《Nature》8月最受关注的十篇论文

　　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（2015年7月6日 ～ 2015年8月5日）：

　　父母关系远近与身高和智力有关

　　Nature 523 (2015年7月23日)

　　对102个群组和超过35万个体进行的这项联合元分析，通过观察连续纯合子片段(ROH，沿其全部长度被推断为纯合性的片段)研究了纯合性对具有公共卫生重要性的性状的影响。通过关注16个与健康相关的量化性状，作者在全部连续纯合子片段与四个复杂性状之间发现了在统计上具有显著性的联系，这四个性状分别是：身高、一秒用力呼气肺活量、一般认知能力和教育程度。在每一种情况下，纯合性的增加都与性状值的降低相关。没有发现全基因组纯合性对血压和低密度脂蛋白胆固醇或十个其他心脏代谢性状有影响的证据。

　　21世纪的STEM教育

　　Nature 523 (2015年7月16日)

　　Nature杂志与《科学美国人》杂志合作，对“科学、技术、工程和数学”(STEM)教育方面的最新趋势进行分析。通过采用21世纪的学习原理，教育工作者应能够培养出更适合加入现代的、多学科的劳动力队伍的科学家和整体科学素养更高的普通民众。封面：Vasava

　　豆科植物怎样识别固氮菌

　　Nature 523 (2015年7月16日)

　　根瘤菌感染豆科植物的根，在那里它们会诱导固氮根瘤的形成。这种共生关系在农业上有重要意义，因为它会减少对氮肥的需求。但豆科植物在它们所碰到的数千种不相容的土壤细菌中是怎样识别这些有益的共生伙伴的呢？我们知道，细菌表面上的“胞外多糖”对于这些微生物与多细胞生物之间的相互作用很重要。在这项研究中， Jens Stougaard及同事识别出一种“胞外多糖受体”(EPR3)，它介导野生豆科植物“百脉根”对根瘤菌的识别。EPR3的表达是在感知到被称为“Nod因子”的细菌信号作用分子时诱导产生的。该受体能识别相容的“胞外多糖”，从而控制共生性感染。

　　大陆地壳的形成

　　Nature 523 (2015年7月16日)

　　Brenhin Keller和共同作者发表了关于大陆地壳两个基本构造成分——“火山岩”(外部喷发形成)和“深成岩”(内部固化形成)——的一个全球性地球化学数据集。他们的结果表明，对“火山岩”和“深成岩”样本来说，从原始玄武岩成分向长英岩成分的分化趋势在消减带环境中一般是无法分辨的，但在大陆裂谷中却是不同的。裂谷环境中主要元素和痕量元素分化模式的抵消表明，相对于干裂谷“火山岩”来说，“深成岩”岩浆的含水量更高，含水硅酸盐岩浆的喷发能力较低。这项工作说明，在两种构造环境中，造成中间岩浆和长英质岩浆生成的主要机制都是分离结晶，而不是地壳熔融。

　　成星过程的控制

　　Nature 523 (2015年7月9日)

　　在这篇Review文章中，Dawn Erb分析了恒星反馈在限制恒星形成中所起的作用，重点关注早期宇宙。几个因素综合起来产生反馈：恒星从气体形成，所以当巨大恒星形成时，它们将原始物质除掉，用于后续的恒星形成，而正在演变当中的恒星会释放大量能量和动量，后者会将周围气体加热到太高的、使新恒星无法形成的温度。Erb得出的结论是，在早期(年龄为5亿年)宇宙中，以来自能够形成恒星的低质量星系的气体的星系规模的外流形式发生的反馈，使得电离辐射能够逃离星系，将星系之间的氢从中性变成电离形式。

　　外来体用作癌症的早期测试标记

　　Nature 523 (2015年7月9日)

　　大多数细胞都会脱落由封裹在磷脂双层中的蛋白和核酸组成的、被称为细胞外囊泡或外来体的东西。来自癌细胞的外来体可以从癌症患者的血液循环中被分离出来，并携带来自肿瘤的物质。现在，Raghu Kalluri及同事在胰腺癌患者中和在这种疾病的小鼠模型中发现含 “glypican-1”的外来体是早期胰腺癌的一个生物标记。这些发现也许能使用于胰腺癌早期检测的无创伤测试得以实现。

　　图论为3D纳米尺度打印铺平道路

　　Nature 523 (2015年7月23日)

　　源自DNA遗传性的约束条件为DNA可以怎样被组装施加了重要限制，所以如果要实现复杂结构的话， “DNA折纸术”等程序仍然需要相当多的人工调整。在这篇论文中，Erik Benson及同事介绍了一个通用方法——采用单个螺旋、而不是紧密堆积在一起的螺旋束作为构造元件，这使得人们有可能设计和生成用现有方法非常难以实现的复杂DNA结构。由此获得的纳米结构比一般在生物分析中所碰到的条件下用传统 “DNA折纸术”获得的纳米结构更稳定。而且由于整个设计过程可以很容易实现高度自动化，所以它使得实用的纳米尺度三维打印离我们更近了一步。

　　线粒体在细胞内能量分布中的确起作用

　　Nature 523 (2015年7月30日)

　　本期封面所示为一个骨骼肌细胞中的导电性线粒体。能量在细胞内是怎样分布的？在骨骼肌中，能量分布曾被认为是通过由代谢物促进的扩散发生的，尽管遗传证据对这种分布方式的重要性提出了疑问。Robert Balaban及同事利用各种形式的高分辨率显微镜，对线粒体本身除了实际上产生能量外是否也在其分布中起一定作用进行了研究。他们发现，通过以“质子动力”(proton-motive force)的形式在整个细胞中形成一个导电通道，它们的确在能量分布中起一定作用。在整个这一网络中，线粒体蛋白定位似乎是在变化的，从而使得线粒体膜电势能够以最佳方式产生和被利用。这一能量分布网络(它取决于传导而不是扩散)速度有可能极快，从而使得肌肉能够对新的能量需求几乎即时做出反应。封面: Ethan Tyler, NIH Medical Arts

　　“来那度胺”的作用机制

　　Nature 523 (2015年7月9日)

　　“沙利度胺”曾在上个世纪50年代末和60年代初被用作防止孕妇晨吐的一种药物，但当后来发现它能使这些妇女所生小孩发生畸形时，该药物便被撤出了市场。后来人们发现，“沙利度胺”及其衍生物可被成功用来治疗某些造血病， 而且“沙利度胺”衍生物“来那度胺”已被证明对骨髓增生异常综合征(MDS)是一种有效治疗药物。现在，Ben Ebert 及同事揭示了为什么“来那度胺”对于所谓的 “del(5q) MDS” (一种经常出现的MDS形式，携带一个版本的“染色体5q臂”内的删除)。他们发现，“来那度胺”与 “CRL4CRBN E3泛素连接酶”结合，并促进“酪蛋白激酶1α” (恶性细胞依靠它存活)的降解。另外，“来那度胺”的一种新的类似物CC-122，被发现在诱导在某些B-细胞恶性肿瘤中有重要作用的其他CRBN基质的降解中比“来那度胺”更有效力。

　　南太平洋中的溶解铁

　　Nature 523 (2015年7月9日)

　　本期封面所示为整个南太平洋中溶解铁的一个三维视图。深海热液喷孔是铁(能够限制海洋生产力的一种必要痕量元素)的一个重要来源。最近的研究工作对人们长期所持的一个观点提出了质疑。该观点认为，从这种喷孔排放出的铁大部分都被在距离其来源很近的地方从海水中除去了，因此对于海洋生物地球化学的重要性有限。Joseph Resing等人报告了来自 “东太平洋海隆”南部的水热溶解的铁和其他痕量金属在南太平洋超过4,000公里范围内的横向传输。利用来自从厄瓜多尔的曼塔和塔希提的帕皮提之间的35个水文地理站收集的样本获得的数据，本文作者估计，全球水热溶解的铁对海洋的输入量至少要比以前所报告的输入量大四倍。在一个模型研究的帮助下，他们提出：铁的物理化学稳定过程使得水热活动能够通过支持南大洋中的浮游植物生长来显著影响碳循环。封面图片：由来自位于德国不来梅港的阿尔弗雷德•魏格纳研究所赫姆霍兹极地和海洋研究中心的Reiner Schlitzer制作的3D图。