Nature 一周论文导读 | 2017 年 6 月 8 日

审校：咖喱鸡 访冬 大头 腌笃鲜

生物学

Biology

RNA phase transitions in repeat expansion disorders

重复序列扩张相关疾病中的 RNA 相变

Ronald D. Vale et al.

病灶形成过程（图片来源：nature.com）

（导读 郭怿暄）基因组中短重复序列的扩张可诱发多种疾病。本研究在体内和体外实验中均发现，重复序列的数目超过一定阈值后，多价碱基配对的产生会促使含有这些序列的 RNA 转录本发生溶胶-凝胶相变，导致细胞核内 RNA 异常聚集点的产生。这一研究提示具有序列特异性的 RNA 凝胶化可能导致神经性疾病的发生。

Cryo-EM structure of the activated GLP-1 receptor in complex with a G protein

活化的胰高血糖素样肽-1（GLP-1）受体与 G 蛋白复合体的冷冻电镜结构图

Brian K. Kobilka, Georgios Skiniotis et al.

图片来源：nature.com

（导读 阿金）GLP-1 能够调节胰岛素的分泌，控制新陈代谢以及抑制食欲，非常有助于糖尿病的治疗。GLP-1 受体属于 B 类 G 蛋白偶联受体（GRCP），然而对于信号转导机制的了解仍然有局限性。最近，科学家通过冷冻电镜技术解析了活化的 GLP-1R–Gs 复合物的近原子分辨率图。该项研究结果为进一步理解 B 类 GPCR 的工作原理,以及将来的药物开发工作提供了重要的线索。

Crystal structure of the GLP-1 receptor bound to a peptide agonist

与肽激动剂结合的 GLP-1 受体晶体结构

Fiona H. Marshall et al.

a, CLP-1 受体与肽段5结合的整体结构; b, 肽段5的结构

（导读 马欢）胰高血糖素样肽-1（GLP-1）调控胰岛素分泌进而控制体内血糖平衡。本文报道了全长 GLP-1 受体结合一种肽激动剂的高分辨 X 射线晶体结构，同时分析了配体和受体间复杂的相互作用；根据结构信息，实验人员设计出了不同种肽激动剂并对其进行了药理活性的研究。

Structure of the full-length glucagon class B G-protein-coupled receptor

胰高血糖素 B 型 G 蛋白偶联受体全长结构的解析

Hualiang Jiang, Ming-Wei Wang, Beili Wu （蒋华良，王明伟，吴蓓丽，中科院上海药物研究所）et al.

图片来源：nature.com

（导读 郭怿暄）人类胰高血糖素受体是 B 型 G 蛋白偶联受体家族成员，对维持细胞葡萄糖稳态以及 2 型糖尿病的病生理起着重要作用。本研究解析了非活性状态下胰高血糖素受体全长的晶体结构，首次同时完整地展现了这类受体细胞外结构域与跨膜结构域的结构。这一发现大大加深了我们对 B 型 G 蛋白偶联受体信号转导机制的理解。

Frequency dependence limits divergent evolution by favouring rare immigrants over residents

频率依赖选择通过偏好外来移民限制趋异进化 

Daniel I. Bolnick et al.

湖中与溪流中的三刺鱼（图片来源：nature.com）

（导读 董堃）自然选择的两种主要形式（分裂选择和致负频率依赖选择）从不同的维度促进基因多态性但其关联效应尚不明确。本文通过对三刺鱼不同生态型的研究发现，致负选择更倾向于外来移民，放大了迁移的影响并且减少了分裂选择对种群差异的区分。实验结果暗示致负频率选择或通过改变迁移者命运对种群趋异进化和多样性产生促进或限制作用。

Dynamic corticostriatal activity biases social bonding in monogamous female prairie voles

皮质纹状体的动态活动影响一夫一妻制雌性草原田鼠的社会结合偏好

Robert C. Liu et al.

（导读 刘威尔）社会联系中涉及到的大脑奖赏神经机制尚不明确。本研究利用草原田鼠（Microtus ochrogaster）的配偶结合模型表明，动态调节从内侧前额叶皮质到伏隔核的功能回路能够增强雌性对配偶的亲和行为。研究结果提出了社会关系形成过程中皮质活动的动态观点，揭示了社会互动激活大脑奖赏系统并改变亲和行为的机制。

The B-cell receptor controls fitness of MYC-driven lymphoma cells via GSK3β inhibition

B 细胞受体通过抑制 GSK3β 控制 MYC 驱动的淋巴瘤细胞适应度

Stefano Casola et al.

图片来源：nature.com

（导读 郭思瑶）B 细胞抗原受体（BCR）信号传导可能是肿瘤细胞生长所必须的 。科学家发现 BCR 缺失不影响淋巴癌细胞本身的生长，但却在竞争环境下处于不利位置。BCR 缺失增加了肿瘤细胞对营养限制的敏感度，减少了糖原合成酶激酶3β （GSK3β）活动来支持 MYC 调控的基因表达，进而削弱了淋巴瘤细胞的适应度。研究表明 BCR 缺失细胞或成药物治疗新靶点。

Human GLP-1 receptor transmembrane domain structure in complex with allosteric modulators

人类 GLP-1 受体跨膜区与变构调节剂的复合结构

Zhi-Jie Liu（刘志杰，上海科技大学）, Ming-Wei Wang（王明伟，中科院上海药物研究所、复旦大学）, Raymond C. Stevens（上海科技大学） et al.

（导读 卓思琪）胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）是一种 G 蛋白偶联受体（GPCRs），正向调节其活性对2型糖尿病的治疗有益。本文报道了人 GLP-1R 跨膜区域与两种负变构调节剂复合物的晶体结构，揭示了负调节分子的结合位点和调节机制。分子建模和突变实验则说明，正向变构调节剂的结合位点和负调节剂的结合位点位于同一区域的不同位置。

Genetic wiring maps of single-cell protein states reveal an off-switch for GPCR signaling

单细胞蛋白质状态的遗传线路图揭示了 GPCR 信号开关

Lucas T. Jae, Thijn R. Brummelkamp et al.

图片来源：nature.com

（导读 郭思瑶）蛋白质调节的遗传结构对于理解细胞信号与应答至关重要。科研人员利用人类单倍体细胞随机突变方法，在一系列细胞过程中，同时检测单细胞内的基因突变与蛋白质状态，发现了调节激酶 AKT 磷酸化的基因和其与 GPCR 信号的联系。该方法可用于不同基因图景下，人类细胞蛋白质状态的定量分析，并可结合表型产生综合遗传线路图。

人类学

Anthropology

New fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the pan-African origin of Homo sapiens

【封面文章】摩洛哥杰贝尔依罗遗址的新化石与智人的泛非洲起源

Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz et al. 

杰贝尔依罗人的面部和下颌结构（图片来源：nature.com）

（导读 刘威尔）现代智人形态特征是迅速形成还是逐渐演化尚不明确。本研究报道了在摩洛哥杰贝尔依罗（Jebel Irhoud）遗址发现的人类化石，其面部、下颌、牙齿形态与现代人类相近而脑颅和颅内形态较原始，热释光测年表明该遗址是最古老的非洲中石器时代古人类遗址，它记录了具备现代人类关键形态的早期智人分支，并表明智人演化过程涉及整个非洲大陆。

The age of the hominin fossils from Jebel Irhoud, Morocco, and the origins of the Middle Stone Age

【封面文章】摩洛哥杰贝尔依罗古人类化石的年代与中石器时代的起源

Jean-Jacques Hublin, Philipp Gunz et al.

挖掘现场及古人类化石（图片来源：nature.com）

（导读 刘威尔）智人及其行为变化出现的时间和地点对理解人类演化至关重要。本研究报道了摩洛哥杰贝尔依罗遗址出土的火石刀片和牙齿化石，利用热释光法和电子自旋共振法分别测量估计它们来自约 31.5 万年前和约 28.6 万年前，该遗址包含最早的中石器时代聚落之一和最古老的早期智人化石。研究表明，智人出现与中石器时代起源可能于相近的时间发生在整个非洲大陆范围。

物理学

Physics

Discovery of intrinsic ferromagnetism in two-dimensional van der Waals crystals

二维分子晶体中本征铁磁性的发现

Xiang Zhang（张翔，UC Berkeley）, Jing Xia（夏晶，UC Irvine）, Steven G. Louie et al.

（导读 王腾） 二维分子晶体若能实现长程铁磁有序，再结合优异的电学和光学性能，便可在磁性、磁电和磁光领域大显身手。本研究借助扫描磁光克尔显微镜揭示了Cr2Ge2Te6 （近乎理想的二维 Heisenberg 铁磁体）原子层中本征长程铁磁有序性。研究人员利用极小的磁场（＜0.3 T），首次实现对该材料转变温度（铁磁和顺磁性状态间）的控制。该发现有助于研究根本的自旋行为，对超集成型自旋电子学等新领域具有重要意义。

参考来源：http://www.ecorr.org/news/tec_ac/2017-04-27/165535.html

Layer-dependent ferromagnetism in a van der Waals crystal down to the monolayer limit

范德瓦尔斯晶体中的层依赖铁磁性降低到单层极限

Xiaodong Xu（许晓栋，华盛顿大学西雅图分校）, Pablo Jarillo-Herrero et al.

（导读 田莉）具有内在磁性的二维晶体可被应用于在许多技术中（从传感到数据存储），但这类晶体是否存在依然未知。本研究利用磁光克尔效应显微镜证实了单层三碘化铬（CrI3）二维材料为伊辛铁磁体，其居里温度为45 K，仅略低于块状材料（61 K）。研究还提出了一个依赖于分子层数的磁态相，突显出范德瓦尔斯晶体中典型的厚度依赖物理性质。

Microresonator-based solitons for massively parallel coherent optical communications

微谐振器中的孤子频率梳实现大规模并行相干光通信

Tobias J. Kippenberg, Christian Koos et al.

（导读 王凤）频率梳可用于高容量光学数据传输，使用微谐振器产生频率梳能够保证可扩展性和实用性。本研究利用硅基微谐振器中连续循环的光孤子产生频率梳，并使用两个交错频率梳在 179 个单独的光载波上传输每秒超过 50TB 的数据流。此外，研究还证实了可利用一对频率梳实现波多复用数据流的相干探测。这项技术有助于解决日益增长的数据传输需求。

化学

Chemistry

Accelerated discovery of two crystal structure types in a complex inorganic phase field

复杂无机相场中两种晶体结构类型的加速发现

M. J. Rosseinsky et al.

图片来源：nature.com

（导读 卓思琪）利用计算方法发现可合成的全新类型晶体结构仍存在挑战。本实验通过计算发现并合成了复杂无机相场区域中的两种新结构类型：首先通过计算方法捕获化学/结构多样性的探头结构，随后对计算相图中能量最低的区域进行实验探索，最终发现了这两种含有全新基本结构单元的晶体结构。该研究为新材料的系统性发现提供帮助。

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