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Nature 一周论文导读

时间: 2019年07月01日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)
审校:小象 小锅 山村水郭 咖喱 紫苏 书牧 制版:阿金 生物学 Biology Structural colour using organized microfibrillation in glassy polymer films 玻璃状聚合物薄膜中的有序微纤化可产生结构色 图片来源



审校:小象 小锅 山村水郭 咖喱 紫苏 书牧

制版:阿金


生物学

Biology


Structural colour using organized microfibrillation in glassy polymer films

玻璃状聚合物薄膜中的有序微纤化可产生结构色 


图片来源:Asian Scientist Magazine


(导读 页一)聚合物的应力热点处会形成微孔和微纤丝。本研究表明,利用驻波光学设计薄膜内部的周期性应力场,可以控制微纤丝和微孔的形成。在周期性应力场下,弱溶剂作用可诱导有序微纤化,在聚合物中产生微孔和微纤丝填充的交替层,该结构显示出覆盖整个可见光谱的结构色,且颜色可调。该现象有望实现无墨的大规模彩色印刷。 [相关报道:不用油墨打印出的最袖珍浮世绘]



Atypical behaviour and connectivity in SHANK3-mutant macaques

SHANK3突变猕猴的非典型行为和神经连接 



(导读 页一)SH3和SHANK3基因与自闭症谱系障碍、Phelan–McDermid综合征等疾病相关。本研究使用CRISPR-Cas9技术获得食蟹猴SHANK3生殖系突变体及其F1后代。突变导致猕猴神经回路异常、睡眠障碍等,与SHANK3功能障碍、自闭症谱系障碍和Phelan–McDermid综合征的特征行为类似。[相关报道:基因编辑CRISPR 找到“国产”自闭症猕猴模型]



Single-cell transcriptomic analysis of Alzheimer’s disease

阿尔茨海默病的单细胞转录组学分析


(导读 王思菲)本研究分析了来自48位不同病理程度阿尔茨海默病患者前额皮质的80,660个单细胞核转录组,鉴定了病理相关的几个转录特征相异的细胞亚群。特别的是,本研究发现转录特征存在显著性别差异,女性的疾病相关细胞亚群比例过高。该研究结果为阿尔茨海默病提供分子及细胞蓝图。[论文详细信息]



Structural mechanism for NEK7-licensed activation of NLRP3 inflammasome

NEK7激活NLRP3炎性小体的结构机制


(导读 陈欣桐)有丝分裂激酶NEK7可在分裂间期促进NLRP3炎性小体的组装和激活。本研究解析了非活性人NLRP3-NEK7复合体的冷冻电镜结构,发现NLRP3由弯曲的亮氨酸富集重复序列和球形NACHT结构域组成,NEK7的C末端处于这两个结构域之间。建模及突变实验证实NLRP3结合的NEK7还与相邻NLRP3接触。该结果表明NEK7通过双重相互作用桥连相邻NLRP3亚基从而介导NLRP3炎性小体的激活。[论文详细信息]



Mitochondrial fragmentation drives selective removal of deleterious mtDNA in the germline

线粒体碎片化驱动生殖系中有害mtDNA的选择性清除 


(导读 王思菲)雌性生殖系中避免线粒体DNA (mtDNA)有害突变积累的分子机制尚不清楚。本研究利用基因荧光原位杂交技术,对果蝇生殖系中的野生型和突变型mtDNA进行可视化区分。卵子发生早期,线粒体基因组被分隔在不同线粒体碎片中,含突变基因的线粒体碎片产生ATP的能力减弱,并在线粒体自噬蛋白Atg1及BNIP3的参与下被选择性清除。此种选择方式可能也在体细胞中存在。该结果为mtDNA相关疾病的治疗提供思路。[相关报道:突变的线粒体DNA如何选择与被清除?]



Mating preferences of selfish sex chromosomes

自私性染色体的交配偏好


图片来源:nature.com


(导读 郭怿暄)雌性对于对雄性有害性状交配偏好的悖论依然有待深入探索。本研究提出了基于性染色体自私进化倾向的机制,研究发现雌性偏向的遗传元件(如W和X染色体)会进化出对一类雄性的交配偏好,这类雄性会降低本身或其后代健康性状,并增强雌性后代健康。W相关的偏好会导致对雄性致死性性状被固定。这一发现表明性相关偏好可驱动一些性状的进化,并能解释不同性决定机制的差异。[论文详细信息]



Genome-wide cell-free DNA fragmentation in patients with cancer

癌症患者中基因组范围无细胞DNA的片段化 


(导读 郭怿暄)血液中无细胞DNA为癌症患者进行无创诊断提供途径。本研究开发出一种对基因组范围无细胞DNA的片段化状态进行评估的方法,发现正常个体反映白细胞的核小体模式,癌症患者中发生改变,该分析具有较高灵敏度和特异性。部分位点的片段化图谱可用于发现肿瘤的组织来源。该结果揭示了无细胞DNA可用于人类癌症的筛查,早期诊断和监控。 [相关报道:约翰·霍普金斯研究人员开发出新型血液检测方法,利用DNA“包装”模式检测多种癌症类型]



De novo protein design by citizen scientists

由公众注册新宝GG家完成的蛋白质从头设计 


(导读 页一)Foldit5是一款对公众开放的蛋白质从头设计游戏。玩家将获得的延伸肽链折叠成蛋白结构并得到编码该结构的氨基酸序列。目前设计出的146个序列与天然蛋白无关,56个可在大肠杆菌中有表达且可溶,结构多样性在蛋白从头设计中前所未有。高分辨率结构分析4种蛋白发现与玩家模型几乎相同。这项工作有助于新蛋白的成功设计,公众注册新宝GG家在解决注册新宝GG难题中做出贡献。 [相关报道:真·玩游戏也能发 Nature:Foldit 玩家设计出全新蛋白质分子]



Heterochromatin drives compartmentalization of inverted and conventional nuclei

异染色质驱动倒置核和常规核的区室化 



(导读 郭怿暄)哺乳动物细胞中常染色质和异染色质存在空间上的分离,但区室化的形成机制尚不清楚。本研究对夜行哺乳动物的视杆细胞倒置核进行Hi-C分析并结合显微镜和多聚体模拟,发现异染色质区域间的吸引对建立区室化及着丝粒周边异染色质,可调节性异染色质和常染色质的建立至关重要。倒置细胞核中加入异染色质和核纤层的相互作用可重建传统细胞核中的组织。 [论文详细信息]



Late steps in bacterial translation initiation visualized using time-resolved cryo-EM

使用时间分辨率冷冻电镜解析细菌翻译启始过程中的后期步骤


(导读 阿金)细菌翻译启始涉及50S核糖体亚基与包含启始tRNA的30S核糖体启始复合物结合形成70S启始复合物,进而变为70S延长复合物。但整个过程构型变化的时间顺序尚不清楚。本研究使用时间分辨率冷冻电镜解析出近原子分辨率的70S延长复合物形成过程中驱动和调节亚基结合,启始因子解离和fMet-tRNAfMet定位的结构变化。研究结果证明时间分辨率冷冻电镜更有助于理解生物基础过程的机制。[论文详细信息]


物理学

Physics


Perfect Andreev reflection due to the Klein paradox in a topological superconducting state

由于Klein悖论在拓扑超导状态下的完美Andreev反射


图片来源:Phys.org


(导读 页一)对于无质量粒子,Klein隧穿过程中完全禁止后向散射,使其在任何势垒中都能完美透射。本文报告了在点接触型光谱中观察到的完美Andreev反射,即Klein隧穿的特征,并在拓扑Kondo(近藤)绝缘体中观察到邻近诱导超导态的潜在“相对论性”的物理表现。该发现揭示了拓扑超导被忽视的一个方面,并可为一类独特的自旋电子和超导器件应用奠定基础。[论文详细信息]



Enhanced intrinsic photovoltaic effect in tungsten disulfide nanotubes

增强二硫化钨纳米管中的固有光伏效应


(导读 王嘉媛)目前由于材料中的体光伏效应(BPVE)效率低导致其发展受到阻碍。本文发现在二硫化钨器件中,通过系统地降低晶体对称性,而非仅仅破坏其反演对称性,即将其二维单层结构转变为纳米管,可以极大地增强BPVE,由此产生的光电流密度比其他BPVE材料大几个数量级。此研究结果显示出降低晶体对称性对提高太阳能转换为电能效率的重要性。[论文详细信息]



Chiral twisted van der Waals nanowires

手性扭转的范德华纳米线


(导读 页一)范德华异质结构相邻层间的微小错位,因其原子晶格和层间摩尔条纹中产生的长程超晶格势会决定电子结构与相关现象受到广泛关注。本文展示硫化锗(II)纳米线沿其轴线方向分层结晶。其Eshelby扭转导致纳米线中出现手性结构,相邻层间扭转形成摩尔条纹。改变纳米线的厚度可调节轴向旋转和扭转。该研究有助于未来制造有特定扭转角的可缩放范德华结构。[论文详细信息]



Helical van der Waals crystals with discretized Eshelby twist

具有离散Eshelby扭转的螺旋范德瓦尔斯晶体


(导读 页一)通过自下而上的生长方法可以生长出扭转的范德华结构。本文利用Eshelby扭转在纳米到中尺度上促使该结构的形成。先将轴向螺错位引入纳米线,所得范德华纳米结构的总扭转率由纳米线的半径决定。通过使用离散跳跃的固定扭率可降低因纳米线径向生长造成的弹性势能,产生中尺度结构。本文随后证明通过控制径向尺寸可以调整扭转拓扑。[论文详细信息]



Turbulent convective length scale in planetary cores

行星核中湍流对流的长度尺度


(导读 刘奇)行星核对流在无强磁场时被认为是处于快速旋转的湍流态,但尚无证据证明。本研究使用无磁数值模拟探索这种机制,以说明在真实参数近似下对流长度尺度与粘度无关,完全由流速和行星旋转决定,并可外推至较大行星核。研究发现地核湍流对流长度尺度约30km,表明弱磁区地球发电机模拟中的数值上不可达粘性标度需求可放宽。[论文详细信息]


其他


【Oceanography-海洋学】 Antarctic offshore polynyas linked to Southern Hemisphere climate anomalies

南极近海冰间湖形成与南半球气候异常相关


图片来源:Google News - Overview


(导读 页一)南极冰间湖可能改变深海性质和环流,但形成机制尚不清楚。本研究发现同时发生的上层海洋条件和气象扰动是威德尔海冰间湖的成因。自主剖面浮标观测结果表明莫德海山附近的最大冰间湖是强烈风暴引发和调节的,巨大的热量损失导致内部的深层翻覆。风驱动的上涌弱化上层海面盐水分层。威德尔海冰间湖成因相似,与南半球人为活动导致的气候变化有关。[论文详细信息]



【Environmental Science-环境注册新宝GG】 Global change drives modern plankton communities away from the pre-industrial state

全球变化促使现代浮游生物群落远离前工业化国家


(导读 刘奇)由于延伸到前工业时代的时序数据有限,缺乏长期基线,尚无法确定海洋生态系统已进入人类世。本研究使用浮游有孔虫沉积记录提供了一个现代物种群组成的全球前工业基线,发现人类世的种群物种组成与基线有显著差异,且与历史温度变化具有一致性。[论文详细信息]