Nature一周论文导读 | 2017年3月16日

审校：半夏 访冬 金庄维 赵维杰

Strongly baryon-dominated disk galaxies at the peak of galaxy formation ten billion years ago

百亿年前的星系主要由重子物质组成

R. Genzel, N. M. Förster Schreiber, H. Übler, P. Lang ... K. Tadaki & D. Wilman

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21685.html

（导读 陆妍婷）  研究报导了六个大质量恒星形成星系的旋转曲线，发现星系盘外部区域的旋转速度并非恒定，而是随着半径增大而减小。研究提出了这种趋势形成的两个主要因素：第一，大部分大质量高红移星系主要由重子组成，暗物质只占很小的部分；第二，高红移星系盘更为“动荡”。这两个因素的影响随着红移而增强（红移越大代表星系越古老）。

High-resolution non-destructive three-dimensional imaging of integrated circuits

集成电路的高分辨率无损三维成像

Mirko Holler, Manuel Guizar-Sicairos, Esther H. R. Tsai … Jörg Raabe & Gabriel Aeppli

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21698.html

（导读 肖坤）  本研究采用X射线叠层扫描成像（ptychography）技术，即一种高分辨率相干衍射成像技术，实现对具有微小尺寸和复杂结构的集成电路的无损三维成像，分辨率可达14.6 nm。相比传统的有损电子显微成像技术，本研究代表了芯片检测和逆向工程的重大进展。未来的发展可望在扫描效率和精度方面得到明显提升。

Enzymatic mineralization generates ultrastiff and tough hydrogels with tunable mechanics

酶促矿化产生超刚性和坚韧的力学性能可调水凝胶

Nicolas Rauner, Monika Meuris, Mirjana Zoric & Joerg C. Tiller

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21392.html

（导读 高胜寒）  人工合成的水凝胶材料的韧性虽然有了显著的提升，但就其刚性而言远比不上动物的软骨和皮肤等组织。研究人员利用酶诱导析出非晶磷酸钙纳米结构并均匀分布于聚合物水凝胶中，其溶胀水凝胶具有最优异的断裂韧性和优于动物组织的刚性，并且具有优良的延展性。

Biofuel blending reduces particle emissions from aircraft engines at cruise conditions

混合生物燃料可降低巡航条件下飞机发动机的颗粒排放

Richard H. Moore, Kenneth L. Thornhill, Bernadett Weinzierl  … Hans Schlager & Bruce E. Anderson

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21420.html

（导读 许雅澜）  研究人员比较了NASA DC‐8飞机装配的引擎在燃烧传统Jet A燃油与燃烧50:50（体积）的Jet A燃油和生物燃料混合燃油时的尾气样品，发现相较于传统燃油，混入生物燃料使飞机尾气中微粒数量减少50-70%。本研究量化了混合生物燃料在巡航条件下对颗粒排放的影响，有助于评估生物燃料用于航空以减缓气候变化的潜力。

Rheological separation of the megathrust seismogenic zone and episodic tremor and slip

大型逆冲地震带和ETS的流变分离

Xiang Gao（高翔，中科院海洋研究所） & Kelin Wang（王克林，加拿大地质调查局）

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21389.html

（导读 赵维娜）  ETS（幕式震颤与慢滑移）有助于理解大型逆冲机制，但大型逆冲地震带与ETS的断层流变性质分离。本文提出能够合理解释孕震区和ETS区表象矛盾的模型，高温使孕震区在接触莫氏不连续面和地幔楔前终止，周围高压引起隔离摩擦影响ETS，这为大断层滑动与地震成因研究提供了新思路。

Paleoproterozoic sterol biosynthesis and the rise of oxygen

古元古代甾醇的生物合成和氧气浓度上升

David A. Gold, Abigail Caron, Gregory P. Fournier & Roger E. Summons

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21412.html

（导读 卓思琪）  复杂甾醇分子化石可指示真核生物和有氧代谢。本文利用分子钟方法，推测出原始真核生物和细菌共享甾醇合成基因，两类生物的甾醇基因在约23亿年前分开，时间与大气氧气富集相符。这暗示甾醇生物合成在真核生物多样化之前就存在，并与环境中氧分子扩散密切相关。

Global warming and recurrent mass bleaching of corals

全球变暖与反复出现的大规模珊瑚白化

Terry P. Hughes, James T. Kerry, Mariana Álvarez-Noriega … Bette L. Willis & Shaun K. Wilson（封面文章）

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21707.html

（导读 肖坤）  2015-2016年发生第三次全球规模珊瑚白化。本研究结合卫星、航空与水下探测，发现大堡礁珊瑚白化的反复出现与海洋升温密切相关，水质和捕鱼活动影响最小，暗示当地保护工作无力阻止全球升温影响，呼吁立即采取全球行动遏制气候变暖保证珊瑚礁未来。

Molecular basis of ancestral vertebrate electroreception

脊椎动物祖先电感知的分子基础

Nicholas W. Bellono, Duncan B. Leitch & David Julius

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21401.html

（导读 董堃）  板鳃类鱼具有特化的电感受器官，在电场中能探测到微弱的电位变化但其机制尚未明了。本研究在鳐鱼中发现电传感细胞中电压门控钙通道CaV1.3和钙激活钾通道BK一同调节膜内外电压震荡，使其能够感知外环境中微弱的电信号。这表明离子通道结构的进化促进了生物的感知适应。 

Integrated genomic and molecular characterization of cervical cancer

宫颈癌的整合基因组和分子生物学特征

The Cancer Genome Atlas Research Network

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21386.html

（导读 郭思瑶）  宫颈癌仍是致死率较高的肿瘤疾病。研究人员报道了迄今为止最全面的宫颈癌基因组分析数据，发现显著的APOBEC突变模式、数个新型显著突变基因及其他相关分子基础，同时也观察到了人类乳头瘤病毒的基因整合等，为宫颈癌治疗提供了新的靶标。

MC4R-dependent suppression of appetite by bone-derived lipocalin 2

骨源脂质运载蛋白2介导MC4R依赖的食欲抑制

Ioanna Mosialou, Steven Shikhel, Jian-Min Liu … Jeffrey E. Pessin & Stavroula Kousteni

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21697.html

（导读 卓思琪）  本文通过小鼠体内的分子和基因分析，发现成骨细胞会向循环系统中分泌脂质运载蛋白2（LCN2）。LCN2能够调节胰岛素分泌和响应以维持葡萄糖内稳态；还可以通过血脑屏障与黑色素皮质受体（MC4R）结合，从而抑制食欲。该结果暗示LCN2能影响代谢调节，并表明控制食欲是骨内分泌功能的一种。

Interplay between metabolic identities in the intestinal crypt supports stem cell function

肠隐窝细胞间相互作用支持干细胞功能

Maria J. Rodríguez-Colman, Matthias Schewe, Maaike Meerlo … Riccardo Fodde & Boudewijn M. T. Burgering

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21673.html

（导读 卓思琪）  小肠干细胞（Lgr5+ CBC）存在于肠隐窝潘氏细胞间，维持小肠上皮细胞的自主更新。本文利用小鼠的CBC和潘氏细胞实验，发现潘氏细胞向CBC提供乳酸盐以加强CBC线粒体的代谢活动；CBC中活跃的线粒体活动则可以激活p38 MAPK以维持干细胞分裂分化活性。该结果揭示了线粒体代谢活性对干细胞功能的支持。

Class IIa HDAC inhibition reduces breast tumours and metastases through anti-tumour macrophages

IIa类HDAC抑制剂通过抗肿瘤的巨噬细胞来减少乳腺肿瘤及其转移

Jennifer L. Guerriero, Alaba Sotayo, Holly E. Ponichtera … Michael A. Nolan & Anthony Letai

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21409.html

（导读 卓思琪）  肿瘤相关巨噬细胞以促进肿瘤生长为主，削弱或激活特定巨噬细胞可达到治疗目的。本研究用巨噬细胞依赖的乳腺癌小鼠模型，发现TMP195（选择性IIa类组蛋白去乙酰化酶抑制剂）在体内可通过调节巨噬细胞表型来改变肿瘤微环境，从而减少肿瘤负荷及肺部转移。TMP195和化疗或T细胞检查点阻断法联合治疗还能增强肿瘤抑制的持久性。

SZT2 dictates GATOR control of mTORC1 signalling

SZT2通过GATOR控制mTORC1信号通路

Min Peng, Na Yin & Ming O. Li（李铭，美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心）

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21378.html

（导读 榴莲君）  多细胞生物的细胞可以感知环境中的营养物质，使mTORC1转移到溶酶体中以激活mTORC1通路，调控细胞增殖。GATOR复合物可调控mTORC1通路活性。本研究发现SZT2可以作为支架分子与GATOR1和GATOR2形成SOG复合物，而SOG复合物的溶酶体定位对GATOR调控mTORC1通路的能力至关重要。

KICSTOR recruits GATOR1 to the lysosome and is necessary for nutrients to regulate mTORC1

KICSTOR可以招募GATOR1至溶酶体并在营养物质调节的mTORC1信号通路中必不可少

Rachel L. Wolfson, Lynne Chantranupong, Gregory A. Wyant …Wayne N. Frankel & David M. Sabatini

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21423.html

（导读 榴莲君）  由KPTN、ITFG2、C12orf66和SZT2组成的复合体蛋白KICSTOR以不依赖营养物质的方式定位于溶酶体表面并与GATOR1结合，通过调节Rag GTPase酶活性下调因营养剥夺而过度激活的mTORC1信号通路。抑制mTORC1信号通路的药物或可治疗KICSTOR突变引起的疾病。

Cytosolic proteostasis through importing of misfolded proteins into mitochondria

将折叠错误的蛋白质导入线粒体以实现细胞质内蛋白质稳态

Linhao Ruan, Chuankai Zhou, Erli Jin, Andrei Kucharavy, Ying Zhang, Zhihui Wen, Laurence Florens & Rong Li（李蓉，约翰霍普金斯大学）

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21695.html

（导读 榴莲君）  本研究发现在酵母细胞中，应激状态下形成的蛋白质聚集体或折叠错误的蛋白质在Hsp104的协助下被转运至线粒体中发生降解，从而维持酵母细胞胞质内的蛋白质稳态。这种线粒体介导的胞质内蛋白稳态机制在人体细胞中也可能存在。

Hypersensitive termination of the hypoxic response by a disordered protein switch

通过无序结构蛋白实现低氧应答的高灵敏终止

Rebecca B. Berlow, H. Jane Dyson & Peter E. Wright

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7645/full/nature21705.html

（导读 郭思瑶）  低氧应答对细胞生存至关重要，转录因子中HIF-1α亚基与转录辅激活因子TAZ1结构域结合并启动低氧应答，而CITED2竞争性抑制二者的结合以终止应答。本研究通过结构生物学技术发现，三者形成的瞬时三元复合体会促进TAZ1构象改变并使HIF-1α解离，揭示了细胞快速应答低氧信号的结构基础。

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