2月16日Nature杂志精选文章一览

　　【1】封面故事： 藜麦基因组序列

　　doi | 10.1038/nature21370

　　本期封面所示为秘鲁高地的妇女捣碎藜麦的场景。Mark Tester及同事报告了藜麦 (Chenopodium quinoa) 的参考基因组序列，藜麦是一种能够在许多不同环境条件下生长的高营养作物。作者将光学、染色体接触和遗传图谱与长读测序结合起来，生成了藜麦的异源四倍体基因组，还测序了其它二倍体和四倍体藜属(Chenopodium)物种的基因组，以表征藜麦的遗传多样性和亚基因组的演化过程。他们发现了一个调控苦味皂素的生物合成的转录因子，以及可用于开发甜味的商业藜麦品种的标志物。

　　【2】哺乳动物干细胞动力学

　　doi | 10.1038/nature21046

　　乳腺干细胞驱动了乳房组织内的分枝化形态发生，但是人们仍不了解它们的位置、动力学特征和结局。在本文中，作者使用了一种综合了系谱追踪、单细胞分析、数学建模和器官再造的多学科方法来定义乳腺形态发生的特征。研究结果表明，每当末端乳芽出现分支和延长时，系谱限制性异构干细胞就会通过细胞重排来调节它们的扩散行为。

　　【3】C*剪接复合体的结构

　　doi | 10.1038/nature21079

　　近年来，人们对剪接过程中多种中间体结构的认识已取得了长足进展。现在，Reinhard Lührmann和Kiyoshi Nagai领导的两个小组描述了剪接中间体C*复合体的冷冻电镜结构（分别来自人类细胞和酵母细胞）。与前催化中间体（C复合体）相比，研究者在C*复合体中观察到的重要特征是分支位点的腺苷和分支内含子被置于催化中心之外，为3'外显子入驻提供了空间，从而为外显子连接做好准备。

　　【4】硅基红外光电探测器

　　doi | 10.1038/nature21050

　　硅是现代电子设备的基石，但作为红外光电探测平台却表现不佳。Valerio Adinolfi和Edward Sargent提出了一个解决该缺陷的方案：一种被他们称为“光电压场效晶体管”的新设备架构。他们的想法是，不试图操纵硅本身的光敏性，而是将红外敏感的量子点用作主要的光响应元件。吸收的光在量子点层产生电光压，电光压反过来调节了硅晶体管的电响应。所得的硅基红外光电探测器的性能可与基于更复杂、更昂贵的半导体系统的一流设备相媲美。

　　【5】熔融无机盐中的稳定胶体

　　doi | 10.1038/nature21041

　　即便两种组分不在分子水平混合，它们仍能以胶体溶液的形式变得均匀，其中一种组分（溶质）的粒子或液滴分散于另一相（溶剂，一般为液体）中。举例来说，牛奶就是由水中的脂肪滴组成的胶体。在本文中，Dmitri Talapin及同事表明，稳定胶体不仅存在于水和其它“常规”溶剂中，还能在无机熔盐（如熔融氯化钠）和液态金属中存在。作者并没有通过向粒子表面添加配体来实现稳定，而是利用了一种基于溶质粒子表面与周围溶剂离子间化学作用的机制。作者使用的非常规无机溶剂的范围表明，这一发现或许能增加胶体纳米材料可用的化学空间，进而拓展潜在的应用范围。

　　【6】冰盖海因里希事件的建模

　　doi | 10.1038/nature21069

　　海因里希事件指大量冰山脱离冰盖（如劳伦太德冰盖）进入北大西洋的现象。虽然人们已经对此进行了数十年的研究，并且提出了无数猜想，但海因里希现象的触发机制仍存在大量争议。Jeremy Bassis及同事展示了新的建模证据，表明该现象的触发机制出人意料地简单：温暖海水的侵袭破坏了裂冰前端的稳定性，导致冰块突然释放。值得注意的是，海床的地壳均衡回弹抬升了裂解的冰舌，切断海洋界面，使得海因里希现象产生了显著的锋利特征。

　　【7】海洋氧气减少

　　doi | 10.1038/nature21399

　　人们认为，气候变暖可能会导致氧溶解度下降、深海空气流通减弱，从而造成海洋溶氧量全面下降。溶解氧减少可能会影响海洋养分循环和海洋生物的栖息环境。本研究发现，在过去五十年中，全球海洋氧含量已减少逾2%，但不同洋盆和海洋深度的氧损失表现出了巨大差异。

　　【8】早期大脑过度生长可预测自闭症谱系障碍

　　doi | 10.1038/nature21369

　　自闭症谱系障碍(ASD)与大脑过度生长有关，但大脑过度生长与行为症状之间的联系仍不清楚。Heather Hazlett及同事对有高度自闭症家族风险的婴儿开展了纵向神经成像研究，结果显示，24月龄时被诊断为ASD的高风险儿童在6-12月龄间的皮质生长速度出现了加快。高风险儿童的早期大脑过度生长与24月龄时的社交障碍有关，此外，6月及12月龄时取得的成像数据可用于预测高风险儿童在24月龄时的ASD诊断情况。这些发现表明，ASD发展轨迹方面的差异早在出生第一年就会出现。

　　【9】阻断胰腺癌间质亚群

　　doi | 10.1038/nature21064

　　本文作者在Kras突变驱动的胰腺癌模型中发现，一个癌细胞亚群可以独立于Kras信号转导，获得Smarcb1–Myc网络驱动的间质表型。这一变化与蛋白质代谢增加有关，抑制蛋白质代谢会使得肿瘤对抑制这一代谢适应变得敏感。这些发现指向了一种潜在的胰腺癌治疗策略。

　　【10】线粒体融合蛋白结构揭示线粒体融合过程

　　doi | 10.1038/nature21077

　　线粒体融合对于细胞器功能的发挥至关重要，这一过程需要线粒体融合蛋白（dynamin家族蛋白的一种GTP酶）具有活性。线粒体融合蛋白位于线粒体外膜，不同线粒体上的线粒体融合蛋白低聚与GTP酶活动共同导致了细胞器融合。通过解析人类MFN1（线粒体融合蛋白1）片段的晶体结构，高嵩及同事揭示了GTP诱导的构象变化，这些变化促进了MFN1二聚化，从而实现线粒体融合。他们的观察结果对线粒体融合蛋白突变引起的失调相关。