Nature 一周论文导读 | 2017 年 4 月 27 日

审校：半夏 咖喱鸡 访冬 金庄维 史静雯

天文学

Astronomy

A universal model for solar eruptions

太阳爆发的普适模型

Peter F. Wyper et al.

（导读 肖坤）从大尺度日冕物质抛射到小尺度日冕极紫外喷流，太阳上的磁驱动爆发现象常常伴随日面暗条爆发。但这些现象的成因是否相同并无定论。本研究对暗条爆发驱动的日冕抛射进行了数值模拟。结果显示，如果不同尺度上太阳爆发现象的物理起源相同，那么磁裂爆（ magnetic breakout）就是太阳爆发的普适模型。

材料

Materials

Ultrastrong steel via minimal lattice misfit and high-density nanoprecipitation

通过最低晶格失配和高密度纳米沉淀策略设计超强钢

Zhaoping Lu（吕昭平，北京科技大学）et al.

（导读 韩宇）针对现有高性能材料的弊端，本研究提出通过高密度纳米沉淀和最低晶格失配设计高强度钢合金的策略。研究人员制备了一类由 Ni(Al,Fe) 沉淀进行强化的钢合金，低晶格失配提高了钢合金的强度（2.2 吉帕），而沉淀物在保证钢合金延展性（约 8.2%）的同时显著减低了制备成本。这一设计策略有望应用于其他金属合金。

物理化学

Physical Chemistry

Predicting crystal growth via a unified kinetic three-dimensional partition model

统一的三维动力学分割模型预测晶体生长

Michael W. Anderson et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature21684.html

平铺和沃罗诺伊多面体的分割方法图示。

（导读 韩宇）传统模型无法对不同种类和结构的晶体进行统一描述。本文采用统一的三维动力学分割模型，在分子尺度上对晶体习性和表面拓扑同时进行模拟，理解并在理论上预测了各类晶体（包括缺陷结构）的生长。该模型将晶体结构分割为沃罗诺伊多面体（Voronoi polyhedra）单元，再通过蒙特卡洛算法进行重构。对于多种晶体的生长预测证实了该方法的有效性。

考古

Archeology

A 130,000-year-old archaeological site in southern California, USA

美国加利福尼亚南部发现一个具有 130000 年历史的考古遗址

Steven R. Holen,Thomas A. Deméré et al.

（导读 韩宇）本文报道了晚更新世早期的 Cerutti Mastodon（CM）遗址，其中石器的使用痕迹、乳齿象骨骼和臼齿碎片的分布以及 230Th/U 放射性年代分析等证据显示，这些活动痕迹来自具有打造工具能力和实践经验的未知人类物种，将人类进入北美时间提前至 13 万年前。

地球科学

Earth Science

Abrasion-set limits on Himalayan gravel flux

喜马拉雅砾石流的磨损

Elizabeth H. Dingle et al.

（导读 赵维娜）发源于喜马拉雅山脉的河流搬运大量泥沙，而其中砾石在进入恒河平原后消失要。研究分析了恒河盆地中的扇体结构、沉积物尺寸和岩石特性，发现大部分砾石到达恒河平原时已转变成砂，沉积物流入增加了砂通量，促成恒河平原特有的沉积样式和洪涝风险。

Frequency of extreme Sahelian storms tripled since 1982 in satellite observations

卫星观测显示极端萨赫勒风暴发生频率自 1982 年至今增加三倍 

Christopher M. Taylor et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature22069.html

（导读 赵维娜）全球变暖增强水循环过程，多地频发极端降雨并增大了洪水暴发的可能性。基于西非萨赫勒地区 35 年的卫星观测，研究揭示最强中尺度对流（MCSs）发生频率持续增加其显著、快速强化进一步揭示热带对流对全球变暖的相应，并挑战了大气环流模型中的传统预测。

生物技术

Biotechnology

Super-multiplex vibrational imaging

超多重振动成像

Wei Min（闵玮，哥伦比亚大学） et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature22051.html

8 色 epr-SRS 海马细胞成像

（导读 咖喱鸡）传统荧光成像只能同时以 2-5 种颜色标记细胞内的不同分子。本研究发展了电子预共振受激拉曼散射成像技术（epr-SRS），这一技术克服了荧光成像的波长限制和拉曼散射成像的强度限制，有能力以不同颜色同时标记 24 种或更多的细胞内分子并进行成像。

生物学

Biology

A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome

对大麦基因组有序序列的染色体构象捕获

Guoping Zhang, Ilka Braumann, Manuel Spannagl, Chengdao Li, Robbie Waugh, Nils Stein et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature22043.html

（导读 柳寒石）小麦类禾本植物是重要的食物来源，其基因组规模大、富含重复序列且着丝粒区域大。研究人员利用染色体构象捕获绘图技术得到了大麦着丝粒附近序列的线性次序以及在兆碱基分辨率上核染色质的空间组装，并对基因家族在基因组中的分布进行了分析。这一参考性大麦序列的取得对育种和遗传多样性研究具有重要意义。

The genetic basis of parental care evolution in monogamous mice

一夫一妻制小鼠中亲代抚育进化的遗传学基础

Hopi E. Hoekstra et al.

（导读 卓思琪）本研究对可遗传亲本行为差异较大的两种姐妹种小鼠进行了研究，定量遗传学发现了影响亲代抚育行为的 12 个基因区域，其中某些区域关联特定的亲代抚育行为（如筑巢）。进一步的研究发现筑巢行为的差异与下丘脑分泌加压素的水平差异相关，由此可推断，种族间亲代抚育行为的差异与古神经肽的多样性有关。

Mechanism of chromatin remodelling revealed by the Snf2-nucleosome structure

Snf2-核小体复合物结构揭示染色质重塑的机制

Xueming Li（李雪明，清华大学）, Zhucheng Chen（陈柱成，清华大学） et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature22036.html

 (a) Snf2-nucleosome 复合物的电子显微镜结构；(b) Snf2 染色质重塑机理；(c) 染色质重塑研究团队（前排左起：夏显，刘晓玉，李美静；后排：李雪明，陈柱成）

图源: 清华大学新闻网

（导读 咖喱鸡）染色质重塑蛋白利用 ATP 水解的能量催化染色质结构和核小体位置改变，使调控蛋白得以靠近 DNA 链。本研究解析了酿酒酵母染色质重塑蛋白 Snf2 与核小体复合物的冷冻电镜结构，结构展示了 Snf2 与核小体结合和发挥催化功能过程中的构象变化，从而揭示了染色质重塑过程的机制。

Structure and allosteric inhibition of excitatory amino acid transporter 1

兴奋性氨基酸转运蛋白 1 的结构与变构抑制

Nicolas Reyes et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature22064.html

EAAT1 的变构抑制机制

（导读 咖喱鸡 ）兴奋性氨基酸转运蛋白1（EAAT1）是人类溶质载体1（SLC）蛋白家族成员，能将兴奋性神经递质或氨基酸转运进入细胞内部。本研究解析了 EAAT1 结合或不结合变构剂及竞争性抑制物条件下的晶体结构，并结合氢-氘交换质谱为 SLC1 家族蛋白发挥功能的分子机制提供了解读。

Human umbilical cord plasma proteins revitalize hippocampal function in aged mice

人脐带血血浆蛋白使老龄小鼠海马功能重获活力

Tony Wyss-Coray et al.

（导读 董堃）衰老会导致认知障碍，而年轻个体血液中的一些因子则可对抗中枢神经系统中衰老相关的改变。本研究发现人脐带血血浆蛋白可使海马重获活性的功能，并且其中的金属蛋白酶组织抑制剂2（TIMP2）能随血流进入大脑增强认知能力，且体外实验显示使用 TIMP2 抗体会导致长时程增强受到抑制。这为神经退行性病变的治疗带来新希望。

SLAMF7 is critical for phagocytosis of haematopoietic tumour cells via Mac-1 integrin

SLAMF7 是通过整合素 Mac-1 对造血系统肿瘤细胞进行吞噬的关键

André Veillette et al.

（导读 卓思琪）SIRPα–CD47 的阻断可增加巨噬细胞对肿瘤细胞的清除，从而用于治疗人类癌症。研究发现，这一疗法对促进吞噬造血系统肿瘤的效果尤佳，且吞噬严格依赖于 SLAM 家族受体，需要 SLAMF7 的参与。SLAMF7 调节的吞噬作用独立于 SAP（signalling lymphocyte activation molecule-associated protein）衔接蛋白，但却与 SLAMF7 和整合素 Mac-1 的相互作用能力有关。该发现暗示 SIRPα–CD47 阻断疗法对表达 SLAM7 的肿瘤更有效。

High-avidity IgA protects the intestine by enchaining growing bacteria

高亲和力 IgA 通过束缚细菌生长保护肠道

Wolf-Dietrich Hardt& Emma Slack et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature22058.html

（导读 郭思瑶） 肠腔内 IgA 介导的交联凝集菌团对于抵抗病原菌十分重要，但传统的凝集只对高密度病原菌有效。研究人员探究了活体内促进细菌聚集的其他途径。发现 IgA 可使病原菌分裂后产生的子代紧密结合，不能分离，该过程在不同细菌密度下均可有效加速病原菌的清除，并阻止接合质粒的转移。该研究揭示了口服疫苗的巨大潜力。

Cohesin is positioned in mammalian genomes by transcription, CTCF and Wapl

转录，CTCF 和 Wapl 决定黏连蛋白在哺乳动物基因组中的位置

Jan-Michael Peters et al.

（导读 韩宇）黏连蛋白与 CCCTC 结合因子（CTCF）可以与 DNA 结合并影响染色体空间组装，但 CTCF 招募黏连蛋白的机制未知。本文发现黏连蛋白在小鼠基因组中的分布由转录活动、CTCF 和黏连蛋白释放因子 Wapl 共同决定，其中基因转录活动可以与 CTCF 和 Wapl 协作，引起 "黏连蛋白岛"位置的改变。

The earliest bird-line archosaurs and the assembly of the dinosaur body plan

最早的鸟类分支恐龙和其身体装配计划

Sterling J. Nesbitt et al.

https://www.nature.com/nature/journal/v544/n7651/full/nature22037.html

（导读：谭坤）本文描述了鸟类分支上最早的恐龙，中三叠世的 Teleocrater rhadinus gen. et sp. Nov，本种联系了盘古大陆上的几个类群成为一个新的分枝 Aphanosauria。此发现证实早期鸟类分支与其它恐龙形态分化比曾经预测要早，且广布大陆，形态多样。