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2014年09月04日自然杂志精选

更新:2014年09月10日 阅读次数: 【字体:

2014年09月04日自然杂志精选

封面故事:宇宙中的一个“本超星系团”
The?Laniakea?supercluster?of?galaxies
银河系是“本星系群”的一员。现在我们拥有了关于星系距离和运动的充足数据,能够来描述位于宇宙中我们这个角落的一个规模要大得多的星系群——它是一个“超星系团”(supercluster),直径160百万秒差距,含有1017个太阳质量的物质。Brent?Tully等人利用一组新的“本动速度”(由引力扰动造成的视线与宇宙膨胀的偏离)来构建一张代表物质分布的图。他们识别出一个“本超星系团”(home?supercluster),将其命名为Laniakea。这个词来自夏威夷语的lani?和?akea?(前者的意思是?“heaven”,即“天”;后者的意思是?“spacious”,即“广阔的”)。它包括“室女座”星系团、“矩尺座”、“长蛇座”和“半人马座”星系团(亦称为Great?Attractor)、Pavo-Indus?filament和若干空隙。封面图片:Mark?A.?Garlick?/?source,?Daniel?Pomarede。(doi:?10.1038/nature13674?&?doi:?10.1038/513041a)

eIF4F?与致癌蛋白的相互作用
RNA?G-quadruplexes?cause?eIF4A-dependent?oncogene?translation?in?cancer
eIF4F?is?a?nexus?of?resistance?to?anti-BRAF?and?anti-MEK?cancer?therapies
一些致癌蛋白的表达是在翻译层面上被调控的。Hans-Guido?Wendel?及同事发现,依赖于“翻译启动因子”eIF4A的一个子类的编码致癌蛋白和转录因子的mRNA,在它们5′?未翻译的区域含有一个能形成G-quadruplex的结构。这些发现可解释为什么silvestrol?(一种来自植物的抗癌药物,以依赖于eIF4A的翻译为目标)一般是无毒的,可以被很好地耐受,除非是在依赖于这些蛋白之活性的癌细胞中。在本期发表的另一项研究中,Stéphan?Vagner及同事发现,eIF4F的抑制会与BRAF抑制因子合作来抑制跟BRAF突变相关的黑素瘤的生长。(doi:?10.1038/nature13485?&?doi:?10.1038/nature13572)

肝硬化与肠道微生物群的联系
Alterations?of?the?human?gut?microbiome?in?liver?cirrhosis
以前的研究工作显示,在肝脏并发症如肝硬化与肠道微生物群之间存在一个联系。Lanjuan?Li?及同事对来自98个肝硬化患者和83个健康对照组成员的粪便样本进行了一项全微生物群关联研究。定量元基因组分析显示,75,245个基因的丰度在这两组人之间显著不同,其中很多可以被归入代表先天同源细菌种类的66个类别中。在这些细菌中,28种在肝硬化患者体内富集,大部分来源于口腔(主要是韦荣球菌和链球菌)。所识别出的标记是独特的、肝硬化特定的基因,同时作者还发现:这些基因当中一组仅仅15个就可以构成可用作诊断工具的一个高度准确的辨别指标的基础。(doi:?10.1038/nature13568)

多鳍鱼陆上学步
Developmental?plasticity?and?the?Origin?of?tetrapods
多鳍鱼(多鳍鱼属)是原始辐鳍鱼,见于非洲(有时在家庭鱼缸里也能见到),它们拥有能够发挥功能的、从鱼鳔演变来的肺和强有力的胸鳍,后者的作用是偶尔上岸时用来支撑身体。这项研究将“塞内加尔多鳍鱼”(Polypterus?senegalus)作为四足动物直接祖先的一个模型,并对这些鱼到陆地上生活时所发生的解剖和行为变化进行量化。当在陆地上长大时,多鳍鱼会将头抬得高于地面,使前肢接近中线,并且比那些在水下长大、第一次上岸要得到提示才会走路的多鳍鱼滑来滑去的时候要少得多。这些观察结果再加上骨骼结构和肌肉组织的变化表明,在最早四足动物或者说其直接祖先中所看到的一些姿势变化,也许是对环境的一种反应,并且被发育可塑性吸收了。(doi:?10.1038/nature13708?&?doi:?10.1038/nature13743)

干细胞中的稳定表观遗传记忆
Dynamic?and?static?maintenance?of?epigenetic?memory?in?pluripotent?and?somatic?cells
如DNA甲基化等表观遗传机制帮助基因调控程序的稳定维持。在这项研究中,Amos?Tanay及同事建立了用来估计DNA甲基化周转率的一个方法,发现胚胎干细胞能够在没有甲基化的克隆传输的情况下维持一个稳定的表观遗传状态。相比之下,体细胞会向后代传输相当多的表观遗传信息,但这使得体细胞表观基因组更容易受噪音影响。(doi:?10.1038/nature13458)

抗糖尿病药物目标GPR40的结构
High-resolution?structure?of?the?human?GPR40?receptor?bound?to?allosteric?agonist?TAK-875
“G-蛋白耦合受体”(GPCR)?“人GPR40”?(hGPR40,亦称为“自由脂肪酸受体-1”)是用于2-型糖尿病治疗的一个有吸引力的治疗目标。它是一种膜蛋白,主要是在胰腺?β-细胞中和小肠肠内分泌细胞中表达,充当一个营养物传感器,增强胰岛素分泌和“胰高血糖素样受体-1”的分泌。这项研究报告了与TAK-875?(fasiglifam,它是GPR40?的一个部分激动剂,目前正在进行三期临床试验)形成复合物的hGPR40的详细原子结构。该结构显示TAK-875以一种通常的方式结合,并且表明TAK-875和天然基质通过脂质双层进入“受体结合袋”。(doi:?10.1038/nature13494)

RIPK1?既激发又抑制细胞死亡
RIPK1?maintains?epithelial?homeostasis?by?inhibiting?apoptosis?and?necroptosis
RIPK1?ensures?intestinal?homeostasis?by?protecting?the?epithelium?against?apoptosis
“受体相互作用蛋白-1激酶”(RIPK1)参与各种细胞死亡通道的激发和炎症信号传导的控制。在本期Nature上发表文章的两个单独的研究小组采用对比方法发现,除了促进细胞死亡外,RIPK1在支持小鼠上皮细胞存活中还发挥一个矛盾的功能,该功能是独立于其激酶功能的。RIPK1通过阻止由FADD/caspase-8介导的凋亡和依赖于RIPK3的坏死性凋亡来抑制上皮细胞凋亡和坏死性凋亡。这些发现连同遗传数据表明,RIPK1是小肠和皮肤中上皮细胞存活、动态平衡和炎症的一个主调控因子。(doi:?10.1038/nature13608?&?doi:?10.1038/513038a?&?doi:?10.1038/nature13706)

基因组的饱和编辑
Saturation?editing?of?genomic?regions?by?multiplex?homology-directed?repair
在基因组学领域,对能够迅速、廉价确定突变的功能后果的方法有很大需求。这篇论文介绍了对基因组区域进行饱和诱变(目的是产生所有可能的突变)、同时保持自然内源性染色体环境的一个方法。该方法利用由CRISPR/Cas9?RNA引导的分裂和multiplex?homology引导的修复,其用途通过用所有可能的六聚体来替换一个六碱基对基因组区域和用所有可能的单一核苷酸变体来生成同一个完整的外显子在BRCA1?的18号外显子内得到了演示。研究人员还对一个必要基因(即DBR1)的一个非常保守的编码区域进行了饱和编辑。该方法有望能够促进对顺式调控元素和反式作用因子的高分辨率功能分析以及对由临床测序工作所报告的具有不确定意义的变异体的解读。(doi:?10.1038/nature13695?&?doi:?10.1038/nature13659)

地幔柱上的表面拓扑
Asymmetric?three-dimensional?topography?over?mantle?plumes
关于表面拓扑在什么样的空间比例上受地幔-岩石圈相互作用而不是受plate-scale?过程影响的问题,对于我们了解地球的构造、磁场和地震活动有重要意义。Evgueni?Burov?和?Taras?Gerya?在这篇论文中发表了对一个地幔柱与一个从流变学上来讲现实的岩石圈在远场张力(far-field?tension)作用下的相互作用所做的三维数值模拟。他们发现,模拟的结果是一个复杂的表面演变过程,与通常被假设是地幔上涌特征的平滑的、径向对称的模式非常不同。其拓扑表现出强烈不对称的、小尺度的三维特征,其中包括有窄有宽的裂缝、弯曲的侧面隆起和断层结构。(doi:?10.1038/nature13703?&?doi:?10.1038/513036a)

M82中的一个中等质量的黑洞
A?400-solar-mass?black?hole?in?the?galaxy?M82
恒星质量黑洞的X-射线发射中的稳定振荡与黑洞质量密切关联。Dheeraj?Pasham等人利用这一关系来计算附近星爆星系M82?(被认为是一个中等质量的黑洞)中最亮X-射线源的质量。以前的估计值是基于与大的内在不确定性之间的比例关系,它们甚至允许存在一个恒星质量的黑洞。新获得的数据大约是428个太阳质量,或者说是大约415个太阳质量±63个太阳质量,计算所依据的是一个“相对论岁差”(relativistic?precession)模型。这些发现证实,M82?X-1?的毫赫准周期性振荡是来自一个中等质量的黑洞。(doi:?10.1038/nature13710)

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