《Nature》5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4月5日 ～ 2015年5月5日）：

　　 一种更好的铝离子电池

　　 Nature 520 (2015年4月16日)

　　 铝的低成本和有用电气性质表明，铝离子充电电池也许能提供可行的、安全的电池技术，但阴极材料方面的问题、循环性能差的问题和其他相关问题始终未能解决。在这篇论文中，Hongjie Dai及同事描述了一种铝离子电池，它能在一分钟内充电，同时与以前文献中报告的电池相比循环寿命也大大提高，而且容量几乎没有衰减。这种电池利用一种非可燃性离子液体电解质、通过铝的电化学沉积和溶解以及氯铝酸盐阴离子向一种新型3D石墨泡沫阴极内的嵌入/脱嵌来工作。

　　 永久冻土在气候变化中的潜在作用

　　 Nature 520 (2015年4月9日)

　　 过去三十年北极和亚北极的温度上升快于全球平均水平。气候暖化使冻土融化，加快该地区大量存储的土壤有机碳的微生物分解，导致温室气体二氧化碳和甲烷的释放。这一反馈效应会加快气候变化，但温室气体排放的幅度和时间仍不确定。在这篇Review文章中，Ted Schurr等人得出结论认为，当前证据表明，二氧化碳和甲烷在不断暖化的气候中是逐渐的、但却长时间释放的。作者指出了我们对永久冻土碳动态很不了解的一些方面。

　　 长江第一湾

　　 Nature 520 (2015年4月23日)

　　 本期封面所示为位于中国云南省的长江第一湾。这里有长江、澜沧江和怒江三江并流的壮丽景观，谷深最大达3公里，但也有高海拔、低深度的峡谷。人间仙境香格里拉的灵感就来自这些峡谷当中的一个。高海拔、低起伏度的地表(或称为“残遗景观”)一般被认为是隆起的古老景观，它们保留了过去的构造和环境条件。Rong Yang等人通过对西藏东南和云南省的所谓“残遗景观”进行数字地形分析，验证了关于景观演变的当前模型。他们发现，这些高山峡谷可能并不是古老的、被动隆起的地表。相反，这些景观是由于河流水系重组而在原地形成的：这样的重组使得一些河流缺水，从而不能抗衡构造隆起。封面：Sino Images/Getty。

　　 催产素对母亲行为的影响

　　 Nature 520 (2015年4月23日)

　　 催产素在调节社会互动和母亲行为中所起作用已经很清楚了，但我们对这种激素是怎样影响神经回路以驱动这些行为变化的却不是很了解。在这篇论文中，Robert Froemke及同事对小鼠的“pup retrieval”行为进行了研究，发现催产素专门在左听觉皮层中调节皮层对幼崽叫声的反应。对“处女”小鼠来说，由叫声激发的反应得到增强，从而通过在左听觉皮层中使催产素输送与幼崽叫声相结合而让叫声显得更突出。这种增强是通过抑制与激发在幅度和时间上的特定平衡产生的。

　　 肿瘤转移的内在复杂性

　　 Nature 520 (2015年4月16日)

　　 Gunes Gundem等人对人类前列腺肿瘤和它们的转移瘤的亚克隆组成进行了分析，从而确定了这些癌症的形成和扩散背后的演变史。重要的是，他们发现，转移瘤有可能被“补种”多次，从一个转移点向另一个转移点的扩散经常发生。这项研究为在肿瘤内以及原发性肿瘤和转移瘤之间存在的遗传改变和表观遗传改变的巨大多样性的根源提供了新线索，也显示了用定向药物进行癌症治疗在临床上所面临的挑战。

　　CRISPR 对外来DNA的识别

　　 Nature 520 (2015年4月23日)

　　 被称为CRISPR的细菌免疫系统依赖于从入侵的噬菌体基因组或质粒获取短序列，这些DNA被称为 “间隔区”。“间隔区”的获取过程会避免结合宿主DNA，但宿主DNA与噬菌体DNA是怎样被区分的此前却不清楚。Rotem Sorek及同事发现，“间隔区”DNA的形成需要依赖于复制的DNA双链断裂。宿主DNA中八聚 “Chi序列”的出现概率要大得多，该序列会降低RecBCD的核酸酶活性，从而导致更少的片段。另外，噬菌体基因组所含能导致断裂的复制叉也更多。

　　大量细胞系的明确鉴证和注解

　　 Nature 520 (2015年4月16日)

　　 包括很多癌细胞系在内的培养细胞系不仅在生物学研究中、而且在其他科学领域都是必不可少的工具。遗憾的是，人们早就知道很多细胞系是被污染的、被误标记的或被不正确注解的。现在，Richard Neve 及同事发表的一项分析结果提供了对超过3500个细胞系的明确无误的鉴证和注解。这一资源为“短串联重复”(STR)和“单核苷酸多态性”(SNP)特征作为细胞注解的遗传方法提供了一个参照点，同时也为采用一个受控词汇表的术语体系提出了标准。另一项进展是，我们在本期的264页发布了关于发表相关论文的一项新政策，目的是加强对细胞系身份问题的审查。封面: AXS Biomedical Animation Studio。

　　一种小型Gas9基因编辑酶

　　 Nature 520 (2015年4月9日)

　　由RNA引导的核酸内切酶CRISPR-Cas9目前正在被广泛用作首选基因组编辑工具。然而，来自Streptococcus pyogenes (SpCas9)的常用Cas9的物理大小对将 “adeno-associated virus (AAV)”用作运载工具的应用造成了问题。现在，Feng Zhang及同事对六个较小的Cas9同源基因进行了表征。以来自金黄色葡萄球菌的Cas9为关注焦点，他们将它与其 “single guide RNA”表达盒打包到一个AAV载体中，并以小鼠肝脏中的胆固醇调控基因Pcsk9为目标。在注射之后一星期内，他们观察到超过40%的基因改变，同时伴随着血清Pcsk9和总胆固醇水平的显著下降。

　　心脏病风险和母亲年龄

　　 Nature 520 (2015年4月9日)

　　Patrick Jay 及同事对人们已经知道的患先天性心脏病的风险随母亲年龄增长而增大的现象进行了研究。通过在年轻小鼠和年老小鼠之间移植卵巢，他们发现，对携带心脏转录因子基因Nkx2-5的一个突变的鼠仔来说，与母亲年龄相关的患先天性心脏病的风险独立于卵巢的年龄、取决于母亲的年龄。他们进而显示，母亲锻炼能降低这种与年龄相关的风险，尽管其中所涉及的机制尚不知道。

　　新旧信息怎样共存？

　　 Nature 520 (2015年4月9日)

　　在设计用来探索大脑怎样存储新信息同时又不会扰动旧记忆的实验中，Joseph Cichon 和Wen-Biao Gan对执行一系列运动学习任务的小鼠的大脑运动皮层中的神经元进行了钙成像研究。不同的学习任务在不重叠的树突分枝中触发了钙离子的信号尖峰(可塑性的一个 标志)，造成那些分枝上的棘突长时间强化。任务与树突分枝之间的这种特定联系当中间神经元类群失活时被中断，这说明当新的信息在各个神经元中被存储时“抑制”在维持分枝之间的分离中起一定作用。