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(xì)胞器的內(nèi)共生，然后最后穩(wěn)定存在細(xì)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(shí)質(zhì)性的水平基因轉(zhuǎn)移。對細(xì)菌、古菌和真核生物基因組所做的這項(xiàng)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(xiàng)研究認(rèn)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(xì)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(xì)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(xì)胞的生存都依賴于高水平的自噬過程。自噬過程是正常細(xì)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(xiàng)研究中，Rushika Perera等人描述了細(xì)胞壓力和自噬過程之間，在胰腺癌中，導(dǎo)致細(xì)胞代謝被改變的一個(gè)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(dá)和組成性激發(fā)，通過人類PDA標(biāo)本和細(xì)胞系，可以大大增強(qiáng)自噬-溶酶體功能介導(dǎo)代謝相關(guān)的基因表達(dá)重編程。這些發(fā)現(xiàn)說明，溶酶體調(diào)控是癌細(xì)胞中營養(yǎng)利用和能量平衡的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

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(jì)值有很大不確定性。這項(xiàng)研究中，通過升級和協(xié)調(diào)的能量消耗估計(jì)、熟料生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及兩個(gè)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(jì)局給出的數(shù)據(jù)高大約10%。然而，這個(gè)時(shí)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(jì)，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(gè)研究表明，整個(gè)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(gè)金剛石，是當(dāng)一個(gè)含微包裹體的纖維膜，生長在一塊單晶清透金剛石上時(shí)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(shí)間說明，北美地下的一個(gè)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(gè)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(gè)普遍機(jī)制

“G蛋白耦合受體”(GPCRs)是充當(dāng)一系列細(xì)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(dāng)細(xì)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(gè)主管Gα激活的普遍性變構(gòu)機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)的確有這樣一個(gè)機(jī)制，即不同GPCRs 通過一個(gè)高度保守的機(jī)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(shí)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(gè)新機(jī)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(kuò)增”GGGGCC (G4C2) 。 本期Nature上的兩項(xiàng)研究，采用對比法得出一個(gè)可能引起這種疾病的一種家族性形式的分子機(jī)制。通過對表達(dá)30 G4C2 重復(fù)片段的果蠅，進(jìn)行基于候選目標(biāo)的基因篩選，或?qū)Ρ磉_(dá)含8、28 或58 G4C2重復(fù)片段的轉(zhuǎn)錄體的果蠅進(jìn)行無偏基因篩選，這兩個(gè)研究小組試圖尋找增強(qiáng)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(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)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(yùn)輸機(jī)相關(guān)的基因。兩篇論文都顯示了，表達(dá) G4C2重復(fù)片段的果蠅細(xì)胞中，以及來自ALS患者的源自iPSC的神經(jīng)元中，核質(zhì)運(yùn)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(biāo)的反義寡核苷酸或小分子來補(bǔ)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(dāng)一個(gè)玻璃系統(tǒng)慢慢向平衡態(tài)松弛的時(shí)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(jī)械方式對其施壓，就可以使它恢復(fù)“青春”。現(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(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)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(xì)胞

新的肝細(xì)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(xì)胞標(biāo)記方法，對這一課題進(jìn)行了研究。他們在中央靜脈附近識別出一類增殖的肝細(xì)胞，它們是雙倍體(成熟肝細(xì)胞是多倍體)，表達(dá)一個(gè)肝臟祖細(xì)胞標(biāo)記。這些細(xì)胞，對由來自中央靜脈的相鄰內(nèi)皮細(xì)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(xì)胞類型的多倍體肝細(xì)胞。

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

9.用納米晶體進(jìn)行“取代摻雜”

下圖中所示的，為摻雜一個(gè)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(gè)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(jī)吸收到一個(gè)半導(dǎo)體(CdSe或PbSe)納米晶體超晶格中，在其中一個(gè)納米晶體可被具有同樣大小但不同組成的另一個(gè)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(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)支持一個(gè)不同尋常的機(jī)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