专栏名称: NaturePortfolio
Nature Research官方账号,介绍中国及世界科技出版业最新动态,如何在Nature及其子刊上发表论文,针对中国研究人员的最新产品及服务。
目录
相关文章推荐
研之成理  ·  南京大学,Nature! ·  2 天前  
地化驿站  ·  文献阅读: ... ·  2 天前  
科研大匠  ·  西湖大学最新Science:人类历史上第一次 ... ·  6 天前  
51好读  ›  专栏  ›  NaturePortfolio

当科学邂逅艺术|《自然》子刊17年5月封面集

NaturePortfolio  · 公众号  · 科研  · 2017-06-13 21:16

正文


《自然-天文学》


2017年5月 第1卷 第5期

封面提供:Maurizio Pajola et al.

封面设计:A. Wing


彗星的爆发是由什么引起的?内核成分又是什么? 

“罗塞塔”探测器实时拍摄到了 67P 彗星上悬崖的崩塌,这次崩塌和彗星爆发活动有明显联系,同时也暴露出了彗星内核的冰状物质,这些冰在大约45亿年前形成于太阳系中的寒冷区域。

Pajola et al.The pristine interior of comet 67P revealed by the combined Aswan outburst and cliff collapse. Nature Astronomy 1, 0092 (2017).



《自然-生物医学工程》


2017年5月 第1卷 第5期

封面提供: Juan Aguirre, Mathias Schwarz & Vasilis Ntziachristos

封面设计:Karen Moore


强大的光声成像技术可用于皮肤病诊断和全身临床前断层扫描。封面图展示的是光声窥镜成像下的人类皮肤横截面。

Aguirre et al. Precision assessment of label-free psoriasis biomarkers with ultra-broadband optoacoustic mesoscopy.Nature Biomedical Engineering 1, 0068 (2017).



《自然-生物技术》


2017年5月 第35卷 第5期

 封面提供:Younghee Lee, CUBE3D graphic


封面所示为碱基编辑器的艺术再现图。K. Kim等人表明,碱基编辑可以有效生成基因改造小鼠,Shimatani等人和Zong等人对作物基因组做了碱基编辑处理,D. Kim等人则提供了有关碱基编辑器特异性的全基因组分析。

K. Kim et al. Highly efficient RNA-guided base editing in mouse embryos. Nature Biotechnology 35, 435–437 (2017).

Shimatani et al. Targeted base editing in rice and tomato using a CRISPR-Cas9 cytidine deaminase fusion. Nature Biotechnology 35, 441–443 (2017).

Zong et al. Precise base editing in rice, wheat and maize with a Cas9-cytidine deaminase fusion. Nature Biotechnology 35, 438–440 (2017).

D. Kim et al. Genome-wide target specificities of CRISPR RNA-guided programmable deaminases. Nature Biotechnology 35, 475–480 (2017).



《自然-细胞生物学》



新陈代谢:细菌-宿主互作通过核受体和Hedgehog信号转导来调节新陈代谢。

Lin & Wang. Microbial metabolites regulate host lipidmetabolism through NR5A–Hedgehog signaling. Nature Cell Biology 19, 550-557 (2017).



《自然-化学生物学》


封面提供:Jason Biggs

封面设计:Erin Dewalt


本期封面所示为掘海绵Dysidea granulosa,它与蓝藻具有内共生关系,二者是多溴联苯醚(PBDEs)生物合成在海洋环境中广泛存在的原因。天然产生的PBDEs在结构上类似有毒的人造溴化阻燃剂,可占海绵重量的10%以上。

Agarwal et al. Metagenomicdiscovery of polybrominated diphenyl ether biosynthesis by marinesponges. Nature Chemical Biology 13, 537-543 (2017).



《自然-化学》


封面提供:Lingbing Kong 

封面设计:Samantha Whitham


细胞膜是生物系统的重要组成部分,它们发挥着各种重要作用,包括化学反应的隔室化以及促进浓度梯度的形成。分子和离子作为化学信号,必须经过跨膜转运才能调节一系列细胞功能。本期的多篇论文讨论了跨脂质二重层传输化学信息的人工方法。封面图片所示为一个人工跨膜孔,由Hagan Bayley和Derek N. Woolfson领导的团队借助α-螺旋肽的自组装开发而成。

Mahendran et al. Amonodisperse transmembrane α-helical peptide barrel. Nature Chemistry 9, 411–419 (2017).

Lister et al. Ligand-modulatedconformational switching in a fully synthetic membrane-bound receptor. Nature Chemistry 9, 420–425 (2017).

Langton et al. Controlledmembrane translocation provides a mechanism for signal transduction andamplification. Nature Chemistry 9, 426–430 (2017).

Adamala et al. Engineeringgenetic circuit interactions within and between synthetic minimal cells. Nature Chemistry 9, 431–439 (2017).



《自然-气候变化》



永冻层占了1500万平方公里的陆地面积,是对气候变暖最敏感的地球系统成分之一。最新的气候模型均预测,未来气候变化将导致高纬度土壤温度上升,从而引起永冻层融化,不过各模型预测的融化程度存在较大差异。

Chadburn et al. An observation-based constraint on permafrost loss as a function ofglobal warming. Nature Climate Change 7, 340–344 (2017).



《自然-生态与演化》 


封面提供:Zhenmin Bao

封面设计:Allen Beattie


软体动物种类丰富,但对其基因组的研究却较为缺乏。本期封面介绍了一种演化缓慢并带有诸多祖先特征的扇贝,并进一步分析了两侧对称动物基因组的演变和生长调控。

Wang et al. Scallop genome provides insights into evolutionof bilaterian karyotype and development. Nature Ecology& Evolution 1, 0120 (2017).

Sun et al. Adaptation to deep-sea chemosyntheticenvironments as revealed by mussel genomes. Nature Ecology & Evolution 1, 0121 (2017).



《自然-能源》


封面提供:Tomasi et al.

封面设计:AlexWing


背接触晶硅异质结太阳电池效率很高,但制作复杂。本期封面专题介绍了一种基于依赖表面硅晶体生长的简便方法,使两种电子触点能自动调整,制作出了转化率达22%以上的太阳能电池。

Tomasi et al. Simple processing of back-contacted siliconheterojunction solar cells using selective-area crystalline growth. Nature Energy 2, 17062 (2017).



《自然-遗传学》


表观遗传学研究的是携带独立于DNA序列的信息的生物化学修饰,这些修饰可通过细胞分裂遗传。Jenkinson等人带来了有关表观基因组信息论本质的深刻见解,这有助于人们构建出研究表观基因组在疾病和老化中作用的强大工具。

 Jenkinson et al. Potential energy landscapes identifythe information-theoretic nature of the epigenome. Nature Genetics 49, 719–729 (2017).



《自然-地球科学》


封面提供:Dan H. Shugar

封面设计:Tulsi Voralia


河流袭夺指一条河流的上游源头流入另一条河流,这种现象发生的时间尺度通常较长。通过分析河流流量和数字高程模型,本论文记录了2016年5月期间加拿大育空地区冰川消退后的河流袭夺情况。如封面图片所示,蓝绿色的冰川前缘斯利姆斯(Slims)湖上漂浮着脏浊的冰山。斯利姆斯湖位于正在快速解体的卡斯乌尔希(Kaskawulsh)冰川末缘,后者位于加拿大育空地区的克鲁恩国家公园及保留地。

Shugar et al. River piracy and drainage basin reorganizationled by climate-driven glacier retreat. Nature Geoscience 10, 370–375 (2017).

Headley. Climate change:River redirected. Nature Geoscience 10, 327-328 (2017).



《自然-人类行为》


封面提供:Alamy Stock Photo

封面设计:Samantha Whitham


你的大脑如何认出熟人的?通过结合社交网络分析与fMRI多体素模式分析,本期封面研究显示,见到熟人时,社交网络信息就会自动在人们脑中激活并准确呈现。

Parkinson et al. Spontaneous neural encoding of social network position. Nature Human Behaviour 1,  0072 (2017).



《自然-免疫学》


封面创作:Lewis Long


核酸传感器TLR9需要被密切调控,以防止LAMP1+内溶酶体中的自配体将其激活。Saveanu及同事发现,氨肽酶IRAP是内体运输的调节因子,会减少TLR9的伪激活。Saveanu提供的原始图片显示了骨髓源性树突状细胞(DAPI染色的蓝色细胞核)中TLR9-GFP(绿色)的共聚焦显微镜成像结果,其中红色表示LAMP1+内溶酶体。

Babdor et al. IRAP+ endosomes restrict TLR9 activationand signaling. Nature Immunology 18, 509–518 (2017).



《自然-材料》

封面提供:Yoon Hwa Kim / Won Bin Im

封面设计:Tulsi Voralia


本研究报告了无热淬灭效应的蓝光磷光体。高温下的光发射损失通过一个反向机制得到了补偿,该机制源于电子空穴对之间的能量转移和热激活缺陷能级。

Kim et al. A zero-thermal-quenching phosphor. Nature Materials 16, 543–550 (2017).

Smet & Joos. White light-emittingdiodes: Stabilizing colour and intensity. Nature Materials 16, 500–501 (2017).



《自然-医学》


封面提供:Samuel Bullers


West及同事发现,在炎症性肠病(IBD)患者的发炎肠组织内,细胞因子抑癌蛋白M(OSM)及其受体被表达上调。OSM表达水平高与肿瘤坏死因子(TNF)中和疗法抗性有关。阻断或遗传删除OSM减弱了抗TNF疗法抗性IBD小鼠模型的疾病严重程度。封面图片所示为发炎的小鼠结肠粘膜,可借助平足蛋白(图中为绿色)的表达识别出数量增加的肠道间质细胞。上皮细胞通过上皮细胞黏着分子(EpCAM,图中为紫红色)表达识别;蓝绿色表示细胞核。

West et al. Oncostatin M drives intestinal inflammation andpredicts response to tumor necrosis factor–neutralizing therapy inpatients with inflammatory bowel disease. Nature Medicine 23, 579–589 (2017).



《自然-方法》


封面提供:Erin Dewalt, Jennifer Ma, Shreya Shukla, John Edgar, Peter Zandstra


本期封面展示的是血祖细胞的协同信号转导及其对细胞系定向的影响。



《自然-微生物学》


封面提供:Markus Ganter 
封面设计:Samantha Whitham


在病原性血液感染阶段,恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)细胞周期的进程是由寄生虫特异性激酶CRK4引导的。没有活性CRK4,DNA复制便会被抑制,细胞核发生变形。

Ganter et al. Plasmodium falciparum CRK4 directs continuous rounds of DNA replication during schizogony. Nature Microbiology 2, 17017 (2017).



《自然-纳米技术》


封面提供:David Hunter / Alamy Stock Photo

封面设计:Lauren Heslop


原油泄漏是一种主要的海洋及沿海污染源。一种有望清理原油泄漏的方法是使用能选择性吸收石油而非水的海绵。实现这种效果的一种方法是在聚合物泡沫表面加上能同时增强泡沫疏水性和亲油性的纳米结构涂层。俞书宏及同事表明,正确的涂层纳米材料选择能提供额外的优势。他们为聚合物海绵加上了石墨烯纳米结构涂层,并且表明,对石墨烯施加一定电压所产生的局部加热足以显著降低油粘度、提高吸收速度。封面所示的概念图展示了使用石墨烯治理石油泄漏的概念。

Ge et al. Joule-heated graphene-wrapped sponge enables fast clean-up of viscous crude-oil spill. Nature Nanotechnology 12, 434–440 (2017).

Fragouli & Athanassiou. Oil spill recovery: Graphene heaters absorb faster. Nature Nanotechnology 12, 406–407 (2017).



《自然-神经科学》


2017年5月 第20卷 第5期

封面提供:Yiding Li and Xiaohui Zhang


动脉(图中白色)在小鼠大脑表面蜿蜒延伸,然后进入大脑深处。在这里,动脉开始失去光滑的肌肉覆盖,让位于巨大的毛细血管网络(红色)

Filosa. Upstream current for a downstream flow. Nature Neuroscience 20, 631–633 (2017).

Longden et al. Capillary K+-sensing initiates retrograde hyperpolarization to increase local cerebral blood flow. Nature Neuroscience 20, 717-726 (2017).



《自然-光子学》


封面提供:Fabrice Raineri, Univ. Paris Diderot

封面设计:Bethany Vukomanovic


封面所示为集成硅光子学的一维InP基光子晶体纳米激光二极管的扫描电子显微镜图像。这个简洁的电驱动激光器向目标硅波导发射波长1.55 μm的激光,其电光转换效率超过10%。

Crosnier et al. Hybrid indium phosphide-on-silicon nanolaser diode. Nature Photonics 11, 297-300 (2017).



《自然-物理》


封面提供:Juan Carrasquilla

封面设计:Bethany Vukomanovic


在成功被用于处理大数据集后,机器学习技术现已被用于分类凝聚物质相和相变。

Carrasquilla & Melko. Machine learning phases of matter. Nature Physics 13, 431-434 (2017).

Nieuwenburg et al. Learning phase transitions byconfusion. Nature Physics 13, 435-439 (2017).

Zdeborová. Machine learning: New tool in the box. Nature Physics 13, 420-421 (2017).



《自然-植物》


封面提供:A.R. Schmidt

封面设计:L. Heslop


通过复原古近纪欧洲琥珀中保存下来的152份新标本,地衣(一种真菌与藻类的共生体)的化石记录增加了十倍以上。封面图为始新世时期波罗的海琥珀中的枝状地衣。

Kaasalainen et al. Diversity and ecological adaptations in Palaeogene lichens. Nature Plants 3, 17049 (2017).



《自然-实验室指南》


封面设计:Jamel Wooten


封面所示为一个人体微血管网络芯片的内部:一个人乳腺癌细胞系MDA-MB-231肿瘤细胞(白色)被抑制在毛细血管(红色)内,毛细血管外部包裹着周细胞(绿色)

Chen et al. On-chip human microvasculature assay forvisualization and quantification of tumor cell extravasation dynamics. Nature Protocols 12, 865-880 (2017).



《自然综述:癌症》


封面设计:Lara Crow


“或好或坏或中性”

Roy & Trinchieri. Microbiota: a key orchestrator of cancer therapy. Nature Reviews Cancer 17, 271–285 (2017).



《自然综述:心脏病学》


2017年5月 第14卷 第5期

封面提供:Farhad Pashakhanloo, Natalia Trayanova, David Bluemke, Elliot McVeigh


封面所示为一位心房颤动病人全心脏的纤维跟踪成像详图。该图片是根据60多个小时扫描获得的体外高分辨率扩散张量MRI重建所得。神经束顺应局部纤维方向,揭示了新房和心室中的肌纤维结构。



《自然综述:化学》

封面设计:Rachael Tremlett


封面专题介绍了DNA四链体结构和癌症治疗。富含鸟嘌呤的DNA序列可以形成四链体结构,这种结构的形成会降低端粒酶的活性,而端粒酶活性又与多种癌症的生成有关。因此,通过研究能结合并稳定四链体DNA的小分子或可找到治疗癌症的方法。

Stephen Neidle. Quadruplex nucleic acids as targets for anticancer therapeutics. Nature Reviews Chemistry 1, 0041 (2017).



《自然综述:临床肿瘤学》


封面提供:Richard Levenson


本期封面为未剖切、固定状态乳腺组织的紫外表面激发显微镜(MUSE)图像,图中展示了四周环绕着间质胶原蛋白和弹性蛋白的半张开乳腺导管。 



《自然综述:疾病导论》



天疱疮是一种自身免疫性疾病,患者皮肤或口腔粘膜会出现水疱和糜烂,多数人在50岁到60岁之间开始发病。这幅信息图示能帮助你快速了解天疱疮的流行病学、机理、诊断、管理、生存质量以及研究者对研究方法和治疗手段等方面的展望。

Kasperkiewicz et al.  Pemphigus. Nature Reviews Disease Primers 3, 17026 (2017).



《自然综述:药物发现》


封面设计:Susanne Harris


“抗体-药物偶联物”

Beck et al. Strategies and challenges for the next generationof antibody-drug conjugates. Nature Reviews Drug Discovery 16, 315-337 (2017).



《自然综述:内分泌学》


封面提供:Shiue-Cheng Tang, Shih-Jung Peng, Luc Baeyens, Michael German


图中展示了II型糖尿病患者体内的胰脏微环境。通过深部组织共聚焦显微成像和组织光透明技术(折射率1.52),标记了血小板-内皮细胞粘附分子C3D1(胰脏血管)和胰高血糖素(胰岛)的胰脏小叶被成像出来,展示了胰腺内分泌腺和外分泌腺四周的脂肪渗透(透射光信号)



《自然综述:肠胃病学和肝脏病学》


封面提供:Carolina Tropini


被移植了既知菌群的小鼠结肠的荧光原位杂交图。小鼠组织被DAPI染色,粘液由UEA-1(荆豆凝集素)标记,细菌由荧光DNA探针标记。



《自然综述:遗传学》


Patrick Morgan

“感觉不一样了”

Sultana et al. Integration site selection by retroviruses and transposable elements ineukaryotes. Nature Reviews Genetics 18, 292-308 (2017).



《自然综述:免疫学》


封面设计:Simon Bradbrook

“自我毁灭”

Nagata & Tanaka. Programmed cell death and theimmune system. Nature Reviews Immunology 17, 333-340 (2017).



《自然综述:材料学》

2017年5月 第2卷 第5期

封面设计:Rachael Tremlett


本期封面研究的是材料和微流体的相互影响,重点探讨了材料制造中的最新发展可如何拓宽以微流体为平台的科学领域,以及微流体技术是如何反过来推进材料设计的。

Xu Hou et al. Interplay between materials and microfluidics. Nature Reviews Materials 2, 17016 (2017).



《自然综述:微生物学》


2017年5月 第15卷 第5期

封面设计:Philip Patenall

“沙漠、沙丘和尘土”

Lebre et al. Xerotolerant bacteria: surviving through a dryspell. Nature Reviews Microbiology 15, 285–296 (2017).



《自然综述:分子细胞生物学》


“播下特异性的种子” 

Banani et al. Biomolecular condensates:organizers of cellular biochemistry. Nature Reviews Molecular Cell Biology 18, 285–298 (2017).



《自然综述:肾脏病学》



封面所示为未剖切、固定状态肾脏的紫外表面激发显微镜(MUSE)图像,图中展示了肾动脉的弹性膜,弹性膜周围环绕着胶原质,且两侧都有肾小管。



《自然综述:神经病学》



本期封面所示为人脑皮质脊髓束的高清纤维跟踪图。皮质脊髓束是人体中枢神经系统中最长的白质纤维,它起始于初级运动皮质区,穿过内囊和脑干,最终达到脊髓。脑瘤、颅内动静脉畸形或中风等脑损伤会移位、打散或者渗透皮质脊髓束。先进的纤维跟踪技术使得精准重构皮质脊髓束的可能性变为了现实,这有助于改善神经外科手术的预后。



《自然综述:神经科学》


“捏出新模型”

Lindenberger et al. Towards a stronger science of human plasticity. Nature Reviews Neuroscience 18, 261–262 (2017).



《自然综述:风湿病学》



图片展示了股骨远端骺骨干固定术后从一个儿童体内取出的完整骺板(又名生长板)。该生长板的所有区域都被描绘在内,包括静止软骨(图中上部),增殖软骨细胞和肥大软骨细胞区,还有位于其下的软骨基质钙化区和骨化骨骼。这些组织通过胶原纤维染色法被固定和染色为阿尔新蓝色。取出的生长板可被用作体外模型,以解决有关人体骨骼发育的临床前和临床问题。



《自然综述:泌尿学》



图中展示的是高倍荧光显微镜下的FVB/N小鼠前列腺。作者使用了免疫荧光染色法,用DAPI(二脒基苯基吲哚)在α-平滑肌肌动蛋白底上染色了细胞核与单克隆抗体,以区分出平滑肌细胞。平滑肌细胞形状细长,两端为锥形,细胞核居于中央。它们包围着每一个前列腺腺体的基底上皮、管腔上皮和神经内分泌细胞。在前列腺癌病例中,平滑肌细胞的边界会出现断裂,这种不连贯性是癌细胞入侵的标记之一。



《自然-结构和分子生物学》



冷冻电镜结构和功能分析揭示了核糖体分裂蛋白ABCE1是如何分离核糖体亚基的。

Heuer et al. Structure of the 40S–ABCE1 post-splitting complex in ribosome recycling and translation initiation. NatureStructural & Molecular Biology 24, 453–460 (2017).