1月12日Nature雜誌精選文章一覽

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【1】封面故事： 亞馬遜雨林氣候變化

doi | 10.1038/nature20787

封面攝影：Tim Peake/ESA/NASA/Getty Images

本期封面為2016年4月6日於國際空間站拍下的亞馬遜河鳥瞰圖。無論是在年度還是千年尺度上，亞馬遜雨林既響應氣候和生物地球化學變化，也驅動其變化，但有關該地區歷史氣候變率的高解析度記錄很難找到，而且直到最近，人們甚至都不清楚亞馬遜雨林在末次冰盛期（LGM）是變得更加濕潤還是更加乾燥。王先鋒及同事收集了亞馬遜雨林東部天堂洞（Paraíso Cave）中方解石石筍沉積物過去45000年的氧同位素數據，數據表明，在距今約21000年的末次冰盛期，降雨量大約是今天的一半，但在全新世中期（6000年前）的降水量比現今多50%，與全球溫度和二氧化碳的變動大體一致。雖然冰期氣候更為乾燥，但亞馬遜雨林仍然保存了下來。然而，雨林在未來能否繼續存在仍是個未知數。

【2】食道癌的複雜性

doi | 10.1038/nature20805

癌症基因組圖譜研究網路(Cancer Genome Atlas Research Network)報告了對164例食道鱗狀細胞癌和食道腺癌的綜合基因組和分子分析。他們發現了區分食道鱗狀細胞癌和食道腺癌的基因組和分子特徵，食道腺癌的基因組圖譜與胃腺癌較為接近，這意味著二者或可歸為一類。將食道腺癌與鱗狀細胞癌區別考慮並對這些癌症做進一步分子表徵，或許對臨床試驗以及開發靶向藥物療法有所幫助。

【3】機械力傳導在呼吸中的作用

doi | 10.1038/nature2079

研究者認為，150多年前發現的赫-鮑二氏肺擴張反射能在支配肺部的牽張激活性感覺神經元作用下，防止肺部過度擴張，但這一過程中涉及的實際分子機制和細胞機制仍未可知。Ardem Patapoutian及同事發現，缺乏機械敏感性離子通道Piezo2的成年小鼠沒有這種反射；此前，人們認為這一通道與皮膚觸覺有關。出人意料的是，出生時的初始肺部擴張也需要Piezo2通道，這意味著機械力傳導在新生小鼠和成體的呼吸控制中都發揮了作用。

【4】人類胃底類器官

doi | 10.1038/nature21021

James Wells及同事使用胃發育小鼠模型，描述了哺乳動物胃底特化所需的Wnt信號轉導。胃底是胃接近心切跡和食管的上半部分區域。基於這一發現，作者使用胃底多能幹細胞培養出了人類胃類器官，這應可以為研究胃生理學、胃病理生理學和藥物開發提供有力的模型。

【5】冥王星冰面的刀鋒狀地形

doi | 10.1038/nature20779

新視野號探測器的觀測揭示了冥王星表面的許多特徵，其中最為引人入勝的特徵之一是Tartarus Dorsa地區的刀鋒狀地形。通過對比地球上的類似結構，比如安第斯山脈和其他山區高海拔地區存在的一種堅硬、細長的雪構造——融凝冰柱（nieves penitents/penitentes），人們提出了數種可能的起源。John Moores等人在模擬中發現，他們能夠通過加深融凝冰柱結構複製出 Tartarus Dorsa地區刀鋒狀地形的三種模態取向和分布。目前，這些融凝冰柱結構每個公轉周期約加深1厘米，且只在大氣壓較高的時期增長，這表明其形成的時間尺度可能在千萬年左右。

【6】壓縮光將力學系統冷卻至量子極限以下

doi | 10.1038/nature20604

通過運用研究光與力學對象相互作用的量子光力學技術，研究者已經能夠將大型力學對象冷卻到接近量子漲落極限的溫度狀態。量子漲落是不確定性原理的結果，因為量子力學粒子的位置和動量始終都是不確定的，而是不斷地漲落。本文作者展示了他們如何能夠使用「壓縮」光來進一步冷卻大型力學對象；壓縮光是通過重新分配潛在的不確定性，減少來自不確定性原理的量子雜訊的光。這一技術或許能讓人們將越來越大的力學物體冷卻到越來越低的溫度，以用於計量和量子力學的基礎測試中。

【7】測序瀕危歐洲白蠟樹

doi | 10.1038/nature20786

由於氣候變化和全球貿易的影響，世界各地的林地和森林愈發受到害蟲和病原體擴散的威脅。尤為突出的是，歐洲和北美的白蠟樹目前正分別受到真菌疾病白蠟樹枯梢病和害蟲白蠟窄吉丁侵擾的嚴重威脅。在這一背景下，Richard Buggs及同事報告了對歐洲白蠟樹（Fraxinus excelsior）的首次基因組測序，並對歐洲各地的37棵歐洲白蠟樹進行了重新測序，他們發現了一系列與疾病易感性降低有關的遺傳變異，並用這些變異評估了一個剛受到病原體威脅的地區的白蠟樹族群。基於轉錄組標記物，作者預測英國的白蠟樹族群對白蠟樹枯梢病的易感性將會低于丹麥。

【8】β-澱粉樣原纖維差異

doi | 10.1038/nature20814

Robert Tycko及同事研究了阿爾茨海默症患者腦組織中β-澱粉樣原纖維的分子結構，他們使用了直接測定方法，包括電子顯微鏡和固體核磁共振來篩選大量人類患者組織樣本的原纖維結構。他們在不同疾病亞型患者的皮層組織中發現了體外形成的Aβ40和Aβ42原纖維結構差異。這表明，不同的阿爾茨海默症亞型形成了不同的原纖維結構和肽長度。

【9】缺氧通路與心臟再生有關

doi | 10.1038/nature20173

Hesham Sadek及同事表明，一個由慢性嚴重缺氧激發的通路能在成年小鼠中促進受傷心臟的再生。患有心肌梗死、被長期放置在缺氧環境中的小鼠製造出了新的心肌細胞，並通過一種減少活性氧類集中、使心肌細胞重新進入細胞周期的機制恢復了心臟功能。長期嚴重缺氧並不是可用於人類的治療策略，但靶向這一通路或能誘導心肌再生。

【10】SPNS2蛋白調節腫瘤轉移

doi | 10.1038/nature20792

腫瘤轉移灶定植的多步驟過程受組織和系統微環境的影響。David Adams、Anneliese Speak及同事通過篩選突變小鼠系來識別微環境調節劑，發現SPNS2是腫瘤肺部定植的重要介導。刪除Spns2能促進自然殺傷細胞和效應T細胞對腫瘤細胞的殺滅，降低小鼠腫瘤模型的轉移壓力。

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