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    6月23日Nature雜志精選文章一覽
    作者:    來源:    發布時間:2016-06-24

    【1】封面故事:中國科學現狀與未來

    doi | 10.1038/534451a

    本期Nature ?治鲋袊茖W的現狀與未來。我們介紹了中國科研力量的迅速崛起(page 452)和中國的十大科學家(page 456)。該國試圖領先世界的一個領域是DNA測序。發表在本期第462頁上的一篇文章顯示,中國也計劃在精準醫學方面獨占鰲頭。在一篇Comment文章中, 國家自然科學基金委員會主任楊衛認為,中國需要提高基礎研究的質量、誠信度和適用性(page 467)。而Douglas Sipp和裴端卿認為,與人們一般看法相反的是,中國給其他國家提供了怎樣管理生命科學領域倫理敏感性研究工作的經驗(page 465)。

    【2】強子的構造

    doi | 10.1038/nature18011

    量子色動力學(QCD)描述夸克怎樣聚集在一起形成強子。最常見的強子是重子,如質子和中子(它們由三個夸克組成)及介子(它由一個夸克-反夸克對組成)。但原則上,QCD允許存在的構造要奇異得多:由更多夸克組成的粒子或由膠子(強作用力的載體)及夸克組成的粒子。雖然這種奇異狀態的例子最近已被發現,但實驗結果和來自 “格點QCD” 的高準確度理論預測并未產生一個能夠據其從QCD推導出強子構造規則的清晰模式。這篇Review文章討論最近在尋找決定強子構造的規則過程中所獲得的實驗和理論結果,作者就這一領域當前和未來的研究工作表達了他們的觀點。

    【3】Nav1.1通道介導機械疼痛

    doi | 10.1038/nature17976

    影響幾個Nav1子型電壓門控鈉通道的突變,已被發現與失痛癥或持續性疼痛癥相關。Nav1.1是由體覺神經元表達的,但并未確定這一子型與傷害感受之間有直接聯系。進一步的研究工作一直受阻于能夠對Nav1家族密切相關的成員加以區分的藥物的缺乏,F在,David Julius 及同事識別出專門以Nav1.1為目標的兩種蜘蛛毒素,并用它們顯示,這一通道是有髓Aδ感覺神經纖維對機械疼痛(但不是熱疼痛)的特異性傳導的關鍵。以前對Nav1.1所做的遺傳研究表明,這種選擇性藥物也許會為與中樞神經系統相關的疾病如癲癇、自閉癥和阿爾茨海默氏癥等開辟治療途徑。本文所報告的Nav1.1通道在介導機械疼痛中的參與是人們過去沒有料到的。

    【4】自然遺傳多樣性和蛋白質組

    doi | 10.1038/nature18270

    關于基因變異怎樣決定基因表達的研究工作迄今主要集中在量化對RNA轉錄體的影響上。本文作者主要關注一個具有遺傳多樣性的小鼠類群中的蛋白和轉錄體豐度。在一項蛋白質組范圍的分析中,他們對來自小鼠肝臟的轉錄體和蛋白進行量化,識別出一大批 “蛋白層面的數量性狀位點” (pQTL)。中介分析 (Mediation analysis)識別出了 “distant pQTL”背后的蛋白中間體以及數百個蛋白-蛋白關聯。

    【5】TRPV6 Ca2 通道的結構

    doi | 10.1038/nature17975

    “瞬時感受器電位” (TRP)通道是一個 “陽離子可滲透離子通道”大家族,充當包括溫度、味道、嗅覺、視覺、聽覺和觸覺在內的感覺模塊的傳感器。TRPV5 和 TRPV6是對Ca2+有高度選擇性的TRP通道,它們在鈣平衡中起至關重要的作用。在這篇論文中,作者報告了大鼠TRPV6的3.25 A 分辨率的X-射線晶體結構。雖然TRPV6的總體架構與TRPV1的結構很相似,但這一新結構顯示,極高的Ca2+ 選擇性是通過這一選擇性過濾結構內由天冬氨酸側鏈構成的一個環對Ca2+ 的直接配位(direct coordination)實現的。這項研究為了解上皮Ca2+ 吸收及其在病理生理中所起作用提供了結構基礎。

    【6】黑洞合并檢測的一個路線圖

    doi | 10.1038/nature18322

    Krzysztof Belczynski 等人發表了對雙黑洞的形成所做的數值模擬,其模擬為解讀最近檢測到的第一個引力波源(被稱為GW150914,由兩個大質量黑洞合并而成)提供了一個框架。他們的模型顯示,這些事件是在一個金屬性不到太陽10%的環境中發生的,其前體是初始質量為40-100個太陽質量、通過質量轉移和一個 “common-envelope相”相互作用的恒星。根據他們的計算預測,一旦引力波觀測裝置達到其最大靈敏度,那么每年將會檢測到大約1000個黑洞合并事件。

    【7】通過四個離子進行粒子物理學模擬

    doi | 10.1038/nature18318

    量子模擬有望為經典計算方法無法解決的問題提供解決辦法。具有挑戰性的計算問題的一個例子是規范場論(對現代粒子物理學至關重要的場論)中的實時動態。這篇論文發表了在由幾個量子位(這些量子位由被電磁場控制的處于束縛狀態的鈣構成)組成的一臺量子計算機上對“格點規范場論” (lattice gauge theory)所做的數字量子模擬(digital quantum simulation)。本文作者所模擬的這一特定模型是 “Schwinger mechanism”,它描述電子-正電子對從真空中的生成。作為通過一項原子物理實驗所模擬的一個粒子物理理論的一個早期例子,這項模擬有可能為模擬更復雜的、通過計算無法模擬的模型打開大門。

    【8】活細胞中觀察到半融合和半分裂

    doi | 10.1038/nature18598

    脂質雙層會發生融合或分裂,分別產生更大或更小的細胞器,但它們是通過一個半融合的中間體還是一個內壁有蛋白的小孔來做這件事情的仍然存在爭議。Ling-Gang Wu及同事利用超高分辨率顯微鏡在融合和分裂過程中對活細胞中的半融合中間體進行了直接觀察。他們的數據表明,鈣和動力蛋白在融合和分裂之間控制兩個方向的可逆轉變。

    【9】Rocaglate 藥物的作用機制

    doi | 10.1038/nature17978

    癌癥藥物Rocaglamide A (RocA)抑制一個子類的RNA 轉錄體的翻譯。因為它以RNA 螺旋酶 eIF4A為作用目標,所以RocA 的特異性過去被認為在于信使RNA (它們需要eIF4A活性)的高度結構化的5′ 未翻譯區域。Nicholas Ingolia及同事現在發現,抑制機制有一個不同的基礎。RocA將eIF4A 固定在 “聚嘌呤”序列上,從而阻止43S亞單元沿信使RNA被掃描。這篇論文突顯了一種藥物何以能夠通過穩定序列選擇性 “RNA-蛋白” 相互作用來發揮作用。

    【10】人受精復合體的結構

    doi | 10.1038/nature18595

    在哺乳動物受精過程中,與精子相關的蛋白IZUMO1識別卵子表面上的受體JUNO,但二者之間相互作用的結構細節以前卻不知道。在本期Nature上發表的兩篇論文中,Halil Aydin等人和Umeharu Ohto等人發表了人IZUMO1 和JUNO在非結合構形和結合構形下的第一個原子分辨率的結構。Aydin等人描述了IZUMO1的一個 “回飛棒”形狀的結構,他們的數據表明,IZUMO1在以高親和度與JUNO相結合時會發生一個很大的構形變化。Ohto等人報告了IZUMO1的一個被拉長的棒狀結構,由通過一個 “β-發卡區域” 與一個類似免疫球蛋白的區域相連接的一個 “螺旋束IZUMO區域” 構成。 兩個小組對IZUMO1–JUNO界面所做的突變研究,都顯示了結合所需的結構決定因素。這些結果所提供的數據將有助于新型非荷爾蒙避孕藥的研發和不育癥治療。(生物谷Bioon.com)

     

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