《Nature》8月最受關注的十篇論文

　　英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊，自從1869年創刊以來，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。近期《Nature》下載論文最多的十篇文章（2015年7月6日 ～ 2015年8月5日）：

　　父母關系遠近與身高和智力有關

　　Nature 523 (2015年7月23日)

　　對102個群組和超過35萬個體進行的這項聯合元分析，通過觀察連續純合子片段(ROH，沿其全部長度被推斷為純合性的片段)研究了純合性對具有公共衛生重要性的性狀的影響。通過關注16個與健康相關的量化性狀，作者在全部連續純合子片段與四個復雜性狀之間發現了在統計上具有顯著性的聯系，這四個性狀分別是：身高、一秒用力呼氣肺活量、一般認知能力和教育程度。在每一種情況下，純合性的增加都與性狀值的降低相關。沒有發現全基因組純合性對血壓和低密度脂蛋白膽固醇或十個其他心臟代謝性狀有影響的證據。

　　21世紀的STEM教育

　　Nature 523 (2015年7月16日)

　　Nature雜志與《科學美國人》雜志合作，對“科學、技術、工程和數學”(STEM)教育方面的最新趨勢進行分析。通過采用21世紀的學習原理，教育工作者應能夠培養出更適合加入現代的、多學科的勞動力隊伍的科學家和整體科學素養更高的普通民眾。封面：Vasava

　　豆科植物怎樣識別固氮菌

　　Nature 523 (2015年7月16日)

　　根瘤菌感染豆科植物的根，在那里它們會誘導固氮根瘤的形成。這種共生關系在農業上有重要意義，因為它會減少對氮肥的需求。但豆科植物在它們所碰到的數千種不相容的土壤細菌中是怎樣識別這些有益的共生伙伴的呢？我們知道，細菌表面上的“胞外多糖”對于這些微生物與多細胞生物之間的相互作用很重要。在這項研究中， Jens Stougaard及同事識別出一種“胞外多糖受體”(EPR3)，它介導野生豆科植物“百脈根”對根瘤菌的識別。EPR3的表達是在感知到被稱為“Nod因子”的細菌信號作用分子時誘導產生的。該受體能識別相容的“胞外多糖”，從而控制共生性感染。

　　大陸地殼的形成

　　Nature 523 (2015年7月16日)

　　Brenhin Keller和共同作者發表了關于大陸地殼兩個基本構造成分——“火山巖”(外部噴發形成)和“深成巖”(內部固化形成)——的一個全球性地球化學數據集。他們的結果表明，對“火山巖”和“深成巖”樣本來說，從原始玄武巖成分向長英巖成分的分化趨勢在消減帶環境中一般是無法分辨的，但在大陸裂谷中卻是不同的。裂谷環境中主要元素和痕量元素分化模式的抵消表明，相對于干裂谷“火山巖”來說，“深成巖”巖漿的含水量更高，含水硅酸鹽巖漿的噴發能力較低。這項工作說明，在兩種構造環境中，造成中間巖漿和長英質巖漿生成的主要機制都是分離結晶，而不是地殼熔融。

　　成星過程的控制

　　Nature 523 (2015年7月9日)

　　在這篇Review文章中，Dawn Erb分析了恒星反饋在限制恒星形成中所起的作用，重點關注早期宇宙。幾個因素綜合起來產生反饋：恒星從氣體形成，所以當巨大恒星形成時，它們將原始物質除掉，用于后續的恒星形成，而正在演變當中的恒星會釋放大量能量和動量，后者會將周圍氣體加熱到太高的、使新恒星無法形成的溫度。Erb得出的結論是，在早期(年齡為5億年)宇宙中，以來自能夠形成恒星的低質量星系的氣體的星系規模的外流形式發生的反饋，使得電離輻射能夠逃離星系，將星系之間的氫從中性變成電離形式。

　　外來體用作癌癥的早期測試標記

　　Nature 523 (2015年7月9日)

　　大多數細胞都會脫落由封裹在磷脂雙層中的蛋白和核酸組成的、被稱為細胞外囊泡或外來體的東西。來自癌細胞的外來體可以從癌癥患者的血液循環中被分離出來，并攜帶來自腫瘤的物質。現在，Raghu Kalluri及同事在胰腺癌患者中和在這種疾病的小鼠模型中發現含 “glypican-1”的外來體是早期胰腺癌的一個生物標記。這些發現也許能使用于胰腺癌早期檢測的無創傷測試得以實現。

　　圖論為3D納米尺度打印鋪平道路

　　Nature 523 (2015年7月23日)

　　源自DNA遺傳性的約束條件為DNA可以怎樣被組裝施加了重要限制，所以如果要實現復雜結構的話， “DNA折紙術”等程序仍然需要相當多的人工調整。在這篇論文中，Erik Benson及同事介紹了一個通用方法——采用單個螺旋、而不是緊密堆積在一起的螺旋束作為構造元件，這使得人們有可能設計和生成用現有方法非常難以實現的復雜DNA結構。由此獲得的納米結構比一般在生物分析中所碰到的條件下用傳統 “DNA折紙術”獲得的納米結構更穩定。而且由于整個設計過程可以很容易實現高度自動化，所以它使得實用的納米尺度三維打印離我們更近了一步。

　　線粒體在細胞內能量分布中的確起作用

　　Nature 523 (2015年7月30日)

　　本期封面所示為一個骨骼肌細胞中的導電性線粒體。能量在細胞內是怎樣分布的？在骨骼肌中，能量分布曾被認為是通過由代謝物促進的擴散發生的，盡管遺傳證據對這種分布方式的重要性提出了疑問。Robert Balaban及同事利用各種形式的高分辨率顯微鏡，對線粒體本身除了實際上產生能量外是否也在其分布中起一定作用進行了研究。他們發現，通過以“質子動力”(proton-motive force)的形式在整個細胞中形成一個導電通道，它們的確在能量分布中起一定作用。在整個這一網絡中，線粒體蛋白定位似乎是在變化的，從而使得線粒體膜電勢能夠以最佳方式產生和被利用。這一能量分布網絡(它取決于傳導而不是擴散)速度有可能極快，從而使得肌肉能夠對新的能量需求幾乎即時做出反應。封面: Ethan Tyler, NIH Medical Arts

　　“來那度胺”的作用機制

　　Nature 523 (2015年7月9日)

　　“沙利度胺”曾在上個世紀50年代末和60年代初被用作防止孕婦晨吐的一種藥物，但當后來發現它能使這些婦女所生小孩發生畸形時，該藥物便被撤出了市場。后來人們發現，“沙利度胺”及其衍生物可被成功用來治療某些造血病， 而且“沙利度胺”衍生物“來那度胺”已被證明對骨髓增生異常綜合征(MDS)是一種有效治療藥物。現在，Ben Ebert 及同事揭示了為什么“來那度胺”對于所謂的 “del(5q) MDS” (一種經常出現的MDS形式，攜帶一個版本的“染色體5q臂”內的刪除)。他們發現，“來那度胺”與 “CRL4CRBN E3泛素連接酶”結合，并促進“酪蛋白激酶1α” (惡性細胞依靠它存活)的降解。另外，“來那度胺”的一種新的類似物CC-122，被發現在誘導在某些B-細胞惡性腫瘤中有重要作用的其他CRBN基質的降解中比“來那度胺”更有效力。

　　南太平洋中的溶解鐵

　　Nature 523 (2015年7月9日)

　　本期封面所示為整個南太平洋中溶解鐵的一個三維視圖。深海熱液噴孔是鐵(能夠限制海洋生產力的一種必要痕量元素)的一個重要來源。最近的研究工作對人們長期所持的一個觀點提出了質疑。該觀點認為，從這種噴孔排放出的鐵大部分都被在距離其來源很近的地方從海水中除去了，因此對于海洋生物地球化學的重要性有限。Joseph Resing等人報告了來自 “東太平洋海隆”南部的水熱溶解的鐵和其他痕量金屬在南太平洋超過4,000公里范圍內的橫向傳輸。利用來自從厄瓜多爾的曼塔和塔希提的帕皮提之間的35個水文地理站收集的樣本獲得的數據，本文作者估計，全球水熱溶解的鐵對海洋的輸入量至少要比以前所報告的輸入量大四倍。在一個模型研究的幫助下，他們提出：鐵的物理化學穩定過程使得水熱活動能夠通過支持南大洋中的浮游植物生長來顯著影響碳循環。封面圖片：由來自位于德國不來梅港的阿爾弗雷德?魏格納研究所赫姆霍茲極地和海洋研究中心的Reiner Schlitzer制作的3D圖。