小編整理了Nature雜志推薦的2015年8月11日～2015年9月10日最受關(guān)注的十項研究進(jìn)展，具體介紹如下：

　　1.真核生物中原核生物基因的來(lái)源

　　多年來(lái)，人們一直假設，真核生物基因組中所見(jiàn)的原核生物基因，一定是在首先原核細胞器的內共生，然后最后穩定存在細胞中的。但最近的證據表明，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)性的水平基因轉移。對細菌、古菌和真核生物基因組所做的這項分析，沒(méi)有發(fā)現連續橫向基因轉移，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(differentialgene)丟失之后，在相應于線(xiàn)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，在復雜細胞的核基因組中留下了內共生的重大印記。

　　2.癌癥中細胞壓力和自噬過(guò)程之間的聯(lián)系

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

　　3.對中國碳排放量數據的向下修正

　　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(guò)升級和協(xié)調的能量消耗估計、熟料生產(chǎn)數據以及兩個(gè)關(guān)于中國煤炭相關(guān)的碳排放因子的數據集，研究人員發(fā)現，在2000到2012年間，中國國內能源消耗總量比中國國家統計局給出的數據高大約10%。然而，這個(gè)時(shí)期中國碳排放量數據比起政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )（IntergovernmentalPanelonClimateChange）的數據平均低了45%。中和這些數據，研究人員估計，在2013年，中國化石燃料和水泥工業(yè)帶來(lái)的二氧化碳排放量在2.49億噸，比之前其他組織給出的數據低了14%?？偣菜闫饋?lái)，這個(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據可能高估了2.9億噸。

　　4.“不純潔的”金剛石

　　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，是當一個(gè)含微包裹體的纖維膜，生長(cháng)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)現的大多數金剛石，大都是在古老大陸最底部深度超過(guò)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(wú)法接觸到寶貴地化信息。

　　YaakovWeiss及同事，在Nature雜志上發(fā)表了一組地球化學(xué)數據。數據來(lái)自加拿大西北地區Ekati金剛石礦的一組11塊金剛石中的化學(xué)信息。這些數據包含清晰的化學(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(guò)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(shuō)明，北美地下的一個(gè)消減板塊是這些流體的來(lái)源，也說(shuō)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提供了一個(gè)背景，這種效應會(huì )在全球范圍內改變深層巖石圈，并在金剛石形成中起關(guān)鍵作用。

　　5.GPCR激活性變構的一個(gè)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(guò)“異三聚G蛋白”(能結合鳥(niǎo)嘌呤核苷酸的蛋白，充當細胞內分子開(kāi)關(guān))發(fā)揮功能，以變構方式將后者激活來(lái)觸發(fā)GDP釋放。有數百種人類(lèi)GPCRs作用于16種不同的“Gα蛋白”之上。在這研究文章中，MadanBabu及同事試圖弄清，是否存在一個(gè)主管Gα激活的普遍性變構機制。他們發(fā)現的確有這樣一個(gè)機制，即不同GPCRs通過(guò)一個(gè)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系統發(fā)生了迅速分化、同時(shí)又保留了其變構性質(zhì)。

　　6.科學(xué)家發(fā)現神經(jīng)退化的一個(gè)新機制

　　衰竭性疾病“肌萎縮性脊髓側索硬化癥”(ALS)是一種罕見(jiàn)的神經(jīng)性疾病，其最常見(jiàn)病因是C9orf72基因中的“六核苷酸重復擴增”GGGGCC(G4C2)。本期Nature上的兩項研究，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制。通過(guò)對表達30G4C2重復片段的果蠅，進(jìn)行基于候選目標的基因篩選，或對表達含8、28或58G4C2重復片段的轉錄體的果蠅進(jìn)行無(wú)偏基因篩選，這兩個(gè)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)運輸的一個(gè)關(guān)鍵調控因子)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重復片段的果蠅細胞中，以及來(lái)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。

　　7.能量輸入讓金屬玻璃恢復“青春”

　　當一個(gè)玻璃系統慢慢向平衡態(tài)松弛的時(shí)候，我們就說(shuō)它在“老化”，其很多性質(zhì)會(huì )發(fā)生相應變化。通過(guò)能量注入，使該系統從平衡態(tài)又回到原來(lái)的狀態(tài)，比如說(shuō)通過(guò)加熱它或以機械方式對其施壓，就可以使它恢復“青春”?，F在，SergeyKetov等人發(fā)現，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(guò)在一個(gè)遠遠低于玻璃轉變溫度的溫度下，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青春。作者將這一現象歸因于玻璃態(tài)中內在結構異質(zhì)性的效應，這種異質(zhì)性效應，會(huì )隨著(zhù)溫度的變化而轉變成局部化的內部應變性，不同區域會(huì )發(fā)生不同程度的膨脹和收縮。

　　8.中央靜脈附件出現的新的肝細胞

　　新的肝細胞，作為體內平衡程序的一部分，是怎樣在成年肝臟中出現的仍不清楚。RoelNusse及同事利用復雜細胞標記方法，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(lèi)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(gè)肝臟祖細胞標記。這些細胞，對由來(lái)自中央靜脈的相鄰內皮細胞提供的Wnt信號，可以做出反應，成為能夠取代維持肝臟平衡所需的所有肝細胞類(lèi)型的多倍體肝細胞。

　　9.用納米晶體進(jìn)行“取代摻雜”

　　上圖中所示的，為摻雜一個(gè)半導體超晶格而又不會(huì )破壞有序陣列的金納米晶體圖像。摻雜(廣泛用于半導體、稀磁材料和磷)是將外來(lái)原子引入一種主體材料內、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(guò)程。ChristopherMurray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(huì )隨機吸收到一個(gè)半導體(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電性由受摻雜劑的密度和分布控制的金屬滲透通道來(lái)調制。自聚集方式的采用意味著(zhù)，這一新方法應可以廣泛適用于一系列不同材料和組成。Alternativeoutcomesfromsuperlatticedoping.

　　10.X射線(xiàn)衍射揭示翻轉酶催化機制

　　脂質(zhì)穿過(guò)膜雙層的轉位(被稱(chēng)為翻轉)是維持脂質(zhì)非對稱(chēng)性所必需的，也是信號傳導和囊泡形成等過(guò)程所要求的。嵌入在膜中的脂質(zhì)(含有大型極性頭基)的翻轉是緩慢的，從能量角度來(lái)講也是不利的。這一過(guò)程由翻轉酶催化，其機制目前尚不知道。本文作者獲得了ABCtransporterPglK的X-射線(xiàn)晶體結構，該物質(zhì)在Campylobacterjejuni中、在向內和向外的狀態(tài)下幫助“脂聯(lián)寡糖”(LLO)的翻轉。這些結構和隨后的生物化學(xué)實(shí)驗支持一個(gè)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A(yíng)TP被水解之后翻轉到了向外的空腔內。