了人类MLL1和MLL3催化模块与含有H2BK120ub1或未修饰H2BK120核小体核心颗粒结合的冷冻电镜结构。发现MLL1和MLL3均与组蛋白折叠和核小体DNA区域广泛接触,使其接近组蛋白H3尾巴。H2B连接的泛素与RBBP5结合,为MLL1/MLL3与核小体作用定向。MLL1和MLL3与WDR5和RBBP5作用界面采取不同结构组织方式使WDR5对二者具有相反调节作用。[相关报道:黄晶课题组揭示核小体结构对组蛋白修饰酶复合物的酶活调控及其分子机制]


地球科学

Geoscience


A new scenario logic for the Paris Agreement long-term temperature goal

实现《巴黎协定》长期温度目标的新方案逻辑


图片来源:phys.org


(导读 过泽远)为了解如何将全球变暖控制在2摄氏度甚至1.5摄氏度以下,气候政策使用的是社会减少温室气体排放的方案。本文基于物理科学提出一个致力于将全球变暖控制在某一特定最高水平,并在此之后实现温度稳定或逆转的方案框架。该方法密切反应了《联合国巴黎协定》的要求,并将代际公平问题变成明确的选择。[论文详细信息]



Rapid expansion of Greenland’s low-permeability ice slabs

格陵兰低渗透冰盖的快速扩张 


(导读 刘奇)地表融水重新冻结限制渗漏对格陵兰径流的影响多未量化。本研究利用冰芯、雷达观测和区域气候模型,表明最近融水增加导致数米厚的低渗透冰块形成并增加冰盖径流。中高排放情况 下,预计2100年冰上径流将使全球海平面分别上升7~33和17~74米。冰块在加强地表融水反馈过程中发挥重要作用,从根本上改变冰盖目前和未来的水文状况。[论文详细信息]



Climate and air-quality benefits of a realistic phase-out of fossil fuels

实际逐步淘汰化石燃料有益于气候和空气质量


(导读 过泽远)燃烧化石燃料导致大气气溶胶的形成。气溶胶会降低气候温度,从而掩盖变暖效应,且气溶胶颗粒有剧毒。本文展示了一个更现实的模拟场景:在化石燃料开始逐步淘汰的20年内,气候变暖幅度或速度并不会在短期内大幅增加;事实上,气候变暖速度可能会下降。结果表明,即使是向最激进的清洁能源转型,也会在十年至百年的时间尺度上为减缓气候变化和空气质量提供好处。[论文详细信息]


其他


【Psychology-心理学】A national experiment reveals where a growth mindset improves achievement

一项全国性实验揭示成长型思维改善个人成绩的方式


(导读 过泽远)行为科学的一个重要目标是开发具有成本效益、可大规模使用的心理干预措施,在人口水平上提高青少年的学业成绩,但迄今为止还没评估其在可概括性人口样本中的效果。本文通过一个能代表美国中学生样本的实验,展示了一个短期在线心理干预。该干预能够使高等数学课程中成绩较差的学生提高成绩并增加上课人数。研究确定了维持成长型思维干预效果的学校环境:当同龄人标准与干预信息一致时,心理干预有助于提高成绩。[论文详细信息]



【Astronomy-天文】Nine-hour X-ray quasi-periodic eruptions from a low-mass black hole galactic nucleus

来自低质量黑洞星系核的9小时X射线准周期性爆发 


(导读 王嘉媛)本研究报告GSN 069星系54天内准周期性X射线爆发的观测结果。爆发期间,X射线计数率增加了两个数量级,事件持续时间仅一个多小时,复发时间约为9个小时。爆发与围绕低质量黑洞的吸积流中的冷热相之间的快速光谱跃迁有关。由此推测,具有高黑洞质量的典型活动星系核,会在时间尺度短至几个月或几年上,表现出高振幅光到X射线的变化性。[论文详细信息]



【Physics-物理】Quantum critical behaviour at the many-body localization transition

多体局域化相变时的量子临界行为 


(导读 阿金)近期在非平衡量子系统中发现不同于经典描述的相变临界行为。本研究在无序Bose-Hubbard系统中观测到多体局域化(MBL)相变时的量子临界行为。表现出强相关性,并伴随着整个系统中的异常扩散传输。该相关性由跨越整个系统的松散多体共振网络形成。该结果将相变的宏观现象与量子相关性的微观结构联系起来,为了解非平衡系统的临界性和普遍性提供关键线索。[论文相关信息]



【Electronic Engineering-电子工程】Integer factorization using stochastic magnetic tunnel junctions

使用随机磁性隧道结实现整数分解


(导读 刘奇)概率比特(p-bit)是一个在0/1波动,利用神经网络原理与同一系统中其他概率比特交互的实体。本研究提出了一个利用自旋电子学技术进行概率计算的概念证明实验,并演示了一直到945的整数因式分解,开发出具有随机行为的纳米磁性隧道结,可在室温下工作的三端概率比特。本研究为优化和采样问题提供了一种潜在可扩展硬件方法。[论文详细信息]



【Chemistry-化学】Hindered dialkyl ether synthesis with electrogenerated carbocations

用电子生成的碳阳离子合成受阻二烷基醚 


(导读 阿金)受阻醚具有很高的应用价值,但是通过传统反应难以合成。本研究通过电化学氧化反应从简单的羧酸中释放高能碳阳离子,这些以低电化学势形成的反应性碳阳离子中间体,可以在非酸性条件下俘获醇供体,从而形成超过80种受阻醚。该方法证明了电化学在温和条件下获得高反应性中间体的能力,以及这些中间体可以实质性的提高效率。[相关信息:详谈Phil Baran最新《自然》,上千次试炼铸就一个电化学合成反应]



【Materials Science-材料】Intrinsically stable organic solar cells under high-intensity illumination

在高强度照明下本质稳定的有机太阳能电池 


图片来源:SciVpro.com


(导读 王嘉媛)有机光伏电池较短的使用寿命依然是其发展的主要缺点。本研究报告了一类非常稳定的热蒸发单结有机光伏电池,暴露超过68天后,这些器件保持了其初始效率的87%以上,推断其固有寿命可超过27000年。总体而言,在惰性气氛中包装的有机太阳能电池可以非常稳定,这有望将来将其用作实用的发电技术。[论文详细信息]