Nature一周论文导读｜2023年6月22日
审校 小勺 小象
制版 阿金
生物学
Biology
Polygenic scoring accuracy varies across the genetic ancestry continuum
多基因评分准确性在遗传祖先连续体中各不相同
（导读 阿金）多基因评分（PGSs）在不同群体间表现出有限的可移植性。本研究使用大型且丰富多样的洛杉矶生物银行以及英国生物银行数据，表明在所有考虑到的人口中，PGS准确性在个体表现上随着遗传血统的连续性降低而降低，甚至包括传统标记的“同质”遗传血统。结果强调当考虑PGS的时候，需要远离离散的遗传血统簇，而基于遗传血统连续谱。[论文详细信息]
Psychedelics reopen the social reward learning critical period
迷幻药重新开启社会奖励学习关键期
（导读 阿金）迷幻药会诱导改变人类大脑的意识状态，在人类文化历史中有漫长的使用史。本研究通过小鼠实验发现重新开启社会奖励学习关键期的能力是迷幻药的共同特性，可诱导突触再塑性，主要集中在ECM的转录调控上。结果证明了在临床实践中使用迷幻药的意义，同时也为研发新型化合物以用于神经-精神疾病治疗提供新思路。[论文详细信息]
A tripartite rheostat controls self-regulated host plant resistance to insects
三方因子控制宿主植物对昆虫的自主调节抗性
（导读 阿金）多年来，科学家提出昆虫和宿主植物之间存在基因换基因相互作用。本研究发现植物免疫受体能够识别出昆虫唾液蛋白质，褐飞虱（Nilaparvata lugens St?l）的BPH14互作型唾液蛋白质（BISP）在昆虫进食过程中被分泌到水稻（Oryza sativa）。BISP靶向O.?satvia RLCK185以抑制水稻的防御机制。而在有抗性的植物种，核苷酸结合富亮氨酸重复受体BPH14直接结合BISP以激活宿主植物抗性。在Bph14植物内，自噬通过下调宿主植物抗性恢复细胞内稳态。该结果揭示了一套三方互作体系，为研发高产量耐虫害作物提供新思路。[论文详细信息]
Signalling by senescent melanocytes hyperactivates hair growth
衰老黑素细胞促进毛发生长
（导读 领研网）随着年龄增长，停止分裂但没有死亡的衰老细胞在体内持续积累，与一系列与衰老相关的病症相关。本研究发现皮肤痣中的衰老色素细胞拥有促进毛发生长的强大能力，皮肤痣中积累的大量衰老色素细胞会产生大量名为骨桥蛋白的信号分子，后者与附近毛囊干细胞中的跨膜黏附糖蛋白CD44相互作用，可以激活毛囊干细胞，导致毛发旺盛生长。[相关报道：脱发有救了？《自然》神奇发现：衰老细胞竟能促进毛发生长！有望带来脱发新疗法]
Dedicated macrophages organize and maintain the enteric nervous system
专门的巨噬细胞组织和维持肠神经系统
（导读 阿金）肠神经系统（ENS）的正确发育与成熟是生存的关键，在出生之际，ENA尚未成熟，需要在成年期大量改进以正确发挥作用。本研究表明外层肌（MM?）的驻留巨噬细胞在生命早期通过修剪突触，吞噬肠神经元，来改善ENS。去除ENA并干扰其生成的转化生长因子β导致神经相关MM?的减少，并伴随肠神经元的缺失，改变肠道转运。该成果报告了一种维持ENS的全新细胞间通讯机制。[论文详细信息]
In situ tumour arrays reveal early environmental control of cancer immunity
原位肿瘤阵列揭示癌症免疫的早期环境控制
（导读 领研网）肿瘤免疫表型是其对免疫疗法应答的重要预测因子。本研究一种将高通量延时成像与下一代肿瘤阵列测序相结合的临床前方法：微孔皮肤肿瘤阵列（STAMP），表明肿瘤免疫表型和结果在相邻肿瘤之间存在差异，并由肿瘤微环境中的局部因素控制。STAMP可捕捉肿瘤排斥反应的空间、细胞和分子成分的动态关系，有可能将治疗概念转化为临床策略。[论文详细信息]
Ultraviolet radiation shapes dendritic cell leukaemia transformation in the skin
紫外线辐射塑造皮肤树突状细胞白血病转化
（导读 领研网）紫外线有时候可能会促进罕见急性白血病的进展。本研究表明原始浆细胞样树突细胞肿瘤（BPDCN）起源于骨髓中的克隆（癌前）造血前体，紫外线辐射会诱导BPDCN癌前细胞的进化，进而导致BPDCN的发生。BPDCN最先发生在那些经常被晒的部位，紫外线诱导的损伤先于恶性转化，皮肤中的癌前pDC或pDC样细胞在许多情况下是BPDCN“前体”。该结果表明了组织特异性环境暴露驱动癌症前克隆的进展。[论文详细信息]
Engineered tRNAs suppress nonsense mutations in cells and in vivo
工程化tRNA可抑制细胞和体内无义突变
（导读 领研网）无义突变引发11%的人类遗传性疾病。本研究报告一种基于改变天然tRNA变成有效的抑制因子tRNAs（sup-tRNAs）的策略，通过单独微调其序列以适应其携带的氨基酸的物理化学性质，构建出安全的LNP-sup-tRNA系统。该结果为开发基于tRNA的基因疗法提供新框架。[论文详细信息]
A cytosolic surveillance mechanism activates the mitochondrial UPR
细胞质监测机制激活线粒体 UPR
（导读 阿金）线粒体未折叠蛋白质反应（UPRmt）是保护线粒体免受蛋白毒性损伤的重要机制。本研究表明UPRmt信号传导的两个驱动因子源自细胞质的两个单独信号：线粒体活性氧（mtROS）以及线粒体蛋白质前体（c-mtProt）的累积。线粒体错误折叠应激（MMS）促使mtROS释放入细胞质，与此同时MMS介导线粒体蛋白质输入缺陷，引起c-mtProt的累积。这两种信号共同激活UPRmt。结果揭示了一种高度受控的细胞质监测机制，整合独立的线粒体应激信号以启动UPRmt。[论文详细信息]
Genome expansion by a CRISPR trimmer-integrase
通过CRISPR修剪整合酶扩展基因组
（导读 领研网）CRISPR基因编辑技术源自原核生物的CRISPR-Cas适应性免疫系统。本研究表明I-E型CRISPR系统如何使用一个宿主内天然存在的DnaQ样外切酶（DEDDh）和Cas1-Cas2的复合物（修剪-整合酶），来选择和加工原间隔邻近基序（PAM），从而实现CRISPR RNA的捕获、修剪和整合。该结果揭示了外切酶辅助PAM序列加工的新机制。[相关报道：诺奖团队最新论文，揭开CRISPR的适应性免疫进化，它们如何区分敌我？]
Structural basis for FGF hormone signalling
FGF激素信号传导的结构基础
（导读 领研网）生长因子是一种参与人体修复、调控和再生的蛋白，其中成纤维细胞生长因子（FGF）中的某些家族，可以参与代谢调控。本研究揭示了Klotho蛋白和硫酸乙酰肝素（Heparan sulfate, HS）作为共受体协同介导内分泌FGF结合FGFR形成不对称1:2 FGF–FGFR二聚体，从而激活下游信号通路的分子机制。[论文详细信息]
Lost world of complex life and the late rise of the eukaryotic crown
复杂生命的失落世界和真核生物的后期崛起
（导读 领研网）固醇是现代真核生物细胞膜的重要组成部分，常用于寻找地质历史中的真核生物。本研究重新梳理了来自世界各地的古老沉积岩标本，在澳大利亚Barney Creek 组16.4亿年前的沉积岩中发现了近100种原固醇衍生物，发现原固醇在中元古代地层中高度富，因此推测该时期海洋中可能广泛分布着“原固醇生物群”，但随着大气氧含量的升高，海洋营养供应的增加，制造现代固醇的真核生物可能在8亿年前获得了竞争优势，最终取代了制造原固醇的更早期的同类。[相关报道：早期真核生物的分子化石记录]
Entropic repulsion of cholesterol-containing layers counteracts bioadhesion
含胆固醇层的熵排斥抵消生物粘附作用
（导读 领研网）黏附性调控是活性物质的重要特征。本研究发现由胆固醇层的界面取向波动引起的熵排斥限制了蛋白质的吸附和细菌的黏附性。当含有少量的胆固醇时，本质粘合的蜡酯层也会变成类似的抗菌粘合剂，而排斥特性取决于胆固醇的特定分子结构。结果表明定向固定的胆固醇层不能抵抗生物黏附。[论文详细信息]
天文学
Astronomy
Spatial variations in aromatic hydrocarbon emission in a dust-rich galaxy
尘埃星系中芳香烃的空间变化
（导读 领研网）多环芳烃是碳分子，可作为显示星系内部环境的探针。本研究报道了对红移z=4.2248的星系SPT0418-47的多环芳烃的观测结果：该星系看起来可追溯到大爆炸后15亿年不到，正在快速形成新的恒星，辐射在星系内的分布并不均匀，根据来自星系内恒星和大型尘粒的光而变化。而且多环芳烃分子在星系中的辐射并不均匀。探测结果有助于我们了解遥远星系发生的各种过程。[相关报道：韦布空间望远镜探测到已知最遥远的复杂芳香分子]
A metal-poor star with abundances from a pair-instability supernova
来自对不稳定超新星的贫金属恒星丰度
（导读 领研网）已有研究发现了第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的对不稳定超新星存在的化学证据。本研究团队结合郭守敬望远镜低分辨率光谱和日本昴星团望远镜高分辨率光谱数据发现了一颗化学丰度极为特殊的恒星（LAMOST J1010+2358），具有目前已知最低的钠含量，且基本不含锶、钡等中子俘获元素。该恒星的化学丰度还显示出了强烈的“奇偶效应”。该成果刷新了人们对第一代恒星质量分布的认知。[相关报道：LAMOST发现第一代超大质量恒星化学遗迹]
化学
Chemistry
Strain-promoted reactions of 1,2,3-cyclohexatriene and its derivatives
1,2,3-环己三烯及其衍生物的应变促进反应
（导读 阿金）分子式为C6H6的化合物始终是科学研究的重要课题，其中1,2,3-环己三烯在很大程度上被忽视了。本研究深入调查了1,2,3-环己三烯及其衍生物的反应性，证明这些化合物能够参与多种反应模式，尽管反应性高但寿命短，但仍表现出极高的选择性反应，也有潜力应用于组装拓扑与立体化学复杂分子。结果有助于继续深入研究应变促进的C6H6异构体1,2,3-环己三烯及其衍生物。[论文详细信息]
Cartilage-like protein hydrogels engineered via entanglement
通过缠结设计的软骨样蛋白质水凝胶
（导读 领研网）天然软骨同事拥有两种互斥的特性：刚度和韧性。本研究设计出一种兼具刚度与韧性的凝胶材料，并开发出一种全新的“三步曲”合成策略：先用化学手段使特定蛋白质变性，成为失去三维结构的未折叠蛋白，然后通过凝胶化过程让这些蛋白质形成缠结，最后在蛋白复性过程中未缠绕区域的蛋白质重新折叠回原本的形态，形成最终的天然蛋白水凝胶。该成果展现出了这种凝胶材料作为可生物降解软骨组织工程支架的潜力。[论文详细信息]
物理学
Physics
Density-wave ordering in a unitary Fermi gas with photon-mediated interactions
具有光子介导相互作用的单元费米气体中的密度波排序
（导读 阿金）密度波（DW）是量子物质长程有序的基本类型，与自组织成结晶结构相关。本研究实现一种费米气体，其特征既有可调谐的强接触相互作用，在高精细光学空腔中还有光子介导的空间结构长程相互作用。研究人员通过DW的超辐射光散射特征确认DW序在系统中表现出稳定性。该实验装置为研究超流体和DW有序之间的相互作用提供完全可调谐、微观可控的实验平台。[论文详细信息]
Quantum-limited optical time transfer for future geosynchronous links
未来地球同步链路的量子有限光时传输
（导读 阿金）光时传输和光学时钟的结合为大规模自由空间网络提供可能性。本研究展示了具有近量子有限捕获和定时的时间传输，接收功率比以往的方法低了一万倍。在夏威夷山顶超过300千米的距离之间，发射功率低至40?μW，而远处站点的同步率达到320阿秒。该量子有限运行是实现远距离自由空间链路的关键，为未来地球同步规道的时间传输提供新平台。[论文详细信息]
High-brightness scalable continuous-wave single-mode photonic-crystal laser
亮度可扩展的连续波单模光子晶体激光器
（导读 菜菜）实现大规模单模态、高功率、高光束质量的半导体激光器是光子学与激光物理学的终极目标之一。本研究研发出一套大规模光子-晶体表面发射激光器，在光子晶体内具有可控厄米与非厄米耦合，以及晶格常数的预安装空间分布，在低于连续波条件下仍能维持耦合。而亮度则达到1?GW?/ cm2 /?sr，能与现有的体块激光器相媲美。该结果为进一步实现单模态的1kW类型半导体激光器打下坚实基础。[论文详细信息]
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