《Nature》10月最受关注的论文

　　英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章（2018年9月19日 ～ 2018年10月18日）：

　　The UK Biobank resource with deep phenotyping and genomic data

　　Genome-wide association studies of brain structure and function in the UK Biobank

　　这两篇是同系列文章：英国生物库（Biobank）50万名参与者的全基因组遗传数据分析结果发布。

　　这些基因数据可从UK Biobank获取，供全世界生物医学研究。事实上，已经有数百个研究项目围绕该数据库展开，报道了包括癌症、心脏病、糖尿病、中风、骨质疏松和精神分裂症在内等各种疾病新发现。

　　牛津大学的一个研究小组应用精密的遗传信息新统计技术，承担了UK Biobank 内全部50万志愿者遗传信息分析工作，保证较高的数据质量，而且将可测的遗传变异数量输出从80万提高到了9600万，百倍地增加了有用数据信息。将输出与选定的基因型DNA和全人类基因组进行比较，科学家们可以准确地在非选择性部分预测DNA代码。

《Nature》重磅：UK Biobank掀起基因组学风暴

　　Nature Index 2018 Rising Stars

　　创造性思维驱动科学发展，起决定作用的永远是人，最新一期（9月19日）Nature杂志中的“Nature Index 2018 Rising Stars”介绍了在自然科学领域崭露头角的一群研究人员，他们也许正在定义着未来的科学研究。

　　这11位职业生涯早期或中期的科学家所在的领域从削减太阳能电力的成本到降低卵巢癌的风险，再到神经科学，凝聚态物理学，范围很广，但共同的特征是他们正在成为各自领域的领导者。Nature根据Nature Index和League of Scholars Whole-of-Web (WoW)排名，通过对500名科学家进行了评估，最终挑选出这些在竞争激烈的学术界展现出更高的激情，雄心和韧性的科学家，他们的主动性，好奇心和灵活性让他们独占鳌头。

　　分析报告指出，这些科学家在2017年的82种索引期刊上发表了至少一篇论文，第一篇科学论文发表的时间不超过20年前，有些甚至是在6年前才出现于学术界中。

《Nature》冉冉升起的新星之中国学者

　　Single-cell transcriptomics of 20 mouse organs creates a Tabula Muris

　　斯坦福大学、陈-扎克伯格生物中心以及加州大学旧金山分校的研究人员建立了一个名为Tabula Muris的开源数据库，收录了小鼠的多个细胞类型及其基因表达数据。这项成果于上周发表在《Nature》杂志上。

　　研究团队利用荧光活化细胞分选（FACS）方法和微流体液滴捕获方法，从小鼠20个不同器官中分离出超过10万个细胞，并开展单细胞RNA测序。这些数据让人们能够比较各个细胞类型和组织间的基因表达，从而更深入地了解细胞多样性。

　　共同通讯作者、陈-扎克伯格生物中心的Spyros Darmanis表示：“我们相信这一丰富的注释细胞集合将会成为生物医学研究的宝贵资源。通过这个项目，我们揭开了基因表达模式，能够鉴定各种组织的不同细胞类型，这可用于细胞选择、靶向和重编程。”

　　研究人员以三只雌性小鼠和四只雄性小鼠为研究对象，利用FACS方法分离出44,949个细胞，并利用微流体方法分离出55,656个细胞。这些小鼠为三个月大，大约相当于人类的20岁。为了确定细胞类型，研究人员独立分析每个器官，并使用聚类分析。

　　他们挑选出各个器官（包括脑、心脏、胰腺和胸腺等）的细胞，然后开展单细胞RNA测序，以获取每个细胞的转录组。研究人员指出，FACS方法和微流体方法在大量基因表达谱上基本一致。

　　之后，研究人员又利用t-SNE算法来观察各种器官的不同细胞类型之间的关系。他们发现，不同器官的细胞常常混在一起。例如，第2组和第48组都包含五种器官的内皮细胞，而第1组和第24组都包含四种器官的间充质和基质细胞。他们还对每个组进行异质性评分，以评估它们是否由相关或不相关的细胞类型组成。

《Nature》发布小鼠细胞的开源数据库Tabula Muris

　　Touch and tactile neuropathic pain sensitivity are set by corticospinal projections

　　波士顿儿童医院和国家精神卫生研究所领导的一项研究为治疗神经病理性疼痛开辟了新机会。

　　神经病理性疼痛是一种由于神经系统受损而难以治疗的慢性疼痛，这种慢性疼痛足以使最轻的触摸产生剧烈的疼痛。《Nature》杂志一篇文章报道，神经生物学中心的Zhigang He博士、Clifford Woolf博士领导的一项研究指出，起源于大脑皮层的神经元负责影响触摸敏感性。

　　新发现的这一电路有助于解释从思想到身体战胜疼痛的机理。

　　“我们知道，高级大脑精神活动，如认知、记忆、恐惧和焦虑或多或少可以让你感到疼痛，” Woolf说。“我们已经证实了一种可能导致不同疼痛程度的生理途径。知晓大脑中疼痛控制量的机制，现在我们需要学习如何关闭它。”

《Nature》 “绞尽脑汁”抑制痛敏感

　　Architecture of the TRPM2 channel and its activation mechanism by ADP-ribose and calcium

　　美国范安德尔研究所（Van Andel Research Institute）领导的研究团队首次揭示了TRPM2蛋白的原子级结构，这种蛋白有望成为阿尔茨海默病和双相情感障碍等疾病的药物靶点。这项成果于近日发表在《Nature》杂志上。

　　TRPM2蛋白遍布全身并且参与调节核心体温，介导免疫应答和控制细胞凋亡。它受到一系列刺激而激活，包括氧化应激在内，而氧化应激是由化学失衡引起的，并与许多神经系统疾病有关。

　　这项研究的通讯作者之一、范安德尔研究所的助理教授杜鹃（音译，Juan Du）表示：“TRPM2对健康功能至关重要，不过到现在为止，我们还缺乏对其结构和作用机制的了解。我们希望这些研究结果可以作为一张示意图，为一系列的神经系统疾病设计出更好的药物。”

　　在此次研究中，研究团队使用了先进的冷冻电子显微镜（Cryo-EM）。这台由FEI公司（现在已被赛默飞公司收购）开发的Titan Krios显微镜十分强大，能够观察大小为发丝直径万分之一的分子。