Nature 一周论文导读 | 2017 年 5 月 11 日

审校：咖喱鸡 访冬 邓卓 史静雯

生态学

Ecology

Asia’s glaciers are a regionally important buffer against drought
亚洲冰川是抵御干旱的重要区域

Hamish D. Pritchard

位于亚洲南部的萨罕山谷，用水主要来源于冰川

（导读 吴媛媛）亚洲高山区冰川密度全球最高。研究发现冰川融水可满足1.36亿人基本需求，包括巴基斯坦、塔吉克斯坦、土库曼斯坦、乌兹别克斯坦和吉尔吉斯斯坦5国市政和工业绝大部分需求，冰川损失造成的水分胁迫会加剧人口增长和耗水经济的负面影响。

生物医学

Biomedicine

Whole-genome landscapes of major melanoma subtypes
主要黑色素瘤亚型的全基因组格局

Graham J. Mann et al.

（导读 郭思瑶） 黑色素瘤是欧洲人群中的常见癌症。研究人员报道了皮肤，肢端和粘膜的黑色素瘤亚型细胞全基因组测序结果。皮肤黑色素瘤细胞中，编码和非编码序列都含有大量由紫外线照射导致的突变；而肢端和粘膜的黑色素瘤细胞的主要突变是基因结构改变和未知来源的突变。该结果显示了不同肿瘤亚型中多样的致癌过程，有些与太阳辐射无关，且将致病的可能性扩展至非编码基因。

Visualization and targeting of LGR5+ human colon cancer stem cells

Lgr5 +人结肠癌干细胞的靶向与可视化 

Toshiro Sato et al.

（导读 郭思瑶）癌症干细胞（CSC）的增殖动态机理与可塑性尚不清楚。研究人员发现，人类 LGR5+ 结肠直肠癌细胞可在癌症组织中充当 CSC。选择性除去类器官中的 LGR5+ CSC 可导致肿瘤退化。该研究显示了 CSC 的可塑性以及其作为结肠癌靶标的可能。

神经生物学

Neurobiology

Maintenance of persistent activity in a frontal thalamocortical loop 

额叶-丘脑环路持续神经活动的维持 

Karel Svoboda et al.

（导读 董堃）前外侧运动皮层（ALM）神经元的持续活跃与即将发生的动作有关。本研究通过光遗传学技术发现小鼠丘脑中与 ALM 连接的神经元也表现出这种延迟的活跃，且这种活跃可以预测运动方向，表明丘脑是运动准备环路的中心，而持续的神经元活化需要多个脑区间相互激活。 

Thalamic amplification of cortical connectivity sustains attentional control

丘脑放大皮层连通性从而维持注意力的控制

Michael M. Halassa et al.

（导读 卓思琪）本文通过研究小鼠前额叶皮层（PFC）中用于引导注意力的规则表示法，发现其由背内侧丘脑维持且与信息分类的传递不相关。特别是背内侧丘脑能放大 PFC 连通性，产生规则特定的神经序列，从而维持规则表示法。结果暗示丘脑在认知上具有比预期更广泛的作用。

结构生物学

Structural Biology

【封面文章】Protein-phospholipid interplay revealed with crystals of a calcium pump

钙泵晶体结构揭示蛋白质-磷脂相互作用

Chikashi Toyoshima et al.

晶体结构与脂双层的相互作用示意图

（导读 吴媛媛 ）传统的 X 射线结晶学方法无法可视化磷脂双分子层，很大程度上限制了我们对磷脂和蛋白质-磷脂互作的理解。本研究利用 X 射线溶剂反差调变的结晶学方法，解析了钙泵的四种状态，首次揭示出脂质双分子层积极参与钙泵连续构象转变的动力学过程。

Core Mediator structure at 3.4 Å extends model of transcription initiation complex

3.4Å的核心中介体结构扩展了转录起始复合体的模型 

Patrick Cramer et al.

S. pombe cMed的晶体结构

（导读 卓思琪）中介体是一种连接着转录起始前复合物（PIC）的多蛋白共激活因子，其头部和中间的模块组成重要核心中介体（cMed）。本文报道了分辨率3.4Å 下粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）的15亚基 cMed 的晶体结构。结合核心 PIC（cPIC）的3.6Å 低温电子显微镜结构，可推断模块间的相互作用，为理解中介体提供了框架。

天文学

Astronomy

Multi-phase volcanic resurfacing at Loki Patera on Io

木卫Io上Loki Patera 火山口的多相表面重修

K. de Kleer et al.

由伽利略望远镜拍摄到的Io

（导读 卓思琪）Loki Parera 是太阳系里最强的活火山，其内部是一片围绕着中心岛的火山喷口样地面。本研究报道了整个地面的温度和熔岩冷却年代图。结果暗示地面的表面重修是个多相过程，该过程中两个波动围绕着中心岛传播和汇聚，其不同的传播速度与开始时间表明了 Patera 地区熔岩气体含量、地壳体积密度的不均匀。

化学物理

Chemical Physics

Preparation and coherent manipulation of pure quantum states of a single molecular ion

单分子离子单一量子力学状态的制备与相干操控

Chin-wen Chou et al.

（导读 卓思琪）原子的激光冷却和捕获技术已相对成熟，但分子的激光冷却和捕获较为困难，这是由于分子的量子力学状态难以控制。本文利用量子逻辑光谱学技术，实现了对带电分子离子单一量子力学状态的制备、检测和控制。该技术是向精确分子光谱、量子计算等应用迈出的重要一步。

能源

Energy

The effect of illumination on the formation of metal halide perovskite films

光照对金属卤化物钙钛矿薄膜形成的影响

Michael Grätzel et al.

（导读 卓思琪）优化金属卤化物钙钛矿薄膜的形态对太阳电池性能的提升十分重要。本研究发现顺序沉积和反溶剂法中，光照对钙钛矿的形成以及薄膜的形态都有着重要的影响。光照条件下，顺序沉积法制备薄膜的速度更快、形态更优，使太阳能电池效率提高；相反，反溶剂法则在暗处才能制备出最好的薄膜。

化学

Chemistry

Decarboxylative alkenylation

脱羧烯基化反应

Phil S. Baran et al.

（导读 卓思琪）本文描述了一种利用烷基羧酸这一常见模块进行烯烃合成的方法。该反应可由酰胺键合成的原理来解释，在镍或铁的催化下，烷基羧酸脱掉羧基，并与有机锌衍生烯烃的烯基相连接。研究者利用一系列烷基羧酸底物制备了60多种烯烃，并通过10个家族16钟不同天然产物的制备说明，该反应可以对逆合成分析法进行简化。

生理学

Physiology

FGF-dependent metabolic control of vascular development

FGF依赖的血管发育的代谢调控

Michael Simons et al.

影响FGF信号通路影响淋巴管的发育

（导读 卓思琪）纤维细胞生长因子（FGFs）与血管发育的关系少有人知。本研究发现FGF受体（FGFR）信号通过糖酵解己糖激酶（HK2）调控内皮细胞的增殖和迁移。而 HK2 过表达能部分挽救抑制 FGF 信号带来的损害。因此， FGF 依赖的内皮细胞糖酵解调节是血管发育的关键过程。

细胞生物学

Cell Biology

Human pluripotent stem cells recurrently acquire and expand dominant negative P53 mutations

人类多能干细胞反复地获得和扩大P53显性负性突变

Steven A. McCarroll, Kevin Eggan et al.

（导读 吴媛媛）人类多能干细胞的不断自我更新特性有利于临床再生性治疗，而这与产生具有生长优势的突变相关。本研究通过对140种不同的人类胚胎干细胞进行测序和分析已发表的测序数据，发现有多个干细胞带有 p53 基因的显性负性突变，且在正常培养条件下具有生长优势。研究人员建议在将干细胞投入基础研究或临床应用之前必须进行基因检测的筛查。

Surrogate Wnt agonists that phenocopy canonical Wnt and β-catenin signalling

Wnt 激动剂替代品模拟经典 Wnt 和 β-连环蛋白信号

K. Christopher Garcia et al.

（导读 卓思琪）Wnt 蛋白通过Wnt受体Frizzled（FZD）以及共受体 LRP5 和 LRP6 诱导 β-连环蛋白信号来调节细胞增殖分化。本研究开发了Wnt激动剂替代品：水溶性 FZD–LRP5/LRP6 异二聚体形成促进剂。这些替代品具有 FZD 选择性，并能在小鼠肝脏中系统表达并表现出 Wnt 活性。该研究表明经典的 Wnt 信号能由诱导受体二聚化的双特异性配体所激活。此外，还推进了 Wnt 信号的研究以及 Wnt 激动剂在再生医学上的应用。

Non-equivalence of Wnt and R-spondin ligands during Lgr5+ intestinal stem-cell self-renewal

Lgr5 + 小肠干细胞自我更新中 Wnt 和 R-螺旋体配体的非等价性

Calvin J. Kuo et al.

（导读 卓思琪）本文揭示了 Wnt 和 RSPO 配体在肠隐窝干细胞（ISCs）环境中存在不同性质的功能。Wnt蛋白不能诱导 Lgr5+ ISCs 自我更新，但却能让 RSPO 受体表达，从而使  RSPO 配体驱动并指定干细胞的扩增程度。这两种配体间功能上非等效，但却相互合作，是哺乳动物干细胞调节的先驱，对组织再生的精确控制具有广泛的影响。

免疫学

Immunology

Dominant protection from HLA-linked autoimmunity by antigen-specific regulatory T cells

抗原特异性调节性 T 细胞在 HLA 连锁自身免疫疾病中的保护作用

Hugh H. Reid, Jamie Rossjohn, A. Richard Kitching et al.

（导读 严冰）自身免疫疾病的易感性与 HLA 等位基因有关。在 CD4+ T 细胞主导的肺出血-肾炎综合征（Goodpasture 综合征）中，HLA 等位基因DR15 与 DR1 分别为该疾病的易感基因与保护基因，表现出不同的多肽特性与结合偏好，将疾病涉及的主要自身表位 α3135–145 呈现在不同的结合区域，以诱导不同亚型的T细胞。其中 DR1 诱导形成的调节性T细胞是是否形成自身免疫疾病的决定性因素。

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