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Volume 534 Number 7606
審校 ： 楊柳 史靜雯 魏若妍 譚坤
Acetate mediates amicrobiome–brain–β-cell axis to promote metabolic syndrome
乙酸介導微生物–腦–β細胞軸促進代謝綜合症
翻譯：譚巧珠
Rachel J. Perry, Liang Peng,Natasha A. Barry…Andrew L. Goodman & Gerald I. Shulman
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature18309.html
肥胖、胰島素耐受性和代謝綜合症與腸道菌群的變化相關聯。然而，腸道菌群變化導致這些狀況的機制還是未知的。在這裡，我們發現在嚙齒類動物中腸道菌群變化導致的乙酸增加能激活副交感神經系統，促進葡萄糖-刺激的胰島素分泌，刺激胃飢餓素分泌增加，從而導致食慾旺盛，肥胖和相關後遺症。綜上，這些發現證實了營養物-腸道菌群相互作用導致乙酸增加和隨後激活的副交感神經系統是治療肥胖的潛在靶標。
The genetic history of Ice Age Europe
冰河時代歐洲的遺傳史
翻譯：李昕驥
Qiaomei Fu, CosimoPosth, MatejaHajdinjak, Martin Petr,SwapanMallick, Daniel Fernandes, AnjaFurtwängler, Wolfgang Haak, Matthias Meyer, AlissaMittnik, Birgit Nickel, Alexander Peltzer, NadinRohland, Viviane Slon,SahraTalamo, IosifLazaridis, Mark Lipson, Iain Mathieson, Stephan Schiffels,Pontus Skoglund, Anatoly P. Derevianko, Nikolai Drozdov, VyacheslavSlavinsky,Alexander Tsybankov, Renata GrifoniCremonesi, Francesco Mallegni, Bernard Gély,EligioVacca, Manuel R. González Morales, Lawrence G. Straus, ChristineNeugebauer-Maresch, Maria Teschler-Nicola, Silviu Constantin, OanaTeodoraMoldovan, Stefano Benazzi, Marco Peresani, Donato Coppola, Martina Lari,Stefano Ricci, AnnamariaRonchitelli, Frédérique Valentin, Corinne Thevenet,Kurt Wehrberger, Dan Grigorescu, Hélène Rougier, Isabelle Crevecoeur, DamienFlas, Patrick Semal, Marcello A. Mannino, Christophe Cupillard, HervéBocherens,Nicholas J. Conard, Katerina Harvati, VyacheslavMoiseyev, Dorothée G. Drucker,Jiří Svoboda, Michael P. Richards, David Caramelli, Ron Pinhasi, Janet Kelso,Nick Patterson, Johannes Krause, Svante Pääbo& David Reich
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17993.html
現代人類於大約45,000年前到達歐洲，但人們對農耕開始（距今約8,500年）之前的人類遺傳組成知之甚少。這裡，我們分析了距今約45,000年到7,000年間的51個歐亞人的全基因組數據。在這期間，尼安德特人DNA的比例從3-6%下降到2%左右，這與現代人中的尼安德特人變異受到自然選擇的結果相一致。然而並沒有證據顯示歐洲的早期現代人對現今歐洲人的遺傳組成有所貢獻，所有距今大約 37,000 到 14,000 年前的個體都是一個奠基種群的後裔，這個種群是現今歐洲人祖先的一部分。來自歐洲西北部的一個約 35,000 歲的個體代表了這一奠基種群的早期分支，這個種群隨後在很大範圍內被取代，而在約19,000年前正值末次盛冰期間又在歐洲西南部重現。在大約14,000年前之後的主要氣候變暖期，一個與現今的近東方人有關的遺傳組分在歐洲變得廣布。這些結果記錄了種群更迭和遷移如何多次成為歐洲史前歷史的主題。
Midbraincircuits for defensive behavior
防禦行為的中腦迴路
翻譯：吳倩
Philip Tovote, Maria Soledad Esposito, PaoloBotta…Silvia Arber & Andreas Lüthi
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17996.html
在緊急情況下的存活有賴於選擇並迅速做出積極或消極的適當防禦反應，而這背後的大腦迴路尚不得而知。在此，我們使用基於迴路的光遺傳學技術、體內和體外電生理技術和神經示蹤技術確定中腦導水管周圍灰質對特定防禦行為的迴路。我們發現了一條從杏仁核的中央核到腹外側中腦導水管周圍灰質的抑制通路，通過去抑制腹外側中腦導水管周圍灰質輸出到髓質前庭神經外側核運動前靶點的衝動，產生僵直行為。另外，我們還發現了這一僵直通路與調節逃跑行為的遠程和局部迴路之間在解剖和功能上相互作用的證據。我們的數據解釋了產生僵直行為背後的神經元迴路，這是一種進化上保守的防禦行為，在魚類、嚙齒類和靈長類等諸多動物種類中都有表達。在人類中，這一「存活迴路」的調節異常已經證實涉及焦慮相關的精神紊亂。
Cold, clumpy accretion onto anactive supermassive black hole
一個活躍的特大質量黑洞的低溫塊狀吸積
（圖片來源：http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17969.html）
翻譯：劉小鷗
Grant R. Tremblay, J. B.Raymond Oonk, Françoise Combes…Jeremy S. Sanders & Michael W. Wise
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17969.html
位於星系中心的特大質量黑洞能夠通過吸積氣體生長，並釋放可能在星系尺度上調控恆星形成的能量。然而為黑洞生長供能的氣態燃料儲源的性質，很大程度上仍無法通過監測約束，而是照例簡化為極熱氣體的球狀平滑流入。而近期理論與模擬預測吸積能夠由極冷分子雲隨機塊狀分布主導（違背熱模式吸積模型），儘管對該預測明確的監測支持仍然難以獲得。這裡我們報告了對位於艾貝爾2597最亮星系團（BCG，一個附近的具有紅移z=0.0821的由密熱等離子體暈包圍的巨橢圓星系）核心的特大質量黑洞燃料儲源的塊狀冷吸積流的觀測結果。在適當條件下，熱不穩定性產生了落向星系中心的冷雲雨滴，維持著在其核心發現的前秒差距尺度的分子星雲的恆星形成。
該觀測表明這些冷雲同樣為黑洞吸積供能，並顯示當分子雲以約300千米每秒向著活躍特大質量黑洞內移動時其下的「陰影」，該黑洞則作為一種明亮的背光源。先前在超高空間解析度下熱原子氣體觀測的確鑿證據，輔以基於幾何與機率的簡單論證，表明這些雲位於黑洞最深處數百秒差距，並向著黑洞方向落下靠近。
Digitized adiabatic quantumcomputing with a superconducting circuit
運用超導電路的數位化絕熱量子計算
（圖片來源：http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17658.html）
翻譯：劉小鷗
R. Barends, A. Shabani, L.Lamata…H. Neven & John M. Martinis
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17658.html
量子力學能夠幫助解決物理與化學中的複雜問題，只要這些問題能夠在物理設備中被編程。在絕熱量子計算中，系統從簡單初始哈密頓函數基態緩慢演化至最終編碼計算問題的哈密頓函數。這一方法的吸引力在於簡單與普遍性的結合。原則上，任何問題都能夠被編碼。在實踐中，其應用被有限的連通性、可用的交互及噪聲所限制。一種補充方法即為數字量子計算，它能夠建立任意交互併兼容誤差修正，但只能使用問題特定的量子電路算法。在此，我們在超導系統中通過實現數位化絕熱量子計算結合了兩種方法的優勢。在數位化演化過程中，我們使用斷層X光探測了系統，並探索了系統大小的誤差的縮放比例；接著我們讓全系統找出一維Ising問題及涉及更複雜交互的哈密頓函數問題的隨機實例的解決方案。該絕熱計算的數字量子模擬由多達9個量子位及1000個的量子邏輯門組成。固態中數位化絕熱量子計算的例證為綜合長程關聯與解決複雜計算問題開闢了道路。將我們的方法結合容錯系統，即成為一種可拓展的多用途算法。
Metastable high-entropy dual-phase alloys overcome thestrength–ductility trade-off
亞穩高熵雙相合金克服的強度－延展性的限制
翻譯：雷文茜
Zhiming Li, Konda Gokuldoss Pradeep, Yun Deng,DierkRaabe&CemalCemTasan
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17981.html
千百年來金屬一直是人類最重要的使用材料，然而金屬的使用會受到生態和經濟因素影響。擁有更高強度和更大延展性的合金可以通過降低重量和改善能量效率來緩解上述提到的問題。然而為了增加金屬強度的大部分冶金方法會導致延展性的損失，這種效應被稱作強度-延展性限制。
我們展示了一種亞穩態工程策略，這種策略下我們設計了具有多組分等價高熵相的納米結構大體積高熵合金。最初，高熵合金被認為可以通過熵的最大化從相穩定中獲益。但是受最近研究工作的激發這個概念已被推翻，該研究工作通過證明這種關係中的薄弱之處而放寬了高熵合金組成嚴格限制。我們降低了相穩定性從而獲得了兩個關鍵的益處：雙相微結構致使的接口硬化（源於高溫相熱穩定性的降低）；以及變形誘導硬化（源於室溫相機械穩定性的降低）。這樣可以把二者的優勢結合起來：相穩定性降低帶來的先進不鏽鋼的廣泛硬化以及高熵合金的大量固溶強化。在這種轉變誘導的塑性輔助雙相高熵合金(TRIP-DP-HEA)中，這兩部分分别致使了跨晶界滑移阻力和除晶界滑移阻力的加強，從而提高了合金強度。此外，因穩定相的位錯硬化和轉變誘導的亞穩態相硬化而提高的應變硬化能力，可以產生更大的延展性。這種強度和延展性的聯合增強使TRIP-DP-HEA合金不同於其他最近研發的結構材料。因此這種亞穩態工程策略應該有益地指導高熵金屬的近無窮組成空間的設計。
Strongly correlated perovskite fuel cells
強相關鈣鈦礦型燃料電池
You Zhou,Xiaofei Guan, Hua Zhou…Dillon D. Fong &ShriramRamanathan
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17653.html
燃料電池將化學能直接轉換成電能，與傳統的熱發動機相比，該過程高效且具有環境效益。氧化釔穩定的氧化鋯，由於它的穩定性和近一致的離子遷移數，也許是用作固體氧化物燃料電池（SOFC）中電解質的最具潛力的材料。儘管存在具有優質離子傳導率的材料，但是當它們暴露在燃料界面的還原環境時，通常限制於其抑制電子洩漏的能力。這樣的電子洩漏降低了燃料電池的輸出功率，且相關的化學-機械應力也可導致電解質膜的毀滅性斷裂。
我們從傳統的電解質設計出發，即通過陽離子取代來維持離子傳導。相反，我們使用鈣鈦礦型鎳酸鹽作為具有高初始離子和電子傳導率的電解質。由於許多這樣的氧化物也與電子系統相關，我們可以通過自發摻入氫來誘發填充-控制的莫特轉變，從而抑制電子傳導。通過使用這樣的鎳酸鹽作為獨立的膜幾何結構中的電解質，我們證明了低溫微製造的固體氧化物燃料電池具有較高的性能。鈣鈦礦型鎳酸鹽具有非常低的活化能，其離子傳導率堪比在同樣的溫度範圍內表現最佳的固體電解質。這些結果展現出了一種由強電子相關性而產生突變性的高性能材料的設計策略。
An autonomous chemicallyfuelled small-molecule motor
自主化學驅動的小分子馬達
翻譯：趙紅蕾
Miriam R. Wilson, Jordi Solà,Armando Carlone, Stephen M. Goldup, Nathalie Lebrasseur& David A. Leigh
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature18013.html
分子機器是最複雜的功能性分子之一，在幾乎所有的生物進程中有重要作用。一些人工合成的小分子機器已經被開發，包括分子肌肉式、合成器式、泵式、學步車式、傳輸式、光碟機動和電驅動的旋轉馬達。然而，雖然生物分子馬達是被化學濃度梯度或者三磷酸腺苷（ATP）的水解驅動的，但是到目前為止還沒有人工合成的小分子馬達可以利用化學能進行自主調控（也就是說，只要有化學燃料存在，組分就會沿著某一純粹的方向性移動）。
本文我們描述了這樣一種系統，該系統中小分子環（包含15個原子以上的大環類）在化學燃料9-芴甲氧羰基氯化物的不可逆反應的驅動下，會連續地定向地沿著分子軌道運輸。這種設計的關鍵在於，當大環離循環軌道的活性區域較遠時，這種燃料與活性中心的反應速率會比距離比較近時的反應速率快。我們發現，大的吡啶基催化劑能促進碳酸鹽形成反應，增加取代大環從軌跡活性區域離開的距離。9-芴甲氧羰基類的附和和分裂發生在不同的進程中，分裂反應發生在獨立的大環位置，在這種反應情況下，只要未反應的燃料還在，分子馬達的定向旋轉就會繼續進行。我們預期，自主化學驅動的分子馬達會在分子納米技術中有著類似引擎一樣的應用。
FeO2 and FeOOHunder deep lower-mantle conditions and Earth’s oxygen–hydrogen cycles
下地幔深部條件下的FeO2和FeOOH與地球氧–氫循環
（圖片來源：http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature18018.html）
翻譯：劉小鷗
Qingyang Hu, Duck Young Kim,Wenge Yang, Liuxiang Yang, Yue Meng, Li Zhang & Ho-Kwang Mao
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature18018.html
地球內部氧與氫的分布、累積與循環影響著水圈、大氣及生物圈的地球化學演化。富氧大氣與富鐵地核代表著氧-鐵（O-Fe）系統的兩個端元，與行星整個氣壓-溫度-組成範圍重疊。地球深部極端的壓強與溫度條件改變了氧化鐵的氧化態、自旋態與相穩定性，創造了新的化學計量，例如Fe4O5與Fe5O6。這類氧與鐵之間的相互作用影響地球形成、地核與地幔分離及大氣演化。鐵元素在其多種氧化態中控制著氧逸度與需氧量，而氫在Fe與O反應（導致鐵在溼潤空氣中生鏽）中具有關鍵作用。本研究中，我們運用第一性原理計算與實驗，確定了一種在76G帕斯卡與1800開氏度下的穩定性高、具有黃鐵礦結構的鐵氧化物（FeO2），它的氧元素含量極其的高。我們報告了集中於沼鐵礦並普遍存在「鐵鏽」的針鐵礦礦物（FeOOH），在下地幔深處條件下分解形成FeO2並釋放H2。反應能夠導致下地幔深處含有高度FeO2斑塊的累積、氫的向上遷移以及氫氧循環的分離。該過程為下地幔深處地震與地球化學異常，以及距今20億年前創造了現今富氧大氣的大氧化事件的零散O2來源提供了另一種解釋。
Homo floresiensis-like fossils from the early Middle Pleistocene of Flores
弗洛瑞斯中更新世早期的類弗洛瑞斯人化石
翻譯：李昕驥
Gerrit D. van den Bergh,YousukeKaifu, IwanKurniawan, Reiko T. Kono, Adam Brumm, Erick Setiyabudi,Fachroel Aziz & Michael J. Morwood
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17999.html
弗洛瑞斯人（Homo floresiensis），這一身材矮小的古人類物種，根據骨骼殘骸，之前已知僅分布於印度尼西亞西弗洛瑞斯島的梁布亞洞穴中，關於進化起源一直進行著激烈的辯論。這種可追溯至晚更新世的原始類型，是否從早期亞洲直立人（Homo erectus）進化而來、並代表了一個在孤立環境下體型和腦容量發生進化逆轉的獨特而驚人的案例，這一問題存在爭議。另一個假說是，弗洛瑞斯人起源於一種古老的、腦容量更小的古人類成員，比如能人（Homo habilis）、甚至可能是晚期南方古猿（Australopithecus），暗示了迄今未被證實的兩百萬年前古人類從非洲向東亞的擴散。
我們描述了2014年在中弗洛瑞斯島So』a盆地的一個中更新世早期遺址（Mata Menge）出土的古人類化石。這些樣品包括一個下頜骨碎片和六顆分離的牙齒，屬於至少三個具有小的頜骨和牙齒的個體。這些化石可追溯至大約70萬年前，是迄今來自弗洛瑞斯島最古老的古人類遺骸。MataMenge人的下頜骨和牙齒在尺寸和形態特徵上與梁布亞弗洛瑞斯人相似。唯一的例外是下頜第一臼齒，它保留了比較原始的狀態。值得注意的是，MataMenge人比現有兩個弗洛瑞亞人有更小的下頜骨和臼齒。與南方古猿和能人相比，Mata Menge人化石更加晚近，因此傾向於支持弗洛瑞斯人是早期亞洲直立人的一個矮小的祖先的觀點。我們的發現提示了，弗洛瑞斯島的古人類在一個意外早的時期已經具備了弗洛瑞斯人特有的極小體型和其他形態特徵。
Age and context of the oldestknown hominin fossils from Flores
已知的弗洛雷斯最古老的古人類化石的年齡和背景
翻譯：吳倩
Adam Brumm, Gerrit D. van denBergh, Michael Storey…Stephanie Flude& Michael J. Morwood
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17663.html
最近，在印度尼西亞弗洛雷斯島中部So』a 盆地Mata Menge地區早中更新世地層發掘出了人類化石，該化石被認為屬於晚更新世弗洛瑞斯人Homo floresiensis的祖先族群。我們描述了MataMenge人類化石的年齡和所處環境以及其他相關考古發現。化石於2014年發掘於河流相砂巖層，根據40Ar/39Ar和地層夾藏火山灰和火山碎屑密度流的化石裂變徑跡年齡，結合化石牙齒的鈾系和電子自旋共振測年，該巖層屬於約70萬年前的一條山谷小溪。古環境數據顯示早中更新世So』a 盆地的氣候較為乾燥，而其他證據顯示人類生活於類熱帶草原和溼地的混合生境。人類化石旁邊還發現了動物和簡單石器的證據，該石器與晚更新世的弗洛瑞斯人所製造的石器十分相似。
Environmental Breviatea harbour mutualistic Arcobacter epibionts
弓形桿菌寄生 breviatea 隱藏有互惠作用
翻譯：譚坤
Emmo Hamann, Harald Gruber-Vodicka,Manuel Kleiner…Andrew J. Roger & Marc Strous
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature18297.html
Breviatea綱是一類自由生活、單細胞的原生生物，與動物和真菌的親緣關係都較遠。這一支系分化於大約在十億年前，那時候海洋氧含量很低，現存的Breviatea綱的生物進化或保留了其厭氧的生活方式。
我們報導對本綱新發現的物種 Lenisia limosa gen. et sp. nov.的培養，它被弓形桿菌屬的細菌所寄生，而弓形桿菌屬常寄生在動物上。生理實驗表明Limosa和弓形桿菌屬生物的關係由氫轉移驅動，而這一關係是互惠的，兩個物種都從中受益。通過全基因組測序和差異蛋白質組學，我們證明了可以用一種現在還未知的接受NAD(P)H的氫化酶的激活來解釋Limosa 適合度的提高，這一現象只在弓形桿菌存在時候才表達。差異蛋白質組學進一步揭示了Lenisia存在會刺激弓形桿菌已知「毒力「因子的表達。這些蛋白質的典型作用是使得感染時在動物細胞中的定植成為可能，但在這個案例中可能會讓雙方受益。最後，對兩個現有的Breviatea綱中其他物種轉錄組數據集的重新調查顯示與氫消耗相關的弓形桿菌的存在和活躍，提示在這兩個群體中的互惠可能廣泛存在。我們的結果支持毒力涉及的分子機制也可能參與互惠，就像Breviatea和弓形桿菌這樣。
Universality of human microbial dynamics
人體微生物群動態的普適性
翻譯:李昕驥
Amir Bashan, Travis E. Gibson, Jonathan Friedman, VincentJ. Carey, Scott T. Weiss, Elizabeth L. Hohmann & Yang-Yu Liu
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature18301.html
與人體相關的微生物群落對我們的健康至關重要，這也促進了諸如糞便菌群移植等的微生物群療法的持續發展。這些微生物群落是十分複雜的、動態的並高度個性化的生態系統，在物種組成和豐度上均呈現出高度的個體間差異。在群落潛在的生態學動態模型中可以通過種群動態模型的增長率、種內和種間關係參數化的這些動態過程主要是非宿主依賴的（即普適性的）還是宿主特異性的，我們尚不清楚。如果個體間差異反映了由於宿主在生活方式、生理或遺傳上的差異而導致的宿主特異性動態，那麼通用的微生物群操作可能會有意外的結果，導致其無效甚至是有害的。或者，不同個體的微生物生態系統可能呈現出普適性動態，其個體間差異主要來源於建群物種組合的差異。
我們開發了一種新的計算方法來表徵人體微生物群落動態。將該方法應用到兩個大規模宏基因組項目——人類微生物群項目和學生微生物群項目——的交叉數據，我們表明：腸道和口腔微生物群落呈現出明顯的普適性動態，而與特定皮膚部位相關的群落則可能受到宿主環境差異的影響。值得注意的是，腸道微生物群動態的普適性未在受到多次艱難梭狀芽孢桿菌（Clostridium difficile）感染的受試者體內觀察到，但在這些受試者接受糞便菌群移植後則能發現。這些結果從根本上促進了我們對塑造人體微生物生態系統的過程的認識，並為設計一般化的微生物群療法鋪平道路。
Development of the gut microbiota andmucosal IgA responses in twins and gnotobiotic mice
孿生子和限菌小鼠中腸道微生物和黏膜 IgA 應答的發育
翻譯：史靜雯
Joseph D. Planer, Yangqing Peng, Andrew L.Kau, Laura V. Blanton, I. Malick Ndao, Phillip I. Tarr, Barbara B. Warner &Jeffrey I. Gordon
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17940.html
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免疫球蛋白A（IgA）是由腸道黏膜分泌的主要抗體類型，是腸道屏障功能的重要因子。結合腸道菌群的IgA庫反映了T細胞依賴和非依賴的途徑，以及在抗體分泌組件上呈現的多聚糖。在屏障功能障礙的情況下，被 IgA 靶向的人類腸道菌群在分離和轉移至限菌小鼠體內後能導致腸道病變。腸道免疫的複雜重定向發生於嬰幼兒從被動接受母乳中的IgA轉變到自身體內來源的IgA。而在這期間IgA應答是如何與微生物集聚同發展的，還知之甚少。
本文中，我們（1）鑑定了一系列年齡差異性的菌類，它們的呈現決定了出生後頭兩年內微生物集聚和成熟的程式，在美國40對健康孿生子中均共同存在；（2）描述了腸道黏膜對微生物群落中細菌組分的IgA應答的發展模式，在出生後頭幾個月內其在家庭成員（孿生子）之間存在高度差異，隨後在第二年一致化；（3）評估了合子型、出生模式和母乳餵養。在6個月和18個月的無菌小鼠中定植從孿生子中獲取的糞便微生物並且對其餵養一系列刺激母乳餵養到輔食攝入的人類食物，可以重複IgA應答中年齡相關的差異。大部分對飲食的應答非常顯著，提示微生物成員的內在性質在支配IgA應答中佔主導作用。本文中描述的方法可以被用於確定健康和疾病狀態下腸道黏膜免疫的發育，以及幫助發現對該方面宿主免疫進行修復和預防幹擾的方法。
The Brazilian Zika virus strain causes birth defects in experimentalmodels
巴西寨卡病毒株在實驗模型中導致出生缺陷
Cross section of a human cerebral organoid shows different structures reminiscent of human embryonic cortical development, such as the proliferative zone in the center, with migrating cells to the surface forming the cortical plate. Cortical progenitor cells are in red, neurons in green and cell nuclei in blue.
翻譯：寧葉
Fernanda R. Cugola, Isabella R. Fernandes, Fabiele B. Russo…Alysson R.Muotri& Patricia C. B. Beltrão-Braga
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature18296.html
寨卡病毒(ZIKV) 是一種蟲媒病毒，屬於黃病毒科 (Flaviviridae) 黃病毒屬。對寨卡病毒的首次描述是1947年在烏幹達對前哨恆河猴的血液進行分析之後。直到二十世紀，非洲系和亞洲系寨卡病毒並未導致人類的重大感染。但是2007年寨卡病毒以埃及伊蚊 (Aedesaegypti) 為傳播載體在密克羅尼西亞的雅浦島上引發了第一次值得關注的流行。病人出現了發熱、皮疹、關節痛以及結膜炎等症狀。從2013年到2015年，亞洲系寨卡病毒在新喀裡多尼亞和法屬玻里尼西亞導致了更多大規模的爆發。寨卡病毒在2013年到達巴西，後來向南美洲和中美洲的其他國家傳播。在巴西，人們已將寨卡病毒與包括小頭畸形和其他嚴重神經系統疾病（如格林-巴利症候群）在內的先天性畸形聯繫起來。雖然已有臨床證據，但仍沒有表明巴西寨卡病毒 (ZIKVBR)株導致出生缺陷的直接實驗證據。
我們在這裡證明了ZIKVBR感染小鼠胎兒，導致宮內生長受限，包括出現小頭畸形的跡象。而且病毒還感染人腦皮質祖細胞，導致細胞死亡的增加。我們還發現，人腦類器官的感染導致腦室帶增殖區減少和腦皮質的破壞。這些結果表明ZIKVBR可以穿過胎盤，通過靶向皮質祖細胞、誘導細胞凋亡和細胞自噬、損害神經發育，導致小頭畸形。不斷增加的證據將ZIKVBR爆發與數量驚人的先天性腦畸形病例聯繫起來，我們的數據是對這些證據的強化和支持。我們的模型可用於確定對抗ZIKVBR對人神經發育有害影響的治療方法的有效性。
Overcoming mTOR resistance mutations with a new-generation mTOR inhibitor
用新一代mTOR抑制劑克服mTOR耐藥性突變
翻譯：寧葉
Vanessa S. Rodrik-Outmezguine, Masanori Okaniwa, Zhan Yao…Neal Rosen&Kevan M. Shokat
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17963.html
精準藥物療法對腫瘤細胞施加選擇性壓力，導致抗藥性腫瘤細胞亞群出現優勢生長，這樣就需要開發下一代療法，治療不斷發展中的癌症。PIK3CA–AKT–mTOR通路是人類癌症中最為常見的被激活通路之一，該通路已經驅動了一些小分子抑制劑的開發，靶向該通路中的不同節點。在這些藥物中，第一代mTOR抑制劑雷帕黴素類似物(rapalogs) 在一些「單病例隨機對照」(N-of-1) 病例中產生了效果，而第二代mTOR激酶抑制劑 (TORKi) 目前正在進行臨床試驗。我們在這裡試圖搞清人細胞系中對已有mTOR抑制劑的可能耐藥性機理，從而指導下一代療法的開發。對TORKi耐藥性的機理其不同尋常之處在於mTOR的內在激酶活性提高，而並不是一個活性位點的直接突變幹擾藥物結合。在未進行過藥物治療的病人體內也的確發現了相同的耐藥性突變，這提示具有活性MTOR突變的腫瘤對第二代mTOR抑制劑具有內在抗藥性。我們報導了一類新型mTOR抑制劑的開發，它們克服了對已有第一和第二代抑制劑的耐藥性。第三代mTOR抑制劑利用了（第一、二代）兩個藥物結合口袋並置排列這一獨特性，使抑制劑與mTOR靶點產生二價相互作用，從而抑制這些耐藥性的腫瘤細胞突變體。
Ribosome-dependent activation of stringentcontrol
依賴於核糖體的應急控制活化
翻譯：陳雅雯
Alan Brown, Israel S. Fernández, Yuliya Gordiyenko & V. Ramakrishnan
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature17675.html
為了生存，細菌不斷地感知環境的波動並產生應答。應急控制則代表細菌在應對營養飢餓時產生的一個關鍵的應激反應，會導致迅速且全面的代謝和轉錄模式的重編程。通常，生長和增殖基因的轉錄被下調，然而針對存活和毒性的重要基因被上調。胺基酸飢餓通過氨醯-tRNA庫的耗盡被感知，進而導致在其A位點停滯非氨醯化tRNA（無荷載）的核糖體積累。RelA被招募至停滯的核糖體處，被活化以合成過度磷酸化的鳥苷類似物(p)ppGpp，而它是具有多效性的第二信使。但是，關於RelA如何識別停滯核糖體以及區分氨醯-tRNA的結構信息是缺失的。
在此，我們提出了RelA結合到停滯了無荷載tRNA的細菌核糖體上的冷凍電鏡結構。該結構揭示了，RelA利用了一個不同於翻譯因子的結合位點，其多結構域的結構包裹著高度扭曲的A位點的tRNA。RelA的TGS(ThrRS, GTPase and SpoT) 結構域結合在CCA尾部從而使末端腺苷酸的3』羥基定向至一個β摺疊處，從而該位點的氨醯-tRNA可在空間上被排除。該結構支持了這樣一個模型，即RelA與核糖體的結合抑制了活化(p)ppGpp合成的自抑制並引發應急應答。因為應急控制關乎致病性細菌在應激條件下的存活，並且會導致慢性感染及對抗生素的抗性，所以，RelA將會成為開發新型抗細菌治療的一個好靶點。
Charge-density analysis of an iron–sulfurprotein at an ultra-high resolution of 0.48 Å
鐵硫蛋白在0.48 埃超高解析度下的電荷密度分析
翻譯：史靜雯
Yu Hirano, Kazuki Takeda & Kunio Miki
http://www.nature.com/nature/journal/v534/n7606/full/nature18001.html
蛋白的精細結構，例如氫原子的位置、價電子的分布和結合水的定向，都是決定蛋白動態和化學性質的關鍵因素。在蛋白X－射線分析中胺基酸被放入適合的原子上無法分辨的電子密度圖中，並且在強限制條件下進行精細調整，而在此3.0-1.5埃解析度的傳統方法中是無法得到精細結構信息的。因此，我們通常利用小分子化學已知的常用知識來補充蛋白中氫原子和價電子的信息。然而即使到現在，計算機利用量子化學對這些信息進行計算依然很困難，特別是對於多核金屬蛋白。
本文中我們使用了0.48埃超高解析度下X－射線結構數據，報導了嗜熱紫色細菌Thermochromatium tepidum中高電勢鐵硫蛋白的電荷密度分析。傳統精細調整下殘餘的電子密度被指定為多極精細調整中的價電子。Fe4S4簇中鐵3d和硫3p電子密度在原子周圍可視化。這樣的信息提供了蛋白質中金屬複合物價電子最詳細的視圖。鐵－硫簇的不對稱性和蛋白質環境提示了電子傳遞中電荷存儲的結構基礎。我們的電荷密度分析首次揭示了圍繞金屬複合物的許多精細特徵，並且使金屬蛋白未來的理論和實驗研究成為可能。
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