Nature一周论文导读 | 2017年3月30日

审校： 半夏 访冬 金庄维 赵维杰

天文学

Astronomy

A retrograde co-orbital asteroid of Jupiter

与木星共轨的逆行小行星

Paul Wiegert, Martin Connors & Christian Veillet

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature22029.html

（导读 吴媛媛）  天文学家于2015年发现了小行星2015 BZ 509 ，但当时并未确定其轨道。本研究报道了对2015 BZ 509 的观察、分析结果，证明其与木星共轨并且逆行，该状态稳定地持续了约一百万年。暗示与行星共轨的逆行小行星可能比人们之前预测的更加普遍。

Abstract

材料科学

Material Science

Functional materials discovery using energy–structure–function maps

借助能量-结构-功能图发现功能材料

Angeles Pulido, Linjiang Chen, Tomasz Kaczorowsk…Andrew I. Cooper & Graeme M. Day

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21419.html

（导读 张奕林）  设计分子晶体需要与设计宏观材料不同的设计思路。本文结合计算的晶体结构预测与性质预测，构建了能量-结构-功能图。该图描述了候选分子的各种可能结构及其性质。借助这一关系图，我们预言了一种高孔隙率固体材料，其密度在现有分子晶体中最低。

Abstract

Ultra-selective high-flux membranes from directly synthesized zeolite nanosheets

由沸石纳米片直接合成超选择性高通量分离膜

Mi Young Jeon, Donghun Kim, Prashant Kumar…J. Ilja Siepmann & Michael Tsapatsis

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21421.html

（导读 王腾）  具有MFI结构的沸石作为选择性催化剂或吸附剂被广泛应用，但其成本很高。研究人员使用纳米晶种生长法（高产量、低成本）合成了具有超高长径比且厚度仅为5nm（2.5个单位晶胞）的MFI纳米片，可用于制造纤薄且无缺陷的涂层，有效覆盖多孔基底，并可通过互生来制造具有超选择性高通量的MFI分离膜。

Abstract

A low-spin Fe(III) complex with 100-ps ligand-to-metal charge transfer photoluminescence

拥有长寿命配体-金属电荷转移态、光致发光的低自旋Fe(iii)配合物

Pavel Chábera, Yizhu Liu, Om Prakash…Petter Persson & Kenneth Wärnmark

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21430.html

（导读 肖坤）  在光敏剂、发光器件等应用中，为了保证电荷转移态的长寿命，一般难以将过渡金属配合物中的贵金属替换为廉价金属。研究人员设计出一种低自旋Fe(iii)配合物，它具有100ps的配体-金属电荷转移态寿命及室温下光致发光的特性。该研究暗示采用合理设计或许可以将铁基材料用于发光器件和光敏剂。

Abstract

地球科学

Earth Science

Capacity shortfalls hinder the performance of marine protected areas globally

能力不足限制全球海洋保护区效果

David A. Gill, Michael B. Mascia, Gabby N. Ahmadia…Stephen Woodley & Helen E. Fox

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21708.html

（导读 肖坤）  为保护海洋资源，全球海洋保护区（MPA）设立日益增多，而其管理状况和成效尚不明确。研究人员建立了一套全球MPA管理状况和鱼类种群数据库对MPA进行评估，发现虽然71%的MPA起到积极作用，但人力资金支持不足对保护成效造成严重制约，一味扩张面积会导致保护成效欠佳。

Abstract

环境科学

Environmental Science

Groundwater depletion embedded in international food trade

国际食品贸易中的地下水损耗

Carole Dalin, Yoshihide Wada, Thomas Kastner & Michael J. Puma

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21403.html

（导读 郭思瑶）  基于全球用于特定农作物的不可再生地下水数据和全球贸易数据，研究人员发现灌溉用水中大约11%的不可再生地下水用于国际食品贸易，突显了全球食品与水安全危机。该研究有利于全球食品生产的可持续发展与地下水资源的有效管理。

Abstract

Transboundary health impacts of transported global air pollution and international trade

全球空气污染输送与国际贸易的跨国健康影响

Qiang Zhang（张强，清华大学）... Steven J. Davis（加利福尼亚大学）... Jintai Lin（林金泰，北京大学）… Kebin He（贺克斌，清华大学） & Dabo Guan

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21712.html

（导读 郭思瑶）  国际贸易正在导致排放与污染的全球化。研究人员估计了不同地域PM2.5造成的过早死亡，结果发现22%的相关死亡与货物跨国消耗有关。这显示了国际贸易相关的PM2.5污染造成跨国界的健康影响要比长距离大气污染物输送造成的影响更严重。

Abstract

进化生物学

Evolutionary Biology

The true tempo of evolutionary radiation and decline revealed on the Hawaiian archipelago

夏威夷群岛上进化辐射和衰落的真实速度

Jun Y. Lim & Charles R. Marshall

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21675.html

（导读 逸轩）  利用化石和分子系统发生解释类群进化动态略有不足，我们利用地质知悉模型研究夏威夷地区岛屿面积与物种丰富度变化关系，发现地方类群在辐射进化中物种积累速度先快后慢。结果显示景观动态如何驱动大时间尺度进化，并预计许多其他现存类群也处于相似的进化衰退。

Abstract

神经生物学

Neuroscience

Neural ensemble dynamics underlying a long-term associative memory

长期联想记忆的神经集成动态过程

Benjamin F. Grewe, Jan Gründemann, Lacey J. Kitch…Andreas Lüthi & Mark J. Schnitzer

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21682.html

（导读 卓思琪）  神经集成编码联想记忆的方式尚未可知。本文研究了小鼠在畏惧学习和畏惧消除过程中基底外侧杏仁核神经元的Ca ²⁺ 动态变化，发现畏惧条件可双向调节单个细胞对条件刺激（CS）的响应，这使响应CS的神经集成表征趋于非条件刺激（US）表征。CS-US联合的强度可以用来预测小鼠的行为调节水平。

Abstract

Mapping of a non-spatial dimension by the hippocampal–entorhinal circuit

海马-内嗅皮层神经环路的非空间功能测定

Dmitriy Aronov, Rhino Nevers & David W. Tank

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21692.html

（导读 董堃）  海马和内嗅皮层在空间导航任务中的神经活动被认为和定位、速度以及对界限的揣测有关。然而本研究利用大鼠行为学实验证实，海马-内嗅皮层神经环路不仅在空间导航中发挥重要作用，在多种记忆主导的行为活动中也占有一席之地，这对理解复杂的认知过程具有重要意义。

Abstract

生物医学

Biomedical Science

A distinct role for Lgr5 ⁺ stem cells in primary and metastatic colon cancer

LGR5 ⁺ 干细胞在原发性和转移性结肠癌中有显著作用

Felipe de Sousa e Melo, Antonina V. Kurtova, Jonathan M. Harnoss…Robert Piskol & Frederic J. de Sauvage（封面文章）

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21713.html

（导读 Nature自然科研）  肿瘤干细胞被认为是肿瘤进展和转移的驱动力并可能成为控制癌症转移的靶点，但在多数癌症中还未找到确凿的实验证据。本研究发现在结肠癌中， Lgr5是肿瘤干细胞的标志物。Lgr5 ⁺ 干细胞的去除限制了肿瘤的生长以及肝脏转移灶的形成和生长。

Abstract

LACTB is a tumour suppressor that modulates lipid metabolism and cell state

LACTB是一个调节脂质代谢和细胞状态的肿瘤抑制子

Zuzana Keckesova,   Joana Liu Donaher,  Jasmine De Cock…Jean E. Vance & Robert A. Weinberg

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21408.html

（导读 郭思瑶）  研究人员通过检测瘤细胞与正常分化细胞基因表达谱的不同，并进行小鼠与人类的体内、体外实验，发现线粒体蛋白LACTB有抑制乳腺癌细胞扩增的潜力。其机制包含乳腺癌细胞线粒体脂质代谢和分化程序的改变，这涉及线粒体磷酸酯丝氨酸脱羧酶水平的降低。这项研究揭示了肿瘤抑制的新机制。

Abstract

Somatic mutations reveal asymmetric cellular dynamics in the early human embryo

体细胞突变揭示早期人类胚胎的不对称细胞动力学

Young Seok Ju, Inigo Martincorena, Moritz Gerstung…Peter J. Campbell & Michael R. Stratton

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21703.html

（导读 峰子）  发生于胚胎早期的体细胞突变会复制到成人体细胞中，可能导致多种疾病或异常。本研究运用全基因组测序，对241位成人的血液细胞进行测序，鉴定出163个早期胚胎突变并对其进行分析，为早期人类胚胎发生的体细胞突变率、突变过程及突变发展提供见解。

Abstract

Antigen presentation profiling reveals recognition of lymphoma immunoglobulin neoantigens

抗原呈递谱用于淋巴瘤免疫球蛋白新抗原的鉴定

Michael S. Khodadoust, Niclas Olsson, Lisa E. Wagar…Joshua E. Elias & Ash A. Alizadeh

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21433.html

（导读 峰子）  目前，肿瘤抗原的发现与鉴定仍是一项较大的挑战。本研究报道了一种基因组学与蛋白质组学结合的方法，从17名套细胞淋巴瘤患者体内鉴定出了由MHC复合体呈现于癌细胞表面的新抗原，这些抗原能够被识别并激活CD4+T细胞，进而特异性杀死肿瘤细胞。该工作为开发个性化免疫疗法提供了理论基础。

Abstract

Effective combinatorial immunotherapy for castration-resistant prostate cancer

一种有效治疗去势抵抗性前列腺癌的组合免疫治疗方案

Xin Lu, James W. Horner, Erin Paul…Y. Alan Wang & Ronald A. DePinho

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21676.html

（导读 峰子）  转移性去势抵抗性前列腺癌（mCRPC）对使用针对CTLA4或PD1/PD-L1抗体的免疫检查点阻断疗法具有较大抗性，本研究使用mCRPC嵌合体小鼠模型，发现当髓源性抑制细胞（MDSC）靶向疗法与免疫检查点阻断疗法相结合时，两者显示出强大的协同效应，为临床治疗mCRPC提供了一种潜在的治疗方案。

Abstract

The allosteric inhibitor ABL001 enables dual targeting of BCR–ABL1

变构抑制剂ABL001使BCR–ABL1得以双重靶向

Andrew A. Wylie, Joseph Schoepfer, Wolfgang Jahnke…Nicholas J. Keen & William R. Sellers

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21702.html

（导读 峰子）  慢性髓样白血病由BCR-ABL1融合癌蛋白驱动，针对催化位点的ABL1激酶抑制剂已取得良好疗效，但容易产生抗性，约50%的病人愈后复发。本研究报道了临床试验中的ABL1变构抑制剂ABL001，该药靶向ABL1的肉豆蔻酰口袋而致其失活，ABL001与催化性抑制剂nilotinib的联用可完全控制疾病，且终止治疗后无复发。

Abstract

结构生物学

Structural Biology

Energy transduction and alternating access of the mammalian ABC transporter P-glycoprotein

哺乳动物ABC转运蛋白P-糖蛋白的能量转导和交替结合

Brandy Verhalen, Reza Dastvan, Sundarapandian Thangapandian…Emad Tajkhorshid & Hassane S. Mchaourab

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/full/nature21414.html

（导读 峰子）  ATP结合盒（ABC）转运蛋白利用ATP水解能量进行底物运输的结构动态未知。本研究利用电子-电子双共振及分子动力学模拟描述了此过程中鼠ABC外排性转运体P-糖蛋白（Pgp）与ATP和底物交替结合的构象循环，阐明了Pgp中核苷酸结合结构域和跨膜结构域的构象改变，揭示了ABC转运蛋白底物转出中的结构变化。

Abstract

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