专栏名称: 科研圈

“科学美国人”中文版《环球科学》运营，第一时间推送顶级学术期刊摘要、前沿研究成果、精彩讲座与会议报告，服务一线科研人员。

Nature一周论文导读 | 2017年4月13日

科研圈 · 公众号 · 科研 · 2017-04-22 11:56

正文

审校：半夏访冬赵维杰谭坤金庄维

天文学

Astronomy

Star formation inside a galactic outflow

星系外流中的恒星形成

R. Maiolino, H. R. Russell, A. C. Fabian…E. Oliva & E. Sturm

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21677.html

（导读肖坤）大质量的星系分子外流可以提供恒星形成所需的物理条件，然而星系外流中的恒星形成一直缺乏观测证据。本研究报告的光谱观测结果明确揭示了一个红移为0.0448的星系外流中的恒星形成，并推测出该星系外流中的恒星形成率为每年15个太阳质量以上。

Abstract

物理学

Physics

Optically excited structural transition in atomic wires on surfaces at the quantum limit

量子极限表面上原子线的光激发结构跃迁

T. Frigge, B. Hafke, T. Witte…U. Gerstmann & W. G. Schmidt

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21432.html

（导读王腾）对固体原子势能图景（potential-energy landscape）的瞬态控制可以产生新的物质态，也能在晶格振动的时间尺度上对核运动进行量子调控。本实验研究了由硅（Si）表面支撑的原子铟（In）线中的电荷密度波从低对称态到高对称态的光诱导跃迁。该技术有望应用于调节固体对光学激发的动态响应。

Abstract

环境科学

Environmental Science

Finding pathways to national-scale land-sector sustainability

寻找国家尺度的土地可持续发展途径

Lei Gao & Brett A. Bryan

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21694.html

（导读郭思瑶）研究人员通过土地利用权衡（Land-Use Trade-Offs）整合的土地系统模型定量探究了多种因素下目标实现的选择空间，对澳大利亚国家尺度可持续发展目标（SDG）的可行性进行评估，显示目标实现对减排等措施的全球影响十分敏感。各国的SDG制定需要全球合作和多重分析。

Abstract

Catch shares slow the race to fish

捕捞共享减缓捕鱼竞争

Anna M. Birkenbach, David J. Kaczan & Martin D. Smith

https://www.naature.comture.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21728.html

（导读郭思瑶）公海上激烈的捕鱼竞争导致渔期缩短及生态和经济损失。捕捞共享假设通过保证个体分得总量的一部分来抑制恶意竞争。研究人员通过分析美国39个渔场，比较政策前后捕鱼策略，结果表明该政策有效延长了捕鱼期。

Abstract

进化生物学

Evolutionary Biology

Evolutionary dynamics on any population structure

任意种群结构的演化动力学

Benjamin Allen, Gabor Lippner, Yu-Ting Chen, Babak Fotouhi, Naghmeh Momeni, Shing-Tung Yau & Martin A. Nowak

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21723.html

（导读肖坤）掌握种群结构的演化动力学较为困难，是否存在弱选择的简单解决方案仍属未知。本研究给出了适用于任意种群结构网络的弱选择解决方案。通过评估大量不同种群结构的合作倾向并研究其微小变化对演化的影响，结果发现在相互关系紧密的社会中合作最为盛行。

Abstract

古人类学

Paleoanthropology

Aboriginal mitogenomes reveal 50,000 years of regionalism in Australia

原住民的线粒体基因组揭示了澳大利亚50,000年来的区域特征

Ray Tobler, Adam Rohrlach, Julien Soubrier…Wolfgang Haak & Alan Cooper

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21416.html

（导读柳寒石）澳大利亚和新几内亚大约在50,000年前就开始有人定居。研究人员通过分析澳大利亚土著的线粒体基因组发现，在欧洲人定居的49,000-45,000年前，当地土著沿着东西海岸通过单一、快速的迁移到达了澳大利亚南部。在这种大陆范围内人类定居中他们发展并保存了强大的区域特征。

Abstract

基因组学

Genomics

The crown-of-thorns starfish genome as a guide for biocontrol of this coral reef pest

棘冠海星基因组指导对珊瑚礁有害生物的防治

Michael R. Hall, Kevin M. Kocot, Kenneth W. Baughman…Sandie M. Degnan & Bernard M. Degnan

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature22033.html

（导读郭思瑶）棘冠海星（COTS）繁殖力很强，是印度洋内造礁珊瑚的捕食者。其种群爆发造成珊瑚覆盖率大幅减少。研究人员对澳大利亚大堡礁和日本冲绳的COTS进行测序。其释放的蛋白可使静止的海星变得高度活跃，其中包括大量信号因子和水解酶，以及快速进化的海星特异性的室管膜相关蛋白，该研究对 COTS的生物防控提供了启发。

Abstract

Human knockouts and phenotypic analysis in a cohort with a high rate of consanguinity

一个高血缘相关性人类世代中的基因敲除和表型分析

Danish Saleheen, Pradeep Natarajan, Irina M. Armean…Daniel J. Rader & Sekar Kathiresan

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature22034.html

（导读柳寒石）巴基斯坦的人类血缘相关性高，有更大概率出现同一基因的两个等位基因同时失活的情况，为理解特定人类基因的功能提供了有利条件。本研究对参加“巴基斯坦心梗风险研究项目”的10,503名成年人进行外显子测序，鉴定出了1,317个双基因功能缺失案例，为理解由于基因突变所导致的人类表型变化提供了良好框架。

Abstract

发育生物学

Developmental Biology

A living mesoscopic cellular automaton made of skin scales

皮肤鳞片组成活的介观细胞自动机

Liana Manukyan, Sophie A. Montandon, Anamarija Fofonjka, Stanislav Smirnov & Michel C. Milinkovitch（封面文章）

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature22031.html

（导读柳寒石）脊椎动物的皮肤颜色模式来自于细胞相互作用的非线性动态微观系统。研究人员在单眼蜥蜴身上发现皮肤鳞片呈一种近似六边形的网格，通过分析蜥蜴发育过程中皮肤花纹的动态变化发现这种模式由六边形细胞自动机形成，从而表明该模型不仅是抽象的计算体系，更能直接与生物进化过程相对应。

Abstract

生物医学

Biomedical Science

Mono-unsaturated fatty acids link H3K4me3 modifiers to C. elegans lifespan

H3K4me3修饰因子通过单不饱和脂肪酸影响线虫寿命

Shuo Han, Elizabeth A. Schroeder, Carlos G. Silva-García, Katja Hebestreit, William B. Mair & Anne Brunet

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21686.html

（导读柳寒石） COMPASS染色质复合体能够通过三甲基化H3K4 （H3K4me3）调节线虫寿命，本文对这一调节的机制进行研究，发现H3K4me3甲基转移酶的缺失能够导致幼虫体内单不饱和脂肪酸（MUFA）的积累，从而延长线虫寿命。饮食中或內源的MUFA也可能延长包括哺乳动物在内的其它物种的健康寿命。

Abstract

Topological defects in epithelia govern cell death and extrusion

上皮拓扑缺陷控制细胞死亡和挤压

Thuan Beng Saw, Amin Doostmohammadi, Vincent Nier…Julia M. Yeomans & Benoit Ladoux

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21718.html

（导读陈月欣）上皮组织通过挤压去除多余的细胞以防止细胞堆积，但这一过程的具体机理依然未知。本研究通过将单层细胞作为向列型液晶分子建模发现，细胞层中的拓扑缺陷导致单个细胞被挤出，这一过程与胞间连接有关。通过人工诱导拓扑缺陷，可以实现对挤压点的控制。这一发现在再生医学中或有重要应用。

Abstract

Mutual regulation of tumour vessel normalization and immunostimulatory reprogramming

肿瘤血管正常化和免疫刺激的重组间的相互调节

Lin Tian, Amit Goldstein, Hai Wang…Michael T. Lewis & Xiang H.-F. Zhang（美国贝勒医学院）

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21724.html

（导读马欢）血管正常化可改变肿瘤的进展，其调节机制依然未知。本研究显示血管正常化相关的基因表达特征与免疫刺激通路（特别是T淋巴细胞浸润或活动）相关，二者间可能存在相互调节的回路。结果表明TH1细胞可能是免疫检查点阻断和抗血管发生功效的标志物和决定因素。

Abstract

结构生物学

Structural Biology

In-crystal reaction cycle of a toluene-bound diiron hydroxylase

结合甲苯的二铁羟化酶的晶体内反应周期

Justin F. Acheson, Lucas J. Bailey, Thomas C. Brunold & Brian G. Fox

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21681.html

（导读柳寒石）亲电芳香取代是一类重要的有机反应，本研究解析了有甲苯参与的这一反应过程中，二铁羟化酶的一个中间体结构，并分析了结构中芳基过氧Fe²⁺/Fe³⁺中心催化反应发生的机制。这些结果为很多之前的实验结果提供了可能的解释。

Abstract

Mediator structure and rearrangements required for holoenzyme formation

全酶的形成需要调节蛋白结构重排

Kuang-Lei Tsai, Xiaodi Yu, Sneha Gopalan…Joan W. Conaway & Francisco J. Asturias

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7649/full/nature21393.html

（导读柳寒石）保守的调节蛋白（Mediator）共激活子复合物在真核生物RNA聚合酶II转录调节中发挥着极其重要的作用。研究人员解析了裂殖酵母菌调节蛋白4.4埃冷冻电镜结构，并与分辨率为7.8埃的Mediator-RNA聚合酶II全酶冷冻电镜结构对比发现，Med14亚基的结构变化对调节蛋白结构重排和全酶形成很关键。

Abstract