【盘点】上月Nature期刊十大研究亮点

　　2016年10月11日 ～ 2016年11月1日，《自然》期刊十大研究亮点文章汇总如下。

　　睡眠回路探究

　　人们对控制睡眠周期的神经回路的认识，仍停留在表面。现在，光遗传学、遗传药理学、显微内镜钙成像和病毒介导回路跟踪等新技术的出现，加上小鼠遗传学，使我们可以结合多种技术，让揭秘梦境成为可能。在十月份的《自然》的一篇评论文章中，Franz Weber和Yang Dan探讨了睡眠回路的研究现状，并为绘制全面的睡眠-觉醒控制网络回路图，以详细描述各细胞类型的功能及相互作用指明了道路。

　　青年科学家的困境

　　最近一期《自然》特刊，通过让青年科学家群体发声，来探讨该群体面临的一些问题。这些年轻的研究人员竭力建立自己的实验室、渴望创新、建立自己的事业，但是论文数量却是评价他们的重点。当此之际，全球博士后供过于求、研究经费匮乏，且终身教职不再常有，我们在社论中指出，为了确保下一代研究人员不流失，科研界的每一位，无论老中青，都需要贡献自己的一份力量。

　　人类寿命的自然限制

　　我们经常听到人说“人活得越来越长了”。事实上，历史上出现的预期寿命延长，在许多情况下可归因于幼年死亡率的下降，但最近也有证据表明老年死亡率也有所下降。Jan Vijg及同事探讨了人类寿命是否存在根本极限这个难解的问题。他们对预期寿命和最高死亡年龄的人口分析，支持人类寿命存在“自然限制”这一观点。在100岁之后，生存率的上升幅度呈下降趋势；此外，自上世纪九十年代以来，全世界最长寿者的死亡年龄都未曾上升。

　　细胞内转运领域的新进展

　　哺乳动物细胞的细胞内转运，对基础研究应用和基于细胞的治疗方法都具有重要作用。在一篇评论文章中，Klavs Jensen及同事，探讨了有关开发大分子胞质传递试管策略，和体外策略的最新研究情况，他们重点关注的是基于膜破坏的方法，以及纳米技术、微流体和实验室晶片技术的应用。

　　全球表面温度：过去与现在

　　尽管存在许多有关历史气候变异的地球化学记录，但到目前为止仍缺乏对全球平均表面温度（GAST）的大范围重建。Carolyn Snyder使用海洋表面温度重建网络，重建了过去200万年间的GAST。 结果表明，直到120万年前左右，全球都在持续降温，随后稳定下来；在过去80万年间，全球温度和大气温室气体都存在紧密耦合。结合大气二氧化碳记录，重建结果表明，即使在大气二氧化碳浓度稳定在当前水平的情况下，未来也将变暖3-7摄氏度。

　　基于神经网络的混合计算

　　常规计算机算法能够处理复杂的大型数据结构，比如英特网和社交网络，但必须经过人类“手动”编程。神经网络则能通过示例学习如何识别复杂模式，但很难解析或组织复杂的数据结构。Alex Graves、Greg Wayne及同事，开发了一种名叫可微分神经计算机(DNC)的混合型学习机器，它由能从外部存储结构（类似常规计算机的随机存取存储器）读写数据的神经网络组成。因此，DNC能在没有先验知识和专门编程的条件下，仅仅通过试错方法来学习规划伦敦地铁路线，还能完成方块拼图游戏。

　　非洲爪蟾的基因组演化

　　非洲爪蟾(Xenopus laevis)是脊椎动物细胞和发育生物学研究中的重要模式生物，它是一种古四倍体——数百万年前基因组复制的产物，这使得非洲爪蟾成为了理想的多倍体研究目标，但同时也大大增加了基因组测序的复杂性。在近期的《自然》杂志中，Daniel Rokhsar及同事报告了非洲爪蟾的基因组序列，并与其近亲热带爪蟾(X. tropicalis)的基因组进行了比较。他们的分析证实，非洲爪蟾是异源四倍体，并区分出了两个非对称演化的亚基因组——一个往往保留了远祖状态，而另一个则经历了基因损失、删除、重组和表达降低的情况。这两种二倍体的祖先约在3400万年前出现分化，并在约1800万年前结合形成异源四倍体。

　　埃博拉病毒爆发的分子流行病学

　　在2013年至2015年的西非埃博拉疫情中，研究者得到了有关埃博拉病毒基因测序信息的大型深度数据集。此次疫情是大规模使用分子流行病学作为疾病管理工具的里程碑。Kristian Andersen及同事探讨了基因组序列分析如何在此次疫情中为认识病毒的起源、演化和传播提供了重要信息。

　　癌症干细胞依赖脂质利用

　　为确定癌症干细胞对化疗产生抗药性背后的分子机制，Steven Hou及同事转向黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)寻找答案。他们发现，脂质降解通路会保护干细胞不受化疗诱导而坏死。若通过调节COP1–Arf1信号传导复合体来弱化脂质降解通路，分化细胞便会吞噬失活干细胞。作者还提出证据，表明具有干细胞特征的人类癌症细胞系中可能活跃着相同的存活通路。该研究意味着静息干细胞或癌症干细胞可能依赖脂质储备获取能量，因此，可以阻断脂质降解的药剂或许具有治疗意义。

　　发现新类型的RNA剪切酶C2c2

　　通过CRISPR相关酶对RNA和DNA进行程序化序列特异剪切为基因组编辑带来了革命性的改变。最近，Jennifer Doudna及同事描述了一种可替代Cas9核酸酶的C2c2。他们深入研究了这种酶的生物化学性质，发现它包含两个不同的可催化RNA剪切的可分离位点。作者利用第二个位点的性质，表明C2c2可用于实现高敏度的单链RNA检测和剪切。