6月30日Nature雜誌精選文章

知識 07-01

本期封面所示為穿過一個可切換氮化硼表面上運動的一滴含水電解質的照片，每個照片大小為1-MB ，共有390個，它們依時間順序拍攝而成。靜摩擦(Stiction)是讓一個物體開始穿過一個表面滑動所需的力。它在有相接觸移動部件的設備中從技術上來說很重要，但我們對其還不是很了解。Stijn Mertens等人描述了一個用於研究表面潤濕、靜摩擦、粘附和潤滑之間關係的無機模型系統。該系統是一個六邊形氮化硼單層，可以通過氫的插入在波紋形態和扁平形態之間以電化學方式切換。氮化硼表面結構的變化會改變一個穿過該單層滑動的液滴的粘附力及其與該液滴之靜摩擦之間的平衡。當表面從扁平變為波紋形態時，粘附力增加，而靜摩擦閾限則不發生明顯改變。因此，作者通過原子尺度上的結構控制在靜摩擦和粘附力的宏觀性質之間建立了一個定量聯繫。

【2】通過聯合療法對KRAS 腫瘤進行靶向治療

doi | 10.1038/nature18600

作者探討了有可能提高MEK抑制效果的、由KRAS驅動的腫瘤的潛在脆弱性。一項系統性篩選發現，對KRAS 腫瘤來說，「成纖維細胞生長因子受體-1」 (FGFR1)信號傳導的再激活是MEK抑制之後的一個具有特異性的適應性耐葯機制，可以通過已被批准用於臨床的藥物trametinib 和 ponatinib進行聯合抑制來對這種腫瘤實施靶向治療。

6月30日Nature雜誌精選文章

【3】巴黎氣候行動計劃的評估

doi | 10.1038/nature18307

2015年12月的《巴黎協議》的主要氣候目標是，將全球平均氣溫的增加保持在遠低於工業化以前水平之上2攝氏度，同時努力將氣溫增加限制在工業化以前水平之上1.5攝氏度。這篇Perspective文章對提交給巴黎會議的關於在2020年之後採取行動、到2030年減少全球溫室氣體排放的各國國家計劃進行評估。它還對與當前的各國國家計劃相一致的21世紀全球平均氣溫的增加進行了預測，並且還討論了一些選擇方案，這些方案也許可幫助將溫室氣體排放量減少到使人們更有合理機會來實現遠低於2攝氏度的氣候目標的水平。

【4】亞洲季風的一個640，000年記錄

doi | 10.1038/nature18591

以前的亞洲季風記錄顯示，在幾十萬年的時間裡存在周期性變化，這種變化可能是由日照的變化驅動的，而後者則是由地球軌道的歲差造成的。Hai Cheng及同事現在提供了一個來自中國洞穴樣本的洞穴堆積物記錄，它將早期記錄延伸到了距今640，000年前，接近鈾/釷測年的最大可能年齡。這一驚人記錄證實，特徵性的「100，000-年」冰期周期相應於歲差周期的一個整數倍(4倍或5倍)，而且日照影響季風強度在千年尺度上的變化。

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【5】早期胚胎中的染色質動態調控圖譜

doi | 10.1038/nature18606

早期動物胚胎在終末分化的配子轉變成全能細胞的過程中經歷巨大的重新編程和染色質重塑。頡偉(Wei Xie)及同事採用ATAC-seq方法描述了小鼠著床前胚胎中可及性染色質和順式調控元件在全基因組範圍內的調控圖譜。儘管DNA甲基化普遍存在不對稱性，儘管早期胚胎中母方和父方基因組存在某些組蛋白修飾，但他們還是發現在合子基因組激活之後在雙親等位基因上存在一個比較有可及性的動態調控圖譜。通過對順式調控元件和單細胞轉錄組的圖譜進行整合，他們構建了一個早期發育的調控網路，該網路可幫助識別世系分化的關鍵調控因子。

【6】用於連續光子的人工磁場

doi | 10.1038/nature17943

光學器件和材料設計中的拓撲效應的利用，為應用和基礎研究提供了激動人心的新方向。產生一個與電子眾所周知的量子霍爾效應相似、具有受拓撲保護的光子邊緣狀態的光子量子霍爾效應(photonic quantum Hall effect)是一個尚未實現的目標。在以前的拓撲光子方法中，光子被限制于波導晶格。為了實現一個用於連續光子的人工磁場，Nathan Schine等人利用四個鏡面為光子做成了一個精心設計的光阱，使得光子受到一個與「洛倫茲力」相當的「科里奧利力」的影響，就好像是由一個磁場產生的一樣。該方法使得他們有可能觀察一種光子量子霍爾效應材料中的光子朗道能級。

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【7】寄主對細菌病原體太熱情

doi | 10.1038/nature18597

抗生素的使用已知會增加人類與沙門氏菌相關的腸胃炎的風險和嚴重性，用鏈黴素對小鼠進行治療導致大腸中腸道沙門氏菌血清型的擴增。這篇論文顯示，這種擴增取決於一種宿主編碼的酶「inducible nitric oxide synthase」 (iNOS)的活性。鏈黴素治療會增加盲腸粘膜中的iNOS水平。盲腸粘膜產生「活性氮簇」 (reactive nitrogen species)，後者將來自食物的半乳糖氧化，生成「粘酸」 (galactarate)。粘酸是一種代謝物，促進沙門氏菌擴增，但正常情況下腸道中沒有。這項研究引入了一個思想，即環境信號會調控宿主體內的一些生物過程，導致影響小腸病原體定植的新能量來源的產生。

【8】心臟壁的形態發生

doi | 10.1038/nature18310

心室壁由以同心形式組織起來的多層截然不同的心肌細胞構成，而且雖然心臟壁形態發生的缺陷已被發現與心肌病有關，但尚不清楚心肌細胞是怎樣被組裝起來構建功能性心室壁的。在這項研究中，Neil Chi及同事採用活體成像方法發現，Notch- 和Erbb2-介導的信號作用與心肌細胞之間的一種複雜互動引導心臟壁的組裝。

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【9】海洋動物可傳染的癌症

doi | 10.1038/nature18599

可傳染的癌變是罕見的，但它已被發現發生在袋獾(一種有袋動物)和狗身上，最近還被發現發生在軟殼蚌身上。在這項研究中， Stephen Goff 及同事發現，三種海洋雙殼動物(海扇、貽貝和殼蚌)也表現出傳播的癌變。在殼蚌中，癌症類型是從一個密切相關的物種傳播來的。這些發現表明，可傳染的癌變要比我們以前所認為的更普遍，癌症的跨物種傳播也能夠出現，儘管罕見。

【10】一個肌動球蛋白複合物的高解析度結構

doi | 10.1038/nature18295

肌動蛋白細絲與動力蛋白「肌漿球蛋白」之間的相互作用，不僅對肌肉收縮是必不可少的，而且對細胞貨物沿肌動蛋白細絲的運動也是必不可少的。Stefan Raunser及同事採用低溫電子顯微鏡方法，以平均3.9 ？的解析度獲得了一個人類肌動球蛋白僵直複合物(rigor complex)的結構，這是迄今所獲得的最高解析度。該結構顯示了肌動球蛋白界面的詳細情況，也提供了關於肌漿球蛋白所發生的構形變化之程度的信息，這種變化是其與肌動蛋白的相互作用所需的。本文作者還將他們獲得的結構與肌漿球蛋白中間態的結構進行了比較，以討論肌漿球蛋白與「纖維肌動蛋白」 (F-actin)相結合的普遍機制。（生物谷Bioon.com）

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