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《nature》八月亮点研究前十名

2016/09/01 来源:nature自然科研
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导读
八月份过去了,nature杂志上有哪些亮点研究呢?让我们一起跟随科学家的脚步大开眼界吧~


1.基于五个原子量子比特的量子计算机

Nature 536 (2016年8月4日)

本期封面离子阱照片展示了组成射频Paul阱电极的四个刀片,Paul阱囚禁了可光寻址的线性离子链。在一些领域中,人们正翘首期盼功能性量子计算机的诞生。比如说,在模拟化学反应或大数因数分解等问题中,量子计算机的表现将超越任何经典计算机。虽然人们已在小型量子计算机上运行过算法,但迄今为止,人们还未能设计出无需改变硬件而可以轻松重构、编译不同算法的可编程量子计算机。在本期《自然》中,Shantanu Debnath及同事展示了一个可编程的小型量子计算机,用五个囚禁原子离子充当量子比特。原则上,这种结构可扩展至更多量子比特。封面摄影:S. Debnath & E. Edwards, Joint Quantum Institute。

Letter

doi: 10.1038/nature18648

2.2型糖尿病的基因变异

Nature 536 (2016年8月4日)

80余个基因组位点的常见变异被认为与2型糖尿病易感性有关,但是它们只解释了一小部分的预估遗传性。一些研究假设,罕见或低频率的遗传变异可能在很大程度上解释其余风险。现在,本文作者为这一假设提供了一种检验方法,作为GoT2D和T2D-GENES项目的一部分,对2型糖尿病开展了大规模测序研究。他们的工作提供了迄今为止最为全面的糖尿病风险遗传结构分析,且能够检验罕见或低频率的遗传变异所扮演的角色。他们发现,研究确认的大多数遗传风险变异都是常见的,且出现在先前的全基因组关联分析所定位的区域。

Article

doi: 10.1038/nature18642

News & Views

doi: 10.1038/nature18906

3.六万人外显子组测序

Nature 536 (2016年8月18日)

参与人类外显子组整合数据库(ExAC)项目的Daniel MacArthur及同事生成并分析了来自60,706位被试者的高质量外显子组测序数据,这些被试者来自于不同的地理人口系谱。这一研究是迄今为止对人类蛋白编码遗传变异最为全面的记录,对于低频蛋白编码变体的分析,其分辨率也是前所未有的。这一记录可公开获取,是一笔珍贵的基因组公开资源和参照数据,有助于对遗传变异体和疾病致病性进行分类。封面摄影:Kelly Krause/Nature

Article

doi: 10.1038/nature19057

4.大脑皮层多模态分区

Nature 536 (2016年8月11日)

本期封面为人脑连接组项目中人类大脑左半球膨胀表面的多模态皮层分区(1.0版)。一个多世纪以来,神经学家一直试图将人类大脑皮层划分为不同的解剖学分区和功能分区。迄今为止,这类脑图主要依据单一特性绘制,如微观结构或功能,而且受试者数量不多;由于不同受试者的脑区无法精确对应,所得脑图一般都是“模糊不清”的。为了解决这些不足,David Van Essen及同事整合了从210名健康受试者身上收集到的多模态成像数据,绘制出了更为普适的全新大脑皮层分区图,并且在另外239名受试者身上进行了了验证。作者将每个大脑半球分为了180个分区(其中97个是此前未知的),并运用机器学习分类器在新受试者、甚至分区不典型的个体身上自动识别这些分区。这项可免费获取的资源将在健康、衰老和疾病等领域,提高人类大脑结构与功能研究的精确度与普适性。封面摄影:Matthew F. Glasser & David C. Van Essen

Article

doi: 10.1038/nature18933

 

5.调节睡眠的多巴胺开关

Nature 536 (2016年8月18日)

与动物睡眠相关的风险和成本显而易见,但其有利一面却在很大程度上不为人所知,这在一定程度上是由于缺失对睡眠体内平衡机制性的理解。Gero Miesenböck及同事报告称,作为睡眠需求的功能之一,睡眠促进神经元会支配果蝇扇形体在电活性和电静息之间转换。这一转换由多巴胺实现,并涉及电压依赖性和电压独立性钾离子通道的拮抗调节,因此将睡眠体内平衡与已识别神经元的分子生物物理性质关联起来。

Letter

doi: 10.1038/nature19055

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doi: 10.1038/nature18918

6.观察细菌演化

Nature 536 (2016年8月11日)

Richard Lenski及同事报告了取自12个菌群的264个克隆体的全基因组测序情况,这些菌群已经在相同的培养条件下演化了50000多代,是1988年开始的大肠杆菌(Escherichia coli)长期演化实验(LTEE)项目的一部分。作者描述了这个独一无二的对照实验体系中基因组演化的模式和动态情况,包括中性突变和有益突变的积累速度。

Article

doi: 10.1038/nature18959

7.肿瘤细胞转移外渗

Nature 536 (2016年8月11日)

肿瘤转移扩散的关键一步是循环肿瘤细胞从流经内皮屏障的血流中逃出。本文发现了一种帮助肿瘤细胞外渗的新机制。表达淀粉样前体蛋白(APP)的肿瘤细胞会通过DR6信号诱发内皮坏死凋亡。在小鼠模型中,抑制坏死凋亡调节物可以减少转移群,这表明它与肿瘤的系统性扩散有关。

Letter

doi: 10.1038/nature19076

News & Views

doi: 10.1038/nature19465

8.果蝇体内的睡眠促进细胞

Nature 536 (2016年8月18日)

果蝇(Drosophila)的一些特定的昼夜节律神经元能促进运动活动的昼夜高峰,这些神经元的活动以24小时为周期,但它们在睡眠控制方面的作用尚不明确。现在,Michael Rosbash及同事发现了一种叫做DN1s的背生物钟神经元,它们作为睡眠促进细胞,与起搏神经元共同参与了驱动午休和夜晚睡眠的反馈回路。他们还发现,DN1神经元活动在两性间存在差异,且会对温度作出反应,与上述因素影响白昼睡眠的效应一致。在本期《自然》中,Gero Miesenböck及同事还报告了支配果蝇扇形体的多巴胺能睡眠促进神经元会在电活性和电静息之间转换,这是睡眠需求的功能之一。

Article

doi: 10.1038/nature19097

9.致癌克隆动力学研究

Nature 536 (2016年8月18日)

本文对从初始癌化刺激到侵袭性肿瘤发展的肿瘤发生过程进行了量化分析。Cédric Blanpain及同事在不同的表皮细胞中引入了同一种致癌变异——致癌刺猬信号,并衡量了它们诱发基底细胞癌的能力。只有皮肤干细胞能形成肿瘤,而其后代不能。这是因为致癌基因针对的干细胞能够增加自我更新对称分裂,且p53依赖的细胞凋亡抵抗作用更强。

Article

doi: 10.1038/nature19069

10.混合导体的超快离子扩散

Nature 536 (2016年8月11日)

既能传导电子又能传导离子的材料在电极、渗透薄膜、传感器和催化剂中具有重要的技术意义。这类复合材料一般由两种或以上成份组成,各自的传导模式相互独立。本篇论文显示,在“超离子”导体铷碘化银(RbAg4I5)和电子导体石墨组成的复合材料中,银离子在两种材料相交处以极快的速度扩散,既产生银过量又产生银不足,这与单相混合导体类似,虽然这种现象不可能出现在单相导体中。

Article

doi: 10.1038/nature19078

News & Views

doi: 10.1038/536150a 

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