Nature 一周论文导读 | 2017 年 6 月 15 日

审校：谭坤 赵维杰 金庄维

生物学

Biology

Common genetic variation drives molecular heterogeneity in human iPSCs

常见的遗传变异驱动人类诱导多能干细胞分子异质性的产生

Daniel J. Gaffney, Oliver Stegle, Richard Durbin, Fiona M. Watt et al.

（导读 郭怿暄）人类诱导多能干细胞（iPS 细胞）作为细胞模型在人类疾病研究中拥有巨大潜能，然而现有 iPS 细胞系中多变的遗传和表型特征使其应用受到限制。本研究对 711 株 iPS 细胞系的基因型和表型进行了系统描述，并绘制出对人类多能干细胞转录组产生影响的常见调控序列变异图谱，从而对 iPS 细胞作为疾病研究模型的可行性给出全面评价。

A Cryptosporidium PI(4)K inhibitor is a drug candidate for cryptosporidiosis

隐孢子虫 PI(4)K 抑制剂可以作为隐孢子虫病的候选药物

Jennifer A. Zambriski, Boris Striepen, Thierry T. Diagana et al.

图片来源：nature.com

（导读 李亚萍）小儿腹泻导致了 8.6% 的全球儿童死亡，而缺乏疫苗和有效疗法的隐孢子虫病是小儿腹泻的主要诱因。文章建立了一个新药研发方法，发现吡唑并吡啶（pyrazolopyridines）可以作用于隐孢子虫脂质激酶 PI(4)K，从而对抗两种隐孢子虫。吡唑并吡啶可以作为治疗隐孢子虫病的一个候选药物。

Acetyl-CoA synthetase regulates histone acetylation and hippocampal memory

乙酰辅酶 A 合成酶调节组蛋白乙酰化和海马记忆

Shelley L. Berger et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v546/n7658/full/nature22405.html

代谢信号通过染色质调节基因

（图片来源：nature.com）

（导读 董堃）神经细胞中组蛋白的乙酰化可调节转录，这对长时程记忆的巩固有重要作用。本研究发现小鼠海马区神经元细胞中乙酰辅酶 A 合成酶 2（ACSS2）和染色质的相互作用可以提高局部乙酰辅酶A的浓度并促进组蛋白的乙酰化和基因转录。该结果将神经细胞基因调控、神经可塑性与乙酸代谢紧密结合到一起。

Genomic epidemiology reveals multiple introductions of Zika virus into the United States

基因组流行病学研究揭示寨卡病毒多次引入美国

Gustavo Palacios, Kristian G. Andersen et al.

（导读 郭怿暄）寨卡病毒自 2016 年 7 月进入美国后在弗罗里达州已经有几百例报道。本研究通过对本州首次感染患者体内以及白纹伊蚊所携带病毒基因组进行测序比对，发现该病毒至少 4 次，可能多达 40 次引入该州，重建出该病毒在迈阿密地区传播的时间，来源以及路线，并发现传播与加勒比海有关。

Establishment and cryptic transmission of Zika virus in Brazil and the Americas

寨卡病毒在巴西乃至美洲的建立和隐秘传播

E. C. Sabino, L. C. J. Alcantara, N. J. Loman, O. G. Pybus et al.

图片来源：nature.com

（导读 郭思瑶） 2015 年 5 月寨卡病毒在美洲的传播首次在巴西得到确认。迄今为止巴西是寨卡病例最多的国家，但其起源和传播史尚不清楚。科学家通过 54 条寨卡病毒基因组分析，病毒传播的地理分析和病毒产生数量分析，发现早 2014 年 2 月前寨卡病毒就存在于巴西东北部，其很有可能为国内国际传染的源头。 

Zika virus evolution and spread in the Americas

寨卡病毒在美洲的进化演变与传播

Bronwyn L. MacInnis and Thiago M. L. Souza et al.

图片来源：nature.com

（导读 郭思瑶）寨卡病毒的流行病学和进化演变尚有许多不清楚之处，部分是由于基因组数据的缺乏。科研人员利用多重测序方法为 110 个来自临床或伊蚊样品的寨卡病毒基因组进行测序，扩大了已知的病毒基因组多样性，证实了对病毒感染进行监控的重要性，同时可能与病毒病理相关的突变位点被鉴定出，这有利于建立有效地诊断和治疗方案。

Principles of early human development and germ cell program from conserved model systems

通过多种保守的动物模型了解人类早期胚胎发育和生殖细胞的产生

Ramiro Alberio and M. Azim Surani et al.

（导读 郭怿暄）精子和卵细胞的前体，人类原始生殖细胞（hPGCs）在胚胎植入后 2-3 周形成。本文通过对猪原始生殖细胞离体实验以及人、猴子体外模型研究发现上胚层细胞分化成原始生殖细胞的分子通路。基于该通路在物种间的保守性，这一成果为我们了解人类早期胚胎发育提供了独特见解。

Stability and function of regulatory T cells expressing the transcription factor T-bet

表达转录因子 T-bet 的调节 T 细胞的功能及稳定性

Alexander Y. Rudensky et al.

（导读 陈月欣） 调节 T（Treg）细胞和效应 T 细胞（TH1, TH2, 和TH17）是两类不同的免疫细胞，但部分 Treg 细胞会表达效应 T 细胞特异性的转录因子。本研究发现，TH1 中特异性表达的 T-bet 会在部分 Treg 细胞中表达，并且这种表达是在免疫反应发生后出现且稳定存在的。剔除表达 T-bet 的 Treg 细胞可引起 TH1 自免疫，降低 TH1 活性，说明此种表达具有生理意义。

The metabolic function of cyclin D3–CDK6 kinase in cancer cell survival

cyclin D3–CDK6 激酶在癌细胞存活中的代谢功能

Piotr Sicinski et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v546/n7658/full/nature22797.html

细胞周期酶可以影响细胞的新陈代谢

（图片来源：nature.com）

（导读 郭怿暄）细胞周期蛋白（cyclins）及 cyclin 依赖激酶（CDK）是细胞增殖、细胞周期相关的重要分子。本研究发现 cyclin D3-CDK6 激酶可以磷酸化并抑制糖酵解通路中两个核心酶：6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶 M2,进而将中间产物引入磷酸戊糖途径和丝氨酸通路。这一研究在细胞周期与细胞代谢间架起桥梁，并为抗肿瘤治疗的药物研发提供新的契机。

Rare cell variability and drug-induced reprogramming as a mode of cancer drug resistance

稀有的细胞改变与药物诱导的重编程是肿瘤耐药性产生的模式

Arjun Raj et al.

（导读 卓思琪）癌症靶向药物常引发癌细胞耐药性，许多情况下耐药性的产生不涉及次生基因突变。本研究发现在人类黑色素瘤细胞中，耐药性产生与转录情况改变有关：极少数细胞中，通常情况下不表达的几种抗性基因开始高水平转录，表观遗传重编程则将这种改变固定下来。该实验揭示了一种多阶段的药物抗性获得机制，并为单细胞抗性动力学提供框架。

Structural basis of CRISPR–SpyCas9 inhibition by an anti-CRISPR protein

Anti-CRISPR 蛋白抑制 CRISPR-SpyCas9 活性的结构基础

Zhiwei Huang（黄志伟，哈尔滨工业大学） et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v546/n7658/full/nature22377.html

图片来源：nature.com

（导读 郭思瑶）李斯特氏菌前噬菌体 anti-CRISPR 蛋白 AcrIIA2 和 AcrIIA4 能抑制SpyCas9的基因编辑活性。科学家利用结构生物学方法解析了 SpyCas9-sgRNA-AcrIIA4 复合结构，发现 AcrIIA4 通过占据 PAM 作用位点和遮挡 RuvC 活性位点来抑制 SpyCas9 活性，该机制有利于研发 CRISPR–Cas9 系统的基因编辑开关。

物理学

Physics

Robust wireless power transfer using a nonlinear parity–time-symmetric circuit

采用非线性宇称-时间对称电路实现稳定无线供电

Shanhui Fan（范汕洄，斯坦福大学） et al.

两种无线能量传输的方法

（图片来源：nature.com）

（导读 晨笛）传统无线供电技术仅对固定目标有高传输率，对移动目标进行稳定功率供电需要随着外部条件的变化连续调节频率或内部耦合参数。研究人员利用包含非线性增益饱和元件的宇称-时间对称电路，实现了对约一米内移动目标的稳定供电，无需任何调节。

阅读更多 “手机没电焦虑症”有救了：华人科学家首创可移动无线充电技术 

材料

Materials

Slush-like polar structures in single-crystal relaxors

单晶弛豫材料中的冰沙状极性结构

Hiroyuki Takenaka, Andrew M. Rappe et al.

（导读 田莉）弛豫铁电体的基本结构对其性质起决定性作用，但目前还没有可靠的预测模型。本文利用典型弛豫材料 Pb(Mg1/3,Nb2/3)O3–PbTiO3 的分子动力学模拟，研究其结构和时空极化关联。模拟结果表明弛豫材料不同寻常的特性源于多畴态（尺寸小的到 2-10 纳米）和无极性矩阵。模拟显示多畴态的极性结构像冰沙一样，与最近的实验结果一致。该结果将为新的弛豫材料的设计合成提供指导。

A wet-tolerant adhesive patch inspired by protuberances in suction cups of octopi

受章鱼吸盘突触启发研制耐湿粘性贴片

Changhyun Pang et al.

受到章鱼吸盘突触的启发研制耐湿的粘性贴片

（图片来源：nature.com）

（导读 马欢）本文作者从章鱼吸盘突触结构得到灵感，研制出在干/湿粘合条件下可逆使用的人工贴片，并提出湿润条件下的粘附机理。该仿生粘合系统在干燥、湿润、水和油中，在硅晶片、玻璃和粗糙表面都表现出强的、可逆和高重复性的粘附力。在空气和水中对大尺寸的硅晶片的运输显示出该粘合系统有很好的应用前景。

阅读更多

内容合作请联系

[email protected]