封面故事: 中國科學現狀與未來
本期《自然》專刊分析中國科學的現狀與未來。我們介紹了中國科研力量的迅速崛起和中國十大科學家。中國試圖領先世界的一個領域是DNA測序。發表在本期第462頁上的一篇文章顯示，中國也計劃在精準醫學方面獨佔鰲頭。在一篇文章中， 中國國家自然科學基金委員會主任楊衛認為，中國需要提高基礎研究的質量、誠信度和適用性。而Douglas Sipp和裴端卿認為，與人們一般看法相反的是，中國給其他國家提供了管理生命科學領域倫理敏感性研究工作的經驗。
強子的構造
量子色動力學（QCD）描述夸克怎樣聚集在一起形成強子。最常見的強子是重子，如質子、中子（它們由三個夸克組成）及介子（它由一個夸克—反夸克對組成）。但原則上，QCD允許存在的構造要奇異得多：由更多夸克組成的粒子或由膠子（強作用力的載體）及夸克組成的粒子。雖然這種奇異狀態的例子最近已被發現，但實驗結果和來自 「格點QCD」的高準確度理論預測並未產生一個能夠據其從QCD推導出強子構造規則的清晰模式。這篇文章討論最近在尋找決定強子構造的規則過程中所獲得的實驗和理論結果，作者就這一領域當前和未來的研究工作表達了他們的觀點。
自然遺傳多樣性和蛋白質組
關於基因變異怎樣決定基因表達的研究工作迄今主要集中在量化對RNA轉錄體的影響上。本文作者主要關注一個具有遺傳多樣性的小鼠類群中的蛋白和轉錄體豐度。在一項蛋白質組範圍的分析中，他們對來自小鼠肝臟的轉錄體和蛋白進行量化，識別出一大批 「蛋白層面的數量性狀位點」（pQTL）。中介分析識別出了 「distant pQTL」背後的蛋白中間體以及數百個蛋白—蛋白關聯。
黑洞合併檢測的一個路線圖
Krzysztof Belczynski 等人發表了對雙黑洞的形成所做的數值模擬，其模擬為解讀最近檢測到的第一個引力波源（被稱為GW150914，由兩個大質量黑洞合併而成）提供了一個框架。他們的模型顯示，這些事件是在一個金屬性不到太陽10%的環境中發生的，其前體是初始質量為40~100個太陽質量、通過質量轉移和一個 「common-envelope相」相互作用的恆星。根據他們的計算預測，一旦引力波觀測裝置達到其最大靈敏度，那麼每年將會檢測到大約1000個黑洞合併事件。
通過四個離子進行粒子物理學模擬
量子模擬有望為經典計算方法無法解決的問題提供解決辦法。具有挑戰性的計算問題的一個例子是規範場論（對現代粒子物理學至關重要的場論）中的實時動態。這篇論文發表了在由幾個量子位（這些量子位由被電磁場控制的處於束縛狀態的鈣構成）組成的一臺量子計算機上對「格點規範場論」所做的數字量子模擬。本文作者所模擬的這一特定模型是 「Schwinger mechanism」，它描述電子—正電子對從真空中的生成。作為通過一項原子物理實驗所模擬的一個粒子物理理論的一個早期例子，這項模擬有可能為模擬更複雜的、通過計算無法模擬的模型打開大門。
活細胞中觀察到半融合和半分裂
脂質雙層會發生融合或分裂，分別產生更大或更小的細胞器，但它們是通過一個半融合的中間體還是一個內壁有蛋白的小孔來做這件事情的仍然存在爭議。Ling-Gang Wu及同事利用超高解析度顯微鏡在融合和分裂過程中對活細胞中的半融合中間體進行了直接觀察。他們的數據表明，鈣和動力蛋白在融合和分裂之間控制兩個方向的可逆轉變。
Rocaglate 藥物的作用機制
癌症藥物Rocaglamide A （RocA）抑制一個子類的RNA 轉錄體的翻譯。因為它以RNA 螺旋酶eIF4A為作用目標，所以RocA 的特異性過去被認為在於信使RNA（它們需要eIF4A活性）的高度結構化的5′未翻譯區域。Nicholas Ingolia及同事現在發現，抑制機制有一個不同的基礎。RocA將eIF4A 固定在 「聚嘌呤」序列上，從而阻止43S亞單元沿信使RNA被掃描。這篇論文突顯了一種藥物何以能夠通過穩定序列選擇性 「RNA-蛋白」相互作用來發揮作用。