Nature 一周论文导读

审校 小锅 棒冰 小象 紫苏 山村水郭 书牧 小勺 制版 阿金 生物学 Biology Dynamic lineage priming is driven via direct enhancer regulation by ERK ERK直接调节增强子来驱动动态谱系引发 （导读 郭怿暄）

审校 小锅 棒冰 小象 紫苏 山村水郭 书牧 小勺

制版 阿金

生物学

Biology

Dynamic lineage priming is driven via direct enhancer regulation by ERK

ERK直接调节增强子来驱动动态谱系引发

（导读 郭怿暄）FGF-ERK信号诱导小鼠ES细胞可逆地由多能状态分化为原始内胚层，并保持重新进入自我更新的能力。本研究发现ERK诱导基因和增强子处RNA PolII及相关共因子与中介子MED24的可逆结合和分离，使多能因子持续结合的诱导基因和抑制基因随着ERK活性的波动激活和/或再激活。只要保持多能因子结合，细胞仍具可塑性。持续ERK信号可使多能因子减少，发生不可逆的基因沉默，从而确定细胞命运。[论文详细信息]

Lipid signalling drives proteolytic rewiring of mitochondria by YME1L

脂质信号通过YME1L驱动线粒体蛋白水解重塑

（导读 阿金）线粒体的重编程为细胞提供代谢灵活性。本研究表明i-AAA蛋白酶YME1L能在缺氧和营养不足时重塑线粒体中的蛋白质组。抑制mTORC1通过LIPIN1诱导脂质信号级联反应，降低线粒体膜磷脂酰乙醇胺水平，促进蛋白水解。YME1L降解线粒体蛋白的转位酶、脂质转移蛋白和代谢酶，迅速限制线粒体生成并支持细胞生长。YME1L介导的线粒体重塑在离体胰腺导管腺癌细胞和患者体内均发挥作用。该研究找到mTORC1–LIPIN1–YME1L信号轴是线粒体蛋白稳态在代谢和线粒体动态之间的翻译后调节因子。 [相关报道： 脂类信号重塑线粒体蛋白稳态的新机制]

UNC93B1 recruits syntenin-1 to dampen TLR7 signalling and prevent autoimmunity

UNC93B1募集syntenin-1来抑制TLR7信号传导并预防自身免疫 

（导读 王思菲）TLR7和TLR9均能识别自身核酸，但在系统性红斑狼疮小鼠模型中的作用相反。TLR转运分子伴侣UNC93B1特异性限制TLR7而非TLR9信号，避免小鼠TLR7依赖性自身免疫的发生。突变型UNC93B1导致TLR7信号增强，阻碍UNC93B1与syntenin-1的结合，影响外泌体合成。UNC93B1招募syntenin-1帮助TLR7进入多囊泡囊腔内终止信息传导。UNC93B1不仅能运输感知核酸的TLRs，还能设定自身反应性TLR7的激活阈值。[论文详细信息]

The ADP/ATP translocase drives mitophagy independent of nucleotide exchange

ADP/ATP转位酶驱动独立于核苷酸交换的线粒体自噬

图片来源：pixabay

（导读 阿金）线粒体稳态取决于线粒体自噬。本研究利用多维度CRISPR/Cas9遗传筛选找到多个Parkin依赖的线粒体自噬组成成分，研究发现药物抑制腺嘌呤核苷酸转位子（ANT）介导的ADP/ATP交换可促进线粒体自噬，该作用不依赖其核酸转位催化活性。ANT通过与TIM44作用间接调节TIM23。缺乏ANT1小鼠异常线粒体聚积，人类ANT1突变破坏TIM44和TIM23结合，抑制线粒体自噬。该结果表明ANT是健康和疾病中线粒体自噬的重要调节因子。 [相关报道：首次证明腺苷酸转运体参与线粒体自噬，且不依赖于腺苷酸转运功能]

Release from UNC93B1 reinforces the compartmentalized activation of select TLRs

从UNC93B1释放加强特定TLR的分区激活 

（导读 王思菲）核酸感知TLR通过复杂的调控实现对微生物DNA及RNA的辨识同时限制对自身核酸的辨识以避免发生自身免疫及自身炎症疾病。本研究发现TLR9运输分子伴侣UNC93B1仅在内体释放TLR9，进行配体结合及信号传导，此机制避免TLR9在内体外被激活。阻止TLR9从UNC93B1释放导致其信号缺失。TLR9及TLR3均从UNC93B1释放而TLR7在内体不和UNC93B1解离。该结果阐明调节单个内体TLR激活的检查点机制。[论文详细信息]

In vivo imaging of mitochondrial membrane potential in non-small-cell lung cancer

对非小细胞肺癌线粒体膜电位的在体内成像

（导读 阿金）线粒体是细胞能量和代谢的重要调节因子，也在维持癌细胞生长和存活中发挥关键作用。本研究使用电压敏感的正电子发射断层扫描（PET）放射性示踪剂18F-BnTP，对非小细胞肺癌小鼠的线粒体膜电位进行测量，发现不同肺肿瘤亚型具有不同的功能性线粒体异质性。该成像技术使我们可以对活体肿瘤的线粒体膜电位进行功能性表征。[论文详细信息]

Fundamental roles of chromatin loop extrusion in antibody class switching

染色质环挤出过程在抗体类别转换中的基本作用

（导读 阿金）本研究发现B细胞中将染色质环挤出是免疫球蛋白重链基因座（IgH）顺式组织促进抗体类型转换重组（CSR）删去片段这一机制的基础。在初始B细胞中，环挤出将3'IgHRR增强子与200 kb上游Sμ并列，生成CSR中心。激活CSR的原代B细胞中，I型启动子转录激活黏连蛋白荷载，生成了动态亚结构域，该亚结构域将下游S区域与Sμ定向对齐以实现CSR删去片段过程。该研究表明，此机制可能也有助于全基因组致病性DNA双链断裂的接合。[论文详细信息]

HP1 reshapes nucleosome core to promote phase separation of heterochromatin

HP1重塑核小体核心从而促进异染色质的相分离

（导读 郭怿暄）HP1介导的相分离和相关染色质压缩机制尚不明确。本研究发现裂殖酵母HP1蛋白Swi6介导的染色质压缩可形成相分离液体凝聚物。Swi6可显著增加核小体中隐藏组蛋白残基的可进入性和动态变化。限制这些动态变化削弱了Swi6介导的染色质压缩成液滴。由此提出Swi6对核小体的重塑可增加核小体间形成多价相互作用的机会，从而促进相分离。[论文详细信息]

Structure of the mitochondrial import gate reveals distinct preprotein paths

线粒体外膜转运酶结构揭示不同的前体蛋白转运途径差异

（导读 陈欣桐）蛋白质主要通过线粒体外膜转运酶（TOM）进入其内部。本文解析酵母菌TOM核心复合物冷冻电镜结构，发现其由TOM40β-桶形通道二聚体和α-螺旋跨膜亚基组成：TOM40通道外围为较小的TOM亚基并与两个TOM22亚基和一个磷脂连接；内部为形成螺旋的N端延伸，其在膜间隙蛋白合成中发挥双重作用；具有输送含导肽前体蛋白的中部出口和不含导肽前体蛋白的外围出口。  [论文详细信息]

物理学

Physics

Direct limits on the interaction of antiprotons with axion-like dark matter

反质子和类轴暗物质相互作用的直接限制

图片来源：pixabay

（导读 阿金）宇宙中暗物质的数量约是普通重子物质的5倍，但目前尚不清楚暗物质的微观性质。本研究直接探索了反物质与暗物质的相互作用，并对超轻类轴粒子和反质子的相互作用设下了直接限制。通过分析彭宁阱中单个反质子获得的频域自旋反转共振数据，对轴-反质子相互作用参数的值进行限制，与天体物理的反质子界限相比，其灵敏度提高了5个数量级。 [相关报道：反物质与暗物质之间有联系吗？]

Axionic charge-density wave in the Weyl semimetal (TaSe4)2I

Weyl半金属（TaSe4）2I中的轴离子电荷密度波

（导读 阿金）轴离子绝缘体是一种相关拓扑相，预测为是由Weyl半金属的电荷密度波形成而产生。本研究在Weyl半金属（TaSe4）2I中发现其电荷密度波的滑模对磁导率做出更大的正贡献。通过旋转磁场，磁导率的角度依赖性与轴离子电荷密度波的反常输运一致。该结果表明能够找到强相关拓扑凝聚物系统中轴子的实验证据。[论文详细信息]

A volumetric display for visual, tactile and audio presentation using acoustic trapping

使用声波捕获技术实现包含视觉、触觉和音频的容积式显示器

（导读 阿金）基于扫描体表面、全息术、光学镜、等离子体或柱状透镜的显示器可以创建3D视觉内容。本研究展示一种多模式声学阱显示器（MATD）：使用声电泳作为单一操作原理，可同时传递视觉、听觉和触觉内容的悬浮式容积显示器。该系统使用声波捕获粒子，用红、绿、蓝光照射来控制其颜色，同时利用声场创造图像，能从显示内容中生成声音和触觉反馈。该技术未来有望应用于计算机制造和生物医学领域。 [论文详细信息]

其他

【Mechanical Engeering - 机械工程】Controlled flight of a microrobot powered by soft artificial muscles

柔软的人造肌肉驱动微型机器人进行可控飞行

（导读 阿金）飞行昆虫惯性低，借助翅膀、外骨骼和肌肉的弹性，能够在高度混乱的自然环境中飞行。本研究研制出一种受柔软人工肌肉驱动的飞行机器人，能够通过开环控制被动地稳定上升飞行，也能够通过闭环控制进行盘旋飞行。该机器人由多层介电弹性体制动器驱动，能够感知和承受与周围障碍物的碰撞，并且利用材料的坚固性和机械的被动稳定性从碰撞中恢复过来。该结果展示了下一代敏捷型软机器人的开发潜力。[论文详细信息]

【Materials - 材料】Voxelated soft matter via multimaterial multinozzle 3D printing

多元材料多体3D打印出的体素软物质

图片来源：nature.com

（导读 阿金）目前基于喷墨的三维（3D）打印是唯一被广泛采用的方法，但液滴形成需要低粘度油墨。本研究使用多元材料多体3D技术（MM3D）设计并制造出体素软物质，该MM3D打印头能在多达8种不同材料之间进行无缝、高频切换，从而创建体积接近喷嘴直径立方的体素。该实验方法极大拓宽了在复杂图形中设计并制造体素化材料的方法。 [论文详细信息]

【Chemistry - 化学】Metal-free directed sp2-C–H borylation

无金属导向sp^2碳氢硼化

（导读 阿金）有机硼试剂是重要的合成中间体，在天然产物、药物和有机材料构建中发挥关键作用。本研究在不使用金属催化剂的情况下实现芳烃和杂芳烃的碳氢硼化，在该过程中 BBr3 既是反应试剂，又是催化剂。该实验策略具有将形成的硼物质下游转化为天然产物和药物支架的应用潜力。 [论文详细信息]

【Geoscience - 地球科学】Large hydropower and water-storage potential in future glacier-free basins

未来无冰盆地的巨大水电和蓄水潜力

（导读 阿金）气候变化正造成冰川的广泛消融，其负面影响受到人们的关注。本研究使用气候驱动冰川演化模型和地形学分析，探索本世纪可能会变成无冰地区的蓄水和水电潜力，研究人员估计理论上的最大总蓄水量和水电潜力分别为每年875±260立方公里和1355±515太瓦时，而其中40%可能真正被利用。研究结果表明冰川消融的盆地可以对若干国家的能源供应作出重要贡献。[论文详细信息]

【Social Science - 社会科学】Heterogeneity in banker culture and its influence on dishonesty

银行家文化中的异质性及其对不诚实的影响

（导读 过泽远）数年前研究发现与其他的专业人士相比，银行家在考虑自己的工作时更不诚实。本文对三大洲5个不同人群中重复了该研究，发现中东和亚太地区的银行家依旧不诚实，但思考自身工作的与没有的银行家不诚实程度没有显著差异。另外作者还发现，不同地区的民众对银行家行为的预期不同。其次，由于金融机构对不利的调查结果的担忧，因此有可能只有拥有良好的企业文化的银行才会参与这项研究。本文表明，对于决策者来说，在将最初的研究结果推广到其他人群时应谨慎行事。[论文详细信息]

【Artificial Intelligence - 人工智能】Grandmaster level in StarCraft II using multi-agent reinforcement learning

使用多智能体强化学习玩《星际争霸II》达到宗师段位

图片来源：gigazine

（导读 刘奇）星际争霸因在专业电竞中的标志性地位及其现实性意义成为复杂环境下智能体研究的重要挑战，此前最强的智能体尚未拥有顶级玩家的整体技能。本研究利用多智能体强化学习算法，不断调整由深层神经网络表示的策略和反策略的不同联盟， 创建的AlphaStar在线玩星际争霸II中的三种环境均被评为宗师级别，打败超过99.8%的人类玩家。[相关报道：碾压99.8%人类对手，三种族都达宗师级！星际AI登上Nature，技术首次完整披露]

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