大家想知道11月Nature杂志有哪些亮点研究值得学习吗？小编对此进行了整理,与各位一起学习.
【1】旧牙换新牙
doi | 10.1038/nature19812
儿童的乳牙掉落时,掉下来的是牙冠,牙根则被吸收.在研究一具硬骨鱼Andreolepis hedei的化石的牙齿替换时,Per Ahlberg及同事发现牙根吸收似乎是所有硬骨鱼类替换牙齿的原始模式.人类是硬骨鱼类经过高度分化的后代,而这具有4.24亿年历史的硬骨鱼Andreolepis hedei与所有硬骨鱼的祖先相当接近.Andreolepis通过牙根吸收换牙是这一现象的最早证据,牙根吸收或许也是原始硬骨鱼类替换牙齿的方式.
【2】大麻对神经系统的影响
doi | 10.1038/nature20153
大麻合法化已成为美国的一大热议话题,据最新报告显示,目前在欧洲寻求专业毒瘾治疗的人群中,大麻已取代海洛因成为这一人群最常用的非法药物.但是,关于四氢大麻酚（THC,大麻中的神经活性物质）如何影响神经网络（如多巴胺驱动的奖励系统）,科学文献有着显著不同的论述.在本期《自然》中,Michael Bloomfield等人将会对临床研究和动物研究之间相互冲突的证据展开评论,他们总结,摄入THC会对多巴胺系统产生潜在的长期复杂影响,包括大量摄入THC造成的神经放电和多巴胺释放增多,以及与长期使用相关联的多巴胺能钝化.他们认为,人类和动物模型中,大麻诱导的多巴胺系统变化与行为效果之间的关系应成为未来研究的重点.
【3】癌细胞内的端粒维护
doi | 10.1038/nature20099
癌细胞之所以能扩增并长期存在,一方面是它们够在持续分裂的过程中维持端粒长度.科学家们在超过十分之一的癌症中发现了一种不依赖端粒酶的端粒延长机制——端粒延长替代机制(ALT).Roger Greenberg及同事表明,存在ALT的癌细胞中形成了一种专门的复制体,该复制体能够从双链断裂开始,在端粒上合成长束DNA.这一过程独立于许多经典复制和同源依赖修复成份.
【4】控制睡眠模式的基因
doi | 10.1038/nature20142
虽然调控昼夜节律的分子路径已得到广泛研究和分类,但是人们对于控制和驱动睡眠平衡的分子机制所知甚少.船户弘正等人使用正向遗传筛选方法,识别出了两种影响睡眠/觉醒平衡的基因突变.Sik3蛋白激酶对总觉醒时间起着至关重要的决定性作用,而阳离子通道NALCN的突变则会影响快速眼动睡眠的片段长度和总长度.
【5】假基因没那么“假”
doi | 10.1038/nature19824
假基因指的是累积了提前终止密码子(PTC)的基因,被视为“垃圾”DNA.人们一度认为,它们或许能生成调控RNA或小的多肽片段,但是不能编码功能蛋白.Richard Benton及同事报告,果蝇(Drosophila sechelia)体内的IR75a假基因有效地通读翻译了它的PTC,从而编码了一个功能性嗅觉受体,这一过程仅发生在神经元内.作者进一步在不同的嗅觉受体家族和不同物种中,辨认出了其它多个这样的“伪-假基因”,它们虽然有PTC,但仍能像功能基因一样发挥作用,这意味着基因组注释应接受重新审视,尤其是对含PTC的疾病基因.
【6】移植胚胎神经元融入成体新皮层回路
doi | 10.1038/nature20113
在哺乳动物成体的大脑新皮层中,神经再生极度受限.因此,修复大脑损伤的一种可能的策略是利用移植胚胎神经元.然而,人们尚不清楚这些神经元能否继续发育并融入成体的已有回路中.本期《自然》发表的一项研究采用双光子显微术和单突触追踪方法,表明移植入成年小鼠视觉皮层的胚胎神经元可在四到八周内成熟并得到类似成体的属性,可以接收适当的输入并建立感觉刺激选择性反应.因此,移植神经元能以极强的特异性融入成体大脑内一般不接受新神经元的新皮层回路中.
【7】脂肪必须“里应外合”
doi | 10.1038/nature20117
膳食脂肪会加重慢性炎症和胰岛素抵抗,这一过程涉及脂肪组织的巨噬细胞招募.本研究表明,巨噬细胞脂肪酸合酶 (FAS) 对饮食诱导的炎症是不可或缺的.去除巨噬细胞中的FAS会改变巨噬细胞的膜秩序和组成,削弱细胞黏附 细胞迁移和细胞活化所需的血浆细胞膜胆固醇留存和Rho GTPase转运.因此,去除FAS能在小鼠中防止脂肪组织的巨噬细胞招募 慢性炎症和饮食诱导的胰岛素抵抗.
【8】Hoxa11基因与五指
doi | 10.1038/nature19813
本期封面所示为Rosa26Hoxa11/Hoxa11；prx1Cre突变小鼠的艺术化手部骨骼.这种突变引起了Hoxa11基因在末端肢芽中的表达,与在鳍芽中的表达十分相似,并会导致额外指趾的形成.大部分现存的四足动物（四足陆地脊椎动物）的每个肢体拥有五根指趾.如果基因突变造成指趾数量变化,一般都是少于标准的五根.但这种 “五指”状态并非一开始就如此固定.最早的四足动物每个肢体有六根 七根甚至八根指趾；现在,这种多指趾畸形只存在于罕见变异中.那么,五指是如何确定下来的呢？Marie Kmita及同事表明,Hoxa11 和Hoxa13基因的互斥表达是形成五指所必需的；Hoxa11基因的内含子中演化出了一种转录增强子；此外,Hoxa11正常发挥功能是维持五指状态所必需的.作者认为,在干群（已灭绝）四足动物的多指趾向现存四足动物的五指状态过渡的过程中,Hoxa11调控的演化发挥了作用.
【9】遗传学：中国人的自闭症基因
DOI：10.1038/ncomms13316
与自闭症谱系障碍（autism spectrum disorder）相关的遗传突变在一项大型中国人遗传研究中被找出,发表在本周的《自然-通讯》上.这项研究是迈向全球理解自闭症谱系障碍的一步.
夏昆,Evan Eichler及其同事分析了超过1000名拥有自闭症谱系障碍的中国人与自闭症风险相关的189个基因,这些基因是在其他族群的患者中发现的.他们特别寻找了仅在受影响的个体中发生的突变,而不是从父母遗传的那些突变.约4％的患者具有这样的突变,并且这些仅发生在29个基因中.这远远高于随机的预期.此外,一些基因在两个或更多个患者中重复出现,使其成为进一步研究的候选基因.突变的频率与欧洲人群相似.作者还发现,有时与自闭症谱系障碍一起出现的其他健康问题（例如心脏疾病）以相似的几率发生,并且通常与相同的基因相关.
以前的研究表明,重复出现的偶发突变是自闭症谱系障碍的重要风险因素,但这些遗传研究主要在欧洲人群中进行.这项新研究提供了对中国人携带的自闭症谱系障碍的风险突变的见解.
【10】微生物学：提高疫苗有效性
DOI：10.1038/NCOMMS13473
《自然-通讯》报告了一种提高中东呼吸综合征(MERS)疫苗有效性的新方法,该研究也可能有助于设计更有效的对抗一系列病毒性感染的疫苗.
疫苗由可使病人对潜在感染免疫的病毒蛋白组成.但是,疫苗内部的某些蛋白质并不促成免疫反应,因此降低了接种疫苗的效果.周育森 李放及同事开发出了一种新方法来识别疫苗中哪些成分刺激免疫反应的效力最低,在小鼠体内遮蔽单个蛋白质使之无法被免疫系统识别,然后测量所产生的免疫反应.他们在18只感染MERS病毒的小鼠身上测试了这种方法,结果显示他们可以识别出对该病毒最有效的疫苗.
这些初步研究结果鼓舞人心,作者表示,如果该方法可以扩展至其它病毒,那么将有助于改善设计对抗流感 埃博拉或HIV感染的疫苗.
【11】医学研究：简化小鼠换血方法
DOI：10.1038/NCOMMS13363
《自然-通讯》介绍了一种年轻小鼠与年老小鼠换血的新方法.研究显示,在不同年龄段的小鼠之间换血,可以在短短几天之内改变小鼠组织功能.这种输血系统可能有助于研究组织老化.
过去研究显示,年轻血液成分可以使衰老组织重获新生,而老化血液会对年轻组织产生有害影响.但是,这些实验通常依赖于异时骈体方法,通过这种复杂的手术,两种动物的循环系统被连接在一起,维持几个星期的时间.除了共享血液,还会共享其它身体组件,包括器官,这意味着年老小鼠可以获得较年轻小鼠的肺 免疫系统 心脏 肝和肾,而年轻小鼠必须额外维持一具衰老的身体.Irina Conboy及同事设计了一种简化的输血系统,仅在小鼠之间交换血液,借此消除共享器官对换血效果的影响.
该研究团队表明,换血后六天就显现出了效果：年轻血液可以增强受损老化肌肉的修复,而老化血液会抑制年轻小鼠体内新脑细胞的形成和肝细胞再生.整体而言,老化血液的抑制作用比年轻血液的有益作用更明显.
