nature中文摘要 2015.5.7

肠道干细胞中的癌基因突变；钠离子泵是怎样传输钠离子的；原始星系中的引力坍缩；土卫二的南极地形的喷发

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Sequential cancer mutations in cultured human intestinal stem cells

体外培养人肠道干细胞中的连续癌基因突变

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http://www.nature.com/nature/journal/v521/n7550/full/nature14415.html

隐窝干细胞是肠道瘤形成的起源细胞。老鼠和人类的肠道干细胞，都可以长时间在含有干细胞巢因子（WNT，R-spondin，表皮生长因子、头蛋白）的培养基中保持上皮类器官细胞的状态，其基因型和表现型都很稳定。

 

我们利用CRISPR/Cas9技术，在体外培养的人肠道干细胞中，对最常见的4个结肠直肠癌基因（APC、TP53、 KRAS 和 SMAD4）进行靶向突变修饰，并通过移除各自培养基中的生长因子来对突变细胞进行选择。

 

4突变体细胞（即以上4个基因均发生突变的细胞）的生长不需要任何干细胞巢因子，可以耐受P53稳定剂nutlin-3。异种移植到小鼠身上的四突变体细胞可以像具有侵润性癌特性的肿瘤一样生长。最后，APC和TP53的共同缺失，就足以引起大范围的非整倍性变异出现——肿瘤恶性化的一个标志性特点。

 

Structural basis for Na+ transport mechanism by a light-driven Na+ pump

光驱动钠离子泵传输钠离子的结构基础

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http://www.nature.com/nature/journal/v521/n7550/full/nature14322.html

Krokinobacter eikastus视紫红质2（KR2）是人们发现的首个光驱动钠离子泵，且很有可能成为下一代光遗传学工具。科学家认为，在所有光驱动离子泵的离子传导通路中，带正电荷的Schiff碱质子都可以抑制非质子阳离子的运输，KR2的发现使人们发问：KR2是如何实现钠离子运输的？我们在本文中报道了KR2在中性及酸性环境下的晶体结构，它们分别代其静息状态和M形中间状态。

 

结构及光谱分析，揭示了KR2运输钠离子的“门机制”（gate mechanism）：Asp116的翻转会将Schiff碱质子和协助钠离子运输的转运通道隔绝开来。结合对首个光驱动钾离子泵的的结构改造工作，以及在哺乳动物的神经元中进行的电生理学测定和对线虫的行为测定，我们的研究揭示了光驱动非质子正离子泵的分子基础，从而为推动下一代光遗传学发展提供了一个可能的框架。

 

An extremely young massive clump forming by gravitational collapse in a primordial galaxy

原始星系中的引力坍缩形成极其年轻的大质量团簇

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http://www.nature.com/nature/journal/v521/n7550/full/nature14409.html

在宇宙恒星形成历史到达巅峰时（红移z ≈ 2），宇宙中的储藏物质正源源不断地供给星系，其过程受到气体的主导，并包含有正在形成大质量恒星的团簇。科学家一直认为团簇是通过不稳定的高气体含量盘中激烈的引力不稳定性所产生的，但至今没有观测到团簇生成的过程，也有人争论团簇到底能否经受住来自年轻恒星的高能量反馈，并最终向内迁移形成星系的核球。

 

研究人员最近对z = 1.987处一个星系中明亮的远离核心的发射线区域进行了空间分辨光谱测量。尽管这一区域主导着星系盘中的恒星形成，但深层成像并没有观察到恒星连续介质，这表明该大质量团簇还处于极其早期的状态（不到1000万年），正在通过10亿个太阳质量的气体的引力坍缩而形成。该年轻的团簇消耗的气体比宿主星系的10倍还快，在此阶段先输出很高的恒星形成效率，这也与水动力数值系数模拟的结果相吻合。结合与其质量相似、但较年长的团簇的频率与研究人员对于形成速率的原始估计（每10亿年2.5倍），他们推断该团簇将有5亿年之久的寿命，并支持了团簇能承受反馈并使核球增长为如今星系的理论。

 

Curtain eruptions from Enceladus’south-polar terrain

土卫二的南极地形的喷发

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http://www.nature.com/nature/journal/v521/n7550/full/nature14368.html

对土卫二南极的观测显示南极地区有很大的裂口，他们有个非正式的名字叫“虎纹”（tiger stripes），分别被命名为亚历山大、巴格达、开罗和大马士革沟。我们已经知道，正是从这些裂口喷射出了水蒸气和冰颗粒，并使该地区的温度高于周边地区。后续观测一直努力想要对这一区域进行更近的成像，以更好地研究喷射过程。最近一些新的工作研究了新的数据集，并对一些离散的喷射点进行三角测量，以在不同的时刻对对喷射活动进行绘图。

 

研究人员最近发现，很多喷发活动都可以用帘状喷发来解释。帘状喷发根据观察方向和局部断裂结构，会产生视错觉，让人误以为是离散的喷射点。他们在2009到2010年间的五个时间点对沿着断层的整体喷射情况绘制了图像（而非离散的喷射点），该图像对土卫二南极地区喷发的模式、时间和空间分辨作出了精确的描述，对研究这类喷发的机制来说是至关重要的。

 

 

（来自《自然》。翻译： 高睿、魏若妍、丁家琦；审校： 丁家琦、 吴兰）

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