Nature一周论文导读 | 2017年4月6日

审校：半夏 金庄维 史静雯 访冬 赵维杰

A massive, quiescent galaxy at a redshift of 3.717

红移为3.717的大质量宁静星系

Karl Glazebrook, Corentin Schreiber, Ivo Labbé…Kim-Vy H. Tran & Tiantian Yuan

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21680.html

（导读 肖坤）  近红外深空巡天可以发现宇宙早期的大质量宁静星系。本研究确认了其中一个红移为3.717、质量为1.7 × 10¹¹个太阳质量的宁静星系。分析证明其质量大部分在宇宙最初十亿年内迅速形成，暗示人们需要重新审视对早期星系会聚的认知。

Background-free search for neutrinoless double-β decay of ⁷⁶Ge with GERDA

无背景搜寻⁷⁶Ge的无中微子双β衰变 

M. Agostini, M. Allardt, A. M. Bakalyarov…K. Zuber & G. Zuzel for The GERDA Collaboration

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21717.html

（导读 腌笃鲜）  无中微子的双β衰变的存在能够证明中微子的反粒子就是自身。本研究报道了GERDA实验II期在无干扰背景条件下寻找⁷⁶Ge的无中微子双β衰变。结合I期和II期的数据，实验组并未发现这种衰变的信号。

Continuous-wave lasing in colloidal quantum dot solids enabled by facet-selective epitaxy

通过面选择性外延实现胶体量子点固体中的连续激光输出

Fengjia Fan, Oleksandr Voznyy, Randy P. Sabatini…Sjoerd Hoogland & Edward H. Sargent

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21424.html

（导读 肖坤）  胶体量子点（CQD）拥有较低的电子态简并度和较窄的发射线宽等优秀性质，然而无法用于产生稳定的激光输出。本研究开发出一种称为面选择性外延的合成策略，通过在CdSe量子点核心的（0001）面上覆盖不对称的压缩壳，从而降低光增益阈值，实现CQD固体连续激光输出。

Low-temperature hydrogen production from water and methanol using Pt/α-MoC catalysts

Pt /α- MoC催化水和甲醇低温制氢

Lili Lin, Wu Zhou（周武，中国科学院大学）, Rui Gao…Chuan Shi（石川，大连理工）, Xiao-Dong Wen（温晓东，中科院山西煤化所） & Ding Ma（马丁，北京大学）

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21672.html

（导读 卓思琪）  甲醇和水液相制氢反应廉价高产，能产生清洁的氢能源，但通常需在高温（200-350℃）下进行。本文报道了一种铂原子（Pt）分布在α-碳化钼（α- MoC）所组成的催化剂，它能够在较低温度（150-190℃）下催化这一反应得到游离态的氢。该方法比以往的低温催化剂所得到的游离态的氢要多。

Large historical growth in global terrestrial gross primary production

全球陆地初级生产总值的历史增长

J. E. Campbell, J. A. Berry, U. Seibt…L. Bopp & M. Laine

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature22030.html

（导读 郭思瑶）  陆地初级生产总值(GPP)的增长或许为气候变化提供负反馈。 研究人员利用长期大气硫化碳记录估计二十世纪全球性 GPP增长，结果发现该记录与假设二十世纪存在大量GPP增长的模型最相符，为全球性历史碳循环模拟提供了基准。

Smart wing rotation and trailing-edge vortices enable high frequency mosquito flight

智能机翼旋转和后缘涡流促使高频蚊子飞行

Richard J. Bomphrey, Toshiyuki Nakata, Nathan Phillips & Simon M. Walker（封面文章）

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21727.html

（导读 王腾）  蚊类的扇翅运动学与其他昆虫不同，翅膀长细、振速较快（＞800Hz）而振幅较小。分析表明，除了前缘涡产生升力之外，蚊子还采用后缘涡及翅膀转动等另外两种新型动力机制。这些机制特别适用于高长宽比的蚊翼。

Ancient evolutionary origin of vertebrate enteric neurons from trunk-derived neural crest

来源于躯干部神经嵴的脊椎动物肠道神经元的进化起源

Stephen A. Green, Benjamin R. Uy & Marianne E. Bronner

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21679.html

（导读 赵维杰）  胚胎发育过程中，有颌脊椎动物的肠道神经元由迷走神经嵴细胞迁移并分化而来。本研究发现在更原始的无颌脊椎动物海七鳃鳗中并非如此，肠道神经元是由躯干神经管中的细胞迁移并分化而成的，这部分细胞可能与施万细胞前体细胞同源。

Cerebellar granule cells encode the expectation of reward

小脑颗粒细胞编码奖赏期望

Mark J. Wagner, Tony Hyun Kim, Joan Savall, Mark J. Schnitzer & Liqun Luo（斯坦福大学 骆立群）

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21726.html

（导读 董堃）  经典理论表明小脑颗粒细胞传导感觉和运动信号使得下游浦肯野细胞能够感受精细的环境变化。本研究通过在小鼠模型中使用双光子钙成像技术，发现有相当规模的颗粒细胞能够传递奖赏期望信息。这项发现对小脑认知处理的研究可能具有重要意义。

Myeloid progenitor cluster formation drives emergency and leukaemic myelopoiesis

髓系祖细胞簇的形成带动应急反应和白血病性造血

Aurélie Hérault, Mikhail Binnewies, Stephanie Leong…Berthold Göttgens & Emmanuelle Passegué

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21693.html

（导读 赵维杰）  本研究利用成像技术研究了小鼠在应急反应造血过程中，粒细胞/巨噬细胞祖细胞（GMP）会增殖聚集成细胞簇后进行分化，而在白血病性造血过程中也持续产生GMP细胞簇且缺少正常的停止机制，揭示了造血过程中细胞在骨髓中的空间组织形式。

Complex pectin metabolism by gut bacteria reveals novel catalytic functions

肠道细菌复杂的果胶代谢揭示新的催化功能

Didier Ndeh, Artur Rogowski, Alan Cartmell…Bernard Henrissat & Harry J. Gilbert

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21725.html

（导读 郭思瑶）  碳水化合物聚合物的代谢驱动人类肠道菌群的多样性。 研究人员发现肠道细菌中的多形拟杆菌可以利用已知结构最复杂的植物果胶型多糖，通过多个未被发现的酶家族和催化活性对鼠李糖半乳糖醛酸聚糖-II进行降解，修正了该多糖的结构模型，同时显示了个体肠道细菌是如何利用多种酶来代谢最复杂的多聚糖的。

The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors

肺是血小板生成的部位，亦是造血祖细胞的贮库

Emma Lefrançais, Guadalupe Ortiz-Muñoz, Axelle Caudrillier…Emmanuelle Passegué & Mark R. Looney

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21706.html

（导读 马欢）  一直以来，骨髓常常被认为是血小板产生的主要部位。本研究通过小鼠肺部微循环直接成像发现，来自肺外（如骨髓）的巨核细胞到达肺部释放血小板，释放量占小鼠血液循环中血小板总量的50%；同时在肺部鉴定出一种造血祖细胞，该祖细胞在血小板减少或骨髓干细胞缺乏时能迁移至骨髓，恢复造血功能。

论文详情：《自然》重磅：肺竟然是造血器官？

3D structures of individual mammalian genomes studied by single-cell Hi-C

单细胞Hi-C测定哺乳动物个体基因组的三维结构

Tim J. Stevens, David Lando, Srinjan Basu…Dave Klenerman & Ernest D. Laue

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21429.html

（导读 赵维杰）  本研究利用一种分辨率达100 kb的细胞成像和操作技术，对哺乳动物单细胞染色体组的三维结构进行了测定。结果发现细胞间的染色体三维结构各不相同，但部分主要结构元件的分布具有共性，这些元件可能在染色体折叠过程中扮演重要角色。

Single-nucleus Hi-C reveals unique chromatin reorganization at oocyte-to-zygote transition

单细胞核Hi-C揭示卵子-合子转变过程中独特的染色质重组

Ilya M. Flyamer, Johanna Gassler, Maxim Imakaev…Leonid A. Mirny & Kikuë Tachibana-Konwalski

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21711.html

（导读 赵维杰）  受精完成后，父源和母源染色质需要在受精卵中进行空间排布重组。本研究使用单细胞核Hi-C技术，实现了对小鼠卵子-合子转变过程中染色质空间重组过程的观测，发现这一重组过程十分独特，并且此过程中父源和母源染色质的重组方式不同。

CRISPR–Cas systems exploit viral DNA injection to establish and maintain adaptive immunity

CRISPR–CAS系统利用病毒DNA注射建立和保持适应性免疫

Joshua W. Modell, Wenyan Jiang & Luciano A. Marraffini

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21719.html

（导读 郭思瑶）  CRISPR–Cas系统通过捕捉入侵病毒或质粒的DNA短序列对抗再次感染。研究发现金黄色葡萄球菌倾向获得首先注入细胞中的病毒游离DNA（cos位点），且这一过程倾向于发生在DNA注射阶段，该研究显示CRISPR–Cas系统可以利用噬菌体生命周期，形成特定间隔区序列获得模式以确保CRISPR免疫反应。

DHX9 suppresses RNA processing defects originating from the Alu invasion of the human genome

DHX9抑制由ALU入侵人类基因组引发的RNA加工缺陷

Tuğçe Aktaş, İbrahim Avşar Ilık, Daniel Maticzka…Rolf Backofen & Asifa Akhtar

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21715.html

（导读 赵维杰）  ALU元件是人类基因组中常见的转座元件，它被转录进入mRNA时可能导致RNA的环化和不稳定。本研究发现RNA解旋酶DHX9可以特异性结合于RNA上的反向重复Alu位点并抑制环状RNA的产生，解除ALU的即时负面作用，从而使ALU可以稳定存在于基因组中并发挥其在进化过程中的正面作用。

Structural insights into adiponectin receptors suggest ceramidase activity

脂联素受体结构显示其具有神经酰胺酶活性

Ieva Vasiliauskaité-Brooks, Remy Sounier, Pascal Rochaix…Cédric Leyrat & Sébastien Granier

http://www.nature.com/nature/journal/v544/n7648/full/nature21714.html

（导读 赵维杰）  脂联素受体（ADIPOR）是可以催化神经酰胺水解为鞘氨醇和游离脂肪酸（FFA）的膜蛋白。本研究解析了结合了FFA底物的ADIPOR2结构和修正的未结合底物的ADIPOR1结构，并结合分子动力学模拟，为这一催化过程提供了可能的部分分子机制。

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