1.真核生物中原核生物基因的來源

多年來，人們一直假設(shè)，真核生物基因組中所見的原核生物基因，一定是在首先原核細胞器的內(nèi)共生，然后最后穩(wěn)定存在細胞中的。但最近的證據(jù)表明，在真核生物之間，以及在原核生物和真核生物之間，也存在實質(zhì)性的水平基因轉(zhuǎn)移。對細菌、古菌和真核生物基因組所做的這項分析，沒有發(fā)現(xiàn)連續(xù)橫向基因轉(zhuǎn)移，對真核基因組的演化具有可以檢測累積影響。相反，這項研究認為，真核生物是在廣泛的差異基因(differential gene)丟失之后，在相應(yīng)于線粒體和質(zhì)體起源的兩次“演化涌入”事件中，獲得其原核生物基因的。這一歷史性事件，在復(fù)雜細胞的核基因組中留下了內(nèi)共生的重大印記。

原文：Endosymbiotic origin and differential loss of eukaryotic genes

2.癌癥中細胞壓力和自噬過程之間的聯(lián)系

已有的研究表明，包括胰腺導(dǎo)管腺癌(PDA)在內(nèi)的各種不同癌癥，其癌癥細胞的生存都依賴于高水平的自噬過程。自噬過程是正常細胞中自行降解過程，其涉及到的營養(yǎng)清除和質(zhì)量控制活動的途徑都高度保守。在這項研究中，Rushika Perera等人描述了細胞壓力和自噬過程之間，在胰腺癌中，導(dǎo)致細胞代謝被改變的一個新的關(guān)聯(lián)。他們發(fā)現(xiàn)，MiT/TFE家族轉(zhuǎn)錄因子的異常表達和組成性激發(fā)，通過人類PDA標本和細胞系，可以大大增強自噬-溶酶體功能介導(dǎo)代謝相關(guān)的基因表達重編程。這些發(fā)現(xiàn)說明，溶酶體調(diào)控是癌細胞中營養(yǎng)利用和能量平衡的一個關(guān)鍵節(jié)點。

原文：Transcriptional control of autophagy–lysosome function drives pancreatic cancer metabolism

3.對中國碳排放量數(shù)據(jù)的向下修正

中國排放大量人為產(chǎn)生的碳，但其碳排放量估計值有很大不確定性。這項研究中，通過升級和協(xié)調(diào)的能量消耗估計、熟料生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及兩個關(guān)于中國煤炭相關(guān)的碳排放因子的數(shù)據(jù)集，研究人員發(fā)現(xiàn)，在2000到2012年間，中國國內(nèi)能源消耗總量比中國國家統(tǒng)計局給出的數(shù)據(jù)高大約10%。然而，這個時期中國碳排放量數(shù)據(jù)比起政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change）的數(shù)據(jù)平均低了45%。中和這些數(shù)據(jù)，研究人員估計，在2013年，中國化石燃料和水泥工業(yè)帶來的二氧化碳排放量在2.49億噸，比之前其他組織給出的數(shù)據(jù)低了14%?？偣菜闫饋恚@個研究表明，整個2000年到2013年期間，以前關(guān)于總二氧化碳排放量的數(shù)據(jù)可能高估了2.9億噸。

原文：Reduced carbon emission estimates from fossil fuel combustion and cement production in China

4.“不純潔的”金剛石中

Nature在封面圖片上所示的，是一塊有包膜的“不純”金剛石。這個金剛石，是當一個含微包裹體的纖維膜，生長在一塊單晶清透金剛石上時生成的。在地球表面附近發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)金剛石，大都是在古老大陸最底部深度超過150公里處形成的。因此，“不純”金剛石中封存的化學(xué)雜質(zhì)，含有關(guān)于地球深處無法接觸到寶貴地化信息。Yaakov Weiss及同事，在Nature雜志上發(fā)表了一組地球化學(xué)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來自加拿大西北地區(qū)Ekati金剛石礦的一組11塊金剛石中的化學(xué)信息。這些數(shù)據(jù)包含清晰的化學(xué)演化趨勢，它表明，高咸度溶液參與了含硅、含碳酸鹽的深層地幔熔融體的形成過程。含鹽流體的化學(xué)性質(zhì)和主體金剛石形成的時間說明，北美地下的一個消減板塊是這些流體的來源，也說明，在消減、地幔交代變質(zhì)和富含流體的金剛石形成之間，存在密切聯(lián)系。這一新模型為了解地幔流體組成范圍的效應(yīng)提供了一個背景，這種效應(yīng)會在全球范圍內(nèi)改變深層巖石圈，并在金剛石形成中起關(guān)鍵作用。

原文：Highly saline fluids from a subducting slab as the source for fluid-rich diamonds

5.GPCR激活性變構(gòu)的一個普遍機制

“G蛋白耦合受體”(GPCRs)是充當一系列細胞外信號的傳感器的膜蛋白。它們通過“異三聚G蛋白” (能結(jié)合鳥嘌呤核苷酸的蛋白，充當細胞內(nèi)分子開關(guān))發(fā)揮功能，以變構(gòu)方式將后者激活來觸發(fā)GDP釋放。有數(shù)百種人類GPCRs作用于16種不同的 “Gα蛋白”之上。在這研究文章中，Madan Babu及同事試圖弄清，是否存在一個主管Gα激活的普遍性變構(gòu)機制。他們發(fā)現(xiàn)的確有這樣一個機制，即不同GPCRs 通過一個高度保守的機制，與Gα蛋白發(fā)生相互作用并將其激活。這也許可解釋為什么GPCR–Gα系統(tǒng)發(fā)生了迅速分化、同時又保留了其變構(gòu)性質(zhì)。

原文：Universal allosteric mechanism for Gα activation by GPCRs

6.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)神經(jīng)退化的一個新機制

衰竭性疾病“肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥”(ALS)是一種罕見的神經(jīng)性疾病，其最常見病因是C9orf72基因中的“六核苷酸重復(fù)擴增”GGGGCC (G4C2) 。 本期Nature上的兩項研究，采用對比法得出一個可能引起這種疾病的一種家族性形式的分子機制。通過對表達30 G4C2 重復(fù)片段的果蠅，進行基于候選目標的基因篩選，或?qū)Ρ磉_含8、28 或58 G4C2重復(fù)片段的轉(zhuǎn)錄體的果蠅進行無偏基因篩選，這兩個研究小組試圖尋找增強或抑制該疾病表型的基因。 Zhang等人識別出了編碼RanGAP (核質(zhì)運輸?shù)囊粋€關(guān)鍵調(diào)控因子)的基因，而Freibaum等人識別出了編碼核孔及核質(zhì)運輸機相關(guān)的基因。兩篇論文都顯示了，表達 G4C2重復(fù)片段的果蠅細胞中，以及來自ALS患者的源自iPSC的神經(jīng)元中，核質(zhì)運輸功能存在缺陷。Zhang等人發(fā)現(xiàn)，這些缺陷可以通過以“G-四聯(lián)體”為目標的反義寡核苷酸或小分子來補救。

原文1：The C9orf72 repeat expansion disrupts nucleocytoplasmic transport

原文2：GGGGCC repeat expansion in C9orf72compromises nucleocytoplasmic transport

7.能量輸入讓金屬玻璃恢復(fù)“青春”

當一個玻璃系統(tǒng)慢慢向平衡態(tài)松弛的時候，我們就說它在 “老化”，其很多性質(zhì)會發(fā)生相應(yīng)變化。通過能量注入，使該系統(tǒng)從平衡態(tài)又回到原來的狀態(tài)，比如說通過加熱它或以機械方式對其施壓，就可以使它恢復(fù)“青春”?，F(xiàn)在，Sergey Ketov等人發(fā)現(xiàn)，這樣的青春煥發(fā)，可以在相對溫和的條件下做到。僅僅通過在一個遠遠低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度下，對玻璃(在本例中采用金屬玻璃)進行熱循環(huán)，就可以在很大程度上讓其恢復(fù)青春。作者將這一現(xiàn)象歸因于玻璃態(tài)中內(nèi)在結(jié)構(gòu)異質(zhì)性的效應(yīng)，這種異質(zhì)性效應(yīng)，會隨著溫度的變化而轉(zhuǎn)變成局部化的內(nèi)部應(yīng)變性，不同區(qū)域會發(fā)生不同程度的膨脹和收縮。

原文：Rejuvenation of metallic glasses by non-affine thermal strain

8.中央靜脈附件出現(xiàn)的新的肝細胞

新的肝細胞，作為體內(nèi)平衡程序的一部分，是怎樣在成年肝臟中出現(xiàn)的仍不清楚。Roel Nusse及同事利用復(fù)雜細胞標記方法，對這一課題進行了研究。他們在中央靜脈附近識別出一類增殖的肝細胞，它們是雙倍體(成熟肝細胞是多倍體)，表達一個肝臟祖細胞標記。這些細胞，對由來自中央靜脈的相鄰內(nèi)皮細胞提供的Wnt信號，可以做出反應(yīng)，成為能夠取代維持肝臟平衡所需的所有肝細胞類型的多倍體肝細胞。

原文：Self-renewing diploid Axin2+ cells fuel homeostatic renewal of the liver

9.用納米晶體進行“取代摻雜”

下圖中所示的，為摻雜一個半導(dǎo)體超晶格而又不會破壞有序陣列的金納米晶體圖像。摻雜(廣泛用于半導(dǎo)體、稀磁材料和磷)是將外來原子引入一種主體材料內(nèi)、以便改善或生成新的電子性能、磁性能和光性能的一個過程。Christopher Murray及同事將“取代摻雜”的概念引入到了納米晶體超晶格中，在其中采用的是人造原子(均勻的納米晶體)而不是真正的原子。他們顯示，金納米晶體會隨機吸收到一個半導(dǎo)體(CdSe或PbSe)納米晶體超晶格中，在其中一個納米晶體可被具有同樣大小但不同組成的另一個納米晶體取代。這樣生成的材料的導(dǎo)電性由受摻雜劑的密度和分布控制的金屬滲透通道來調(diào)制。自聚集方式的采用意味著，這一新方法應(yīng)可以廣泛適用于一系列不同材料和組成。

原文：Substitutional doping in nanocrystal superlattices

10.X射線衍射揭示翻轉(zhuǎn)酶催化機制

脂質(zhì)穿過膜雙層的轉(zhuǎn)位(被稱為翻轉(zhuǎn))是維持脂質(zhì)非對稱性所必需的，也是信號傳導(dǎo)和囊泡形成等過程所要求的。嵌入在膜中的脂質(zhì)(含有大型極性頭基)的翻轉(zhuǎn)是緩慢的，從能量角度來講也是不利的。這一過程由翻轉(zhuǎn)酶催化，其機制目前尚不知道。本文作者獲得了ABC transporter PglK的X-射線晶體結(jié)構(gòu)，該物質(zhì)在Campylobacter jejuni中、在向內(nèi)和向外的狀態(tài)下幫助“脂聯(lián)寡糖”(LLO)的翻轉(zhuǎn)。這些結(jié)構(gòu)和隨后的生物化學(xué)實驗支持一個不同尋常的機制，在其中LLO的 “聚戊烯基”尾巴仍然部分嵌入在脂質(zhì)雙層中，“焦磷酸鹽-寡糖”頭基在ATP被水解之后翻轉(zhuǎn)到了向外的空腔內(nèi)。

原文：Structure and mechanism of an active lipid-linked oligosaccharide flippase