Nature雜誌推薦的2015年8月11日 ～ 2015年9月10日最受關注的十項研究進展介紹如下。
1.真核生物中原核生物基因的來源
多年來，人們一直假設，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共生，然後最後穩定存在細胞中的。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，也存在實質性的水平基因轉移。對細菌、古菌和真核生物基因組所做的這項分析，沒有發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(differential gene)丟失之後，在相應於線粒體和質體起源的兩次「演化湧入」事件中，獲得其原核生物基因的。這一歷史性事件，在複雜細胞的核基因組中留下了內共生的重大印記。
doi: 10.1038/nature14963
原文：Endosymbiotic origin and differential loss of eukaryotic genes
2.癌症中細胞壓力和自噬過程之間的聯繫
已有的研究表明，包括胰腺導管腺癌(PDA)在內的各種不同癌症，其癌症細胞的生存都依賴於高水平的自噬過程。自噬過程是正常細胞中自行降解過程，其涉及到的營養清除和質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，導致細胞代謝被改變的一個新的關聯。他們發現，MiT/TFE家族轉錄因子的異常表達和組成性激發，通過人類PDA標本和細胞系，可以大大增強自噬-溶酶體功能介導代謝相關的基因表達重編程。這些發現說明，溶酶體調控是癌細胞中營養利用和能量平衡的一個關鍵節點。
doi: 10.1038/nature14587
原文：Transcriptional control of autophagy–lysosome function drives pancreatic cancer metabolism
3.對中國碳排放量數據的向下修正
中國排放大量人為產生的碳，但其碳排放量估計值有很大不確定性。這項研究中，通過升級和協調的能量消耗估計、熟料生產數據以及兩個關於中國煤炭相關的碳排放因子的數據集，研究人員發現，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，這個時期中國碳排放量數據比起政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change）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據低了14%。總共算起來，這個研究表明，整個2000年到2013年期間，以前關於總二氧化碳排放量的數據可能高估了2.9億噸。
doi: 10.1038/nature14677
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。在地球表面附近發現的大多數金剛石，大都是在古老大陸最底部深度超過150公裡處形成的。因此，「不純」金剛石中封存的化學雜質，含有關於地球深處無法接觸到寶貴地化信息。Yaakov Weiss及同事，在Nature雜誌上發表了一組地球化學數據。數據來自加拿大西北地區Ekati金剛石礦的一組11塊金剛石中的化學信息。這些數據包含清晰的化學演化趨勢，它表明，高鹹度溶液參與了含矽、含碳酸鹽的深層地幔熔融體的形成過程。含鹽流體的化學性質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、地幔交代變質和富含流體的金剛石形成之間，存在密切聯繫。這一新模型為了解地幔流體組成範圍的效應提供了一個背景，這種效應會在全球範圍內改變深層巖石圈，並在金剛石形成中起關鍵作用。
doi: 10.1038/nature14857
原文：Highly saline fluids from a subducting slab as the source for fluid-rich diamonds
5.GPCR激活性變構的一個普遍機制
「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」 (能結合鳥嘌呤核苷酸的蛋白，充當細胞內分子開關)發揮功能，以變構方式將後者激活來觸發GDP釋放。有數百種人類GPCRs作用於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激活的普遍性變構機制。他們發現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蛋白發生相互作用並將其激活。這也許可解釋為什麼GPCR–Gα系統發生了迅速分化、同時又保留了其變構性質。
doi: 10.1038/nature14663
原文：Universal allosteric mechanism for Gα activation by GPCRs
6.科學家發現神經退化的一個新機制
衰竭性疾病「肌萎縮性脊髓側索硬化症」(ALS)是一種罕見的神經性疾病，其最常見病因是C9orf72基因中的「六核苷酸重複擴增」GGGGCC (G4C2) 。 本期Nature上的兩項研究，採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 重複片段的果蠅，進行基於候選目標的基因篩選，或對表達含8、28 或58 G4C2重複片段的轉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 (核質運輸的一個關鍵調控因子)的基因，而Freibaum等人識別出了編碼核孔及核質運輸機相關的基因。兩篇論文都顯示了，表達 G4C2重複片段的果蠅細胞中，以及來自ALS患者的源自iPSC的神經元中，核質運輸功能存在缺陷。Zhang等人發現，這些缺陷可以通過以「G-四聯體」為目標的反義寡核苷酸或小分子來補救。
doi: 10.1038/nature14973
原文1：The C9orf72 repeat expansion disrupts nucleocytoplasmic transport
doi:10.1038/nature14974
原文2：GGGGCC repeat expansion in C9orf72compromises nucleocytoplasmic transport
7.能量輸入讓金屬玻璃恢復「青春」
當一個玻璃系統慢慢向平衡態鬆弛的時候，我們就說它在 「老化」，其很多性質會發生相應變化。通過能量注入，使該系統從平衡態又回到原來的狀態，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「青春」。現在，Sergey Ketov等人發現，這樣的青春煥發，可以在相對溫和的條件下做到。僅僅通過在一個遠遠低於玻璃轉變溫度的溫度下，對玻璃(在本例中採用金屬玻璃)進行熱循環，就可以在很大程度上讓其恢復青春。作者將這一現象歸因於玻璃態中內在結構異質性的效應，這種異質性效應，會隨著溫度的變化而轉變成局部化的內部應變性，不同區域會發生不同程度的膨脹和收縮。
doi: 10.1038/nature14674
原文：Rejuvenation of metallic glasses by non-affine thermal strain
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。Roel Nusse及同事利用複雜細胞標記方法，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型的多倍體肝細胞。
doi: 10.1038/nature14863
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(廣泛用於半導體、稀磁材料和磷)是將外來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，在其中採用的是人造原子(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電性由受摻雜劑的密度和分布控制的金屬滲透通道來調製。自聚集方式的採用意味著，這一新方法應可以廣泛適用於一系列不同材料和組成。Alternative outcomes from superlattice doping.
doi: 10.1038/nature14872
原文：Substitutional doping in nanocrystal superlattices
10.X射線衍射揭示翻轉酶催化機制
脂質穿過膜雙層的轉位(被稱為翻轉)是維持脂質非對稱性所必需的，也是信號傳導和囊泡形成等過程所要求的。嵌入在膜中的脂質(含有大型極性頭基)的翻轉是緩慢的，從能量角度來講也是不利的。這一過程由翻轉酶催化，其機制目前尚不知道。本文作者獲得了ABC transporter PglK的X-射線晶體結構，該物質在Campylobacter jejuni中、在向內和向外的狀態下幫助「脂聯寡糖」(LLO)的翻轉。這些結構和隨後的生物化學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雙層中，「焦磷酸鹽-寡糖」頭基在ATP被水解之後翻轉到了向外的空腔內。
doi: 10.1038/nature14953
原文：Structure and mechanism of an active lipid-linked oligosaccharide flippase
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