Nature 一周论文导读 | 2019 年 3 月 14 日

审校：小象 小勺 小锅 棒冰 咖喱 水村山郭 访冬

制版：阿金

生物学

Biology

An integrative systems genetic analysis of mammalian lipid metabolism

哺乳动物脂质代谢的综合系统遗传分析

（导读 Chen^W^J）本文应用蛋白质组学和脂肪系统遗传分析，研究了107种小鼠的脂质调节网络，识别血脂特征，确定脂质相关蛋白的亚细胞定位和功能，揭示预测调节脂质丰度的功能蛋白和遗传变异。研究为探索哺乳动物的脂质代谢提供了丰富的资源，有助于发展肝脏脂肪毒性相关的治疗剂和生物标记物……[论文详细信息]

Bacterial cGAS-like enzymes synthesize diverse nucleotide signals

细菌cGAS样酶合成多种核苷酸信号

（导读 王思菲）细菌环二核苷酸（CDNs）能在感染时和宿主细胞上的模式识别受体结合并引起免疫应答。本研究对细菌信号核苷酸进行系统性生化筛选，发现cGAS/DncV样核苷酸转移酶（CD-NTases）家族。CD-NTase晶体结构提示其活性位点决定选择嘌呤或嘧啶合成多种CDNs。CD-NTase不仅能产生CDNs，也能产生环三核苷酸。这些环状核苷酸能激活不同宿主受体，调节病原体或共生菌和宿主之间的交互作用……[论文详细信息、相关报道:《Nature深度|细菌中也有cGAS？哈佛科学家发现发现一大类cGAS/DncV样核苷酸转移酶》]

A radical switch in clonality reveals a stem cell niche in the epiphyseal growth plate

克隆性的根本转变揭示了骨骺生长板中的干细胞生态位

（导读 MQ）儿童骨骼的生长依赖于体内靠近所有长骨末端的生长板。研究人员通过多色报告基因和函数扰动进行克隆遗传追踪，证明胎儿和新生儿期间的纵向生长涉及软骨祖细胞的消耗，而在生命的晚期，与次生骨化中心的形成相一致，软骨祖细胞获得了自我更新的能力。研究结果表明：干细胞生态位在出生后的骨骺生长板中生成，可长时间持续供应软骨细胞……[论文详细信息、相关报道：《颠覆传统认知！Nature：这种干细胞才是骨骼生长的动力源泉》]

Exposing Anopheles mosquitoes to antimalarials blocks Plasmodium parasite transmission

将按蚊暴露于抗疟药物可阻断疟原虫传播

图片来源：NPR

（导读 MQ）传播恶性疟原虫的抗杀虫剂按蚊日趋普遍，急需研发控制疟疾的新方案。本研究发现雌性冈比亚按蚊在蚊帐表面摄取低浓度的抗疟药atovaquone后，可快速且完全阻断体内的恶性疟原虫发育。细胞色素B抑制剂可达到同样阻断传播效果，证明线粒体功能是杀死疟原虫的靶标。通过疟疾传播动力学模型预测，抗疟药浸渍蚊帐有望解决按蚊杀虫剂抗性对全球健康的影响……[论文详细信息]

S-Geranylgeranyl-L-glutathione is a ligand for human B cell-confinement receptor P2RY8

S-香叶基香叶基-L-谷胱甘肽是人B细胞限制受体P2RY8的配体

（导读MQ）生发中心B细胞样弥漫性大B细胞淋巴瘤和伯基特淋巴瘤中经常发生P2RY8突变，但目前此受体的配体仍未知。研究人员发现S-香叶基香叶基-L-谷胱甘肽（S-geranylgeranyl-L-glutathione, GGG），是P2RY8的有效配体，淋巴组织中可于纳米水平检测到此配体。GGG抑制趋化因子介导的生发中心B细胞（GCB）和滤泡辅助性T细胞的迁移，并拮抗GCB中AKT磷酸化。提示GGG为参与组织和控制生发中心的胞间信号分子……[论文详细信息]

Hepatocytes direct the formation of a pro-metastatic niche in the liver

肝细胞指导肝脏中转移前的微环境的形成

（导读MQ）肝脏是转移性疾病的最好发部位。本研究发现肝细胞协调肝脏内髓细胞积聚和纤维化增加其对转移性播种和生长的易感性。小鼠胰腺癌早期模型中非恶性细胞分泌IL-6到血液，刺激肝细胞转录激活因子3（STAT3）信号激活及血清淀粉样蛋白A1和A2（合称SAA）增加。SAA在胰腺或直肠癌伴肝转移患者中同样上升。基因敲除或阻断IL-6-STAT3-SAA信号可阻止转移前微环境的建立，抑制肝转移……[论文详细信息、相关报道：《Nature：科学家揭示癌症最常扩散到肝脏的原因》]

p53 regulation of ammonia metabolism through urea cycle controls polyamine biosynthesis

p53通过尿素循环调控氨代谢控制多胺生物的合成

（导读 王思菲）肿瘤细胞如何处理代谢过程中生成的过量氨及其产生的影响仍未知。本研究发现抑癌基因p53通过抑制尿素循环调控氨代谢。p53通过下调CPS1、OTC及ARG1抑制尿素生成及氨代谢，抑制肿瘤生长。这些基因的表达下调通过MDM2介导机制正向反馈激活p53。而过量氨导致多胺合成限速酶ODC蛋白翻译下调，进而抑制肿瘤细胞的多胺合成及细胞增殖……[论文详细信息、相关报道：《专家点评Nature | 清华江鹏组揭示肿瘤氨代谢异常的分子机制及功能》]

Proteomics identifies new therapeutic targets of early-stage hepatocellular carcinoma

通过蛋白质组学发现早期肝细胞癌的全新治疗靶点

（导读 页一）肝癌死亡率在癌症死亡中居第三位。本研究使用蛋白质组学和磷酸蛋白质组学分析早期肝癌组织，进一步划分亚型。发现其中生存率最低、术后预后最差的S-III亚型肝癌患者胆固醇平衡紊乱，基因敲低SOAT1可改变胆固醇胞内分布，抑制肝癌的增殖和迁移。对人源肝癌异种移植瘤小鼠模型使用SOAT1抑制剂可显著减小SOAT1高表达的肿瘤大小……[论文详细信息、相关报道：《专家点评Nature丨中国科学家发现肝癌精准治疗新靶点——开启蛋白质组学驱动的精准医学新时代》]

Autophagy induction via STING trafficking is a primordial function of the cGAS pathway

通过STING运输诱导的自噬是cGAS途径的原始功能

（导读 Chen^W^J）本研究发现，在与cGAMP结合并被激活后，STING蛋白不止可以诱导干扰素合成，还可转移到高尔基体和内质网-高尔基体中间隔区（ERGIC），从而参与自噬小体膜的生成，诱导细胞自噬。在海葵刺虫中，被cGAMP激活的STING诱导自噬而不诱导干扰素合成，这表明诱导自噬是cGAS-STING通路的一种原始功能……[论文详细信息]

TRAIP is a master regulator of DNA interstrand crosslink repair

TRAIP是DNA链间交联修复的主要调节剂

（导读 过泽远）在非洲爪蟾卵提取物中，复制叉遇到链间交联（一种DNA损伤）时可以启动两种不同的修复途径：用NEIL3糖化酶来裂解交联；或者由范可尼贫血症蛋白切割环绕链间交联的磷酸二酯骨架，并生成一个可被同源重组修复的双链断裂的中间物。本研究证明，E3泛素连接酶TRAIP对这两种途径来说都是必需的，并且控制着两种路径之间的选择……[论文详细信息]

物理学

Physics

Optical clock comparison for Lorentz symmetry testing

洛伦兹对称性测试的光学钟比较

图片来源：sciencenews.org

（导读 页一）精确比较光学钟的频率，有望改进用相对论测量尚未被发现的违反洛伦兹对称性的行为的测试。本研究把两个在10-18能级上一致的单镱离子光学钟限制在独立的离子阱中。由于在10-19能级中没有因频率偏移产生的周期性调制，通过推导，能将此前的电子洛伦兹对称性破坏的严格极限提高了两个数量级。这种精度对量子引力理论描述普朗克尺度的动力学是必不可少的……[论文详细信息]

Electrical resistivity across a nematic quantum critical point

向列量子临界点的电阻率

(导读 页一）FeSe1-xSx的超导性掩盖了向列相对电子基态的影响。本研究使用强磁场破坏FeSe1-xSx中的超导态，并跟踪跨向列相量子临界点的电阻率变化。揭示了向列相量子临界性的经典特征：T2电阻率系数在接近临界点时提高；而在临界点处，严格的温度-线性电阻率在温度T处外延几十K。此外，强向列相波动或许在其它“奇异金属”的输运特性中起了一定作用……[论文详细信息]

Thermodynamic signatures of quantum criticality in cuprate superconductors

铜氧化物超导体中量子临界的热力学特征

（导读 页一）铜氧化物超导体中，掺杂水平p*是否标志着真正的量子相变尚不明确。本研究把Eu-LSCO和Nd-LSCO两种铜氧化物置于低温及足以抑制超导性的强磁场中，测量包括p*在内的较广掺杂范围内的比热C。发现Cel/T在p*处有尖锐的峰值。当温度T趋于0时，Cel/T与log(1/T)相关。研究发现，铜氧化物的赝隙相在量子临界点结束，其相关涨落可能与d波对和载流子的反常散射有关……[论文详细信息]

其他

【Astronomy-天文】A distance to the Large Magellanic Cloud that is precise to one per cent

到大麦哲伦星云的距离精确到百分之一

（导读 刘奇）精密宇宙学要求经验性哈勃常数精确度至少1%，其不确定度主要来自造父变星周光关系的校准。大麦哲伦星云（LMC）是最佳校准对象。由晚型星组成的食双星系统为测量到LMC的距离提供了最精确的方式，技术精度限制为2%。本文报告了表面亮度颜色关系的校准，精度为0.8%，并在1%的精确度上确定了到LMC的距离……[论文详细信息]

【Computer Science-计算机】Supervised learning with quantum-enhanced feature spaces

使用量子增强特征空间进行监督学习

（导读 刘奇）机器学习和量子计算可能以改变计算的执行方式来解决难题。机器学习常使用核函数映射特征空间，而量子算法使用量子态空间增强算力。研究者在超导处理器上运行了两种量子算法，一是使用变分电路的量子变分分类器，二是量子核估计器，用来估计核函数和优化经典SVM。这两种算法实现了有监督分类器构造，能将嘈杂中型量子计算机应用于机器学习……[论文详细信息]

【Chemistry-化学】Site-selective and versatile aromatic C−H functionalization by thianthrenation

通过噻蒽化（thianthrenation）增强芳香基C-H功能化活性位点的选择与多功能性

（导读MQ）本研究引入一种持久性的硫基自由基对其功能化后使其成为具有高选择性的复杂芳香烃，并通过过渡金属和光氧化还原催化剂得到能够进行不同转化反应的噻吩盐。这种转化该转化提供了可以直接接触大量复杂小分子衍生物的途径，并且能够快速产生其他方法无法实现的具有选择性功能的多样性……  [论文详细信息]

【Geoscience-地球科学】Self-formed bedrock waterfalls

自我形成的基岩瀑布

图片来源： New Scientist

（导读 柳寒石）瀑布可以塑造景观演化，反映海平面或构造变化，并将景观与下游扰动隔离。研究人员通过恒定水排放和沉积物进料水槽实验，，发现瀑布可在无外部扰动情况下形成于平坦基岩，流动水力学、沉积物运输和基岩侵蚀之间的不稳定性导致床形起伏逐渐变成瀑布。区分自我和外部压力形成瀑布的研究可能有助于改善地球历史景观重建……[论文详细信息]

文来自微信公众号“科研圈”。