《自然》杂志本月亮点研究TOP10（9.25-10.25）

人类微生物组计划扩展工作的新成果

Nature 550 (2017年10月5日)

本期封面所示为各种口腔细菌的彩色扫描电子显微照。本期介绍了科学家为扩展人类微生物组计划（Human Microbiome Project）所做的工作，而口腔正是这项工作重点关注的6个关键人体部位之一。人类微生物组计划诞生于2012年，对18种不同人体部位进行了采样，全方位地概述了健康人类个体的微生物组。现在，Curtis Huttenhower及同事将这项工作扩展开来，他们以6个人体部位为重点，包括鼻腔、口腔和肠道，在多个时间点对265名个体进行采样，得到了1631个新的宏基因组。这项研究综合采用了菌株分析、种级宏基因组功能分析和纵向分析方法，深化了人们对人类微生物群的认识，为人们进一步理解“健康”微生物群的构成提供了一项重要资源。封面：SPL/Getty

doi: 10.1038/nature23889 

地球上最早的生命起源时间与地球接近

Nature 549 (2017年9月28日)

研究人员从已知最早的沉积岩中发现了相关证据，将地球上有机生命的起源时间向前推了一步。加拿大拉布拉多地区沉积岩的石墨中出现有机碳和稳定同位素漂移，小宮剛及同事认为这将有机生命的存在时间向前推到39.5亿年前。此外，最新研究证明37亿年前地球上生活着各种生物体，包括有光照的浅水区叠层石和深海热泉中的细菌，不一而足。结合本文研究来看，地球上生命存在的时间几乎和地球一样长。

doi: 10.1038/nature24019

封面故事：遗传变异对基因表达的影响

Nature 550 (2017年10月12日)

基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression, GTEx)研究联盟通过大量采样遗体捐献者死后的正常无疾病人体组织，确定了一个参照目录和相关组织生物样本库，以便表征不同个体、不同组织的基因表达水平。研究联盟在论文中报告了迄今为止有关不同个体和不同组织的基因表达的最深入调查，涵盖来自449名捐献者、44种人体组织的7051份样本。他们表征了不同个体、不同组织的遗传变异和基因表达之间的关系，发现大部分基因受靠近受影响基因的遗传变异调控。Alexis Battle、Stephen Montgomery及其同事研究了在不同人体组织中，罕见遗传变异对基因表达的影响；Daniel MacArthur及其团队则系统性地考察了人体组织内X染色体失活的情况；Jin Billy Li及其同事对哺乳动物体内的A-to-I RNA编辑进行了全面的跨物种分析。在相应的新闻与观点文章中，Michelle Ward和 Yoav Gilad将最新研究成果放在一定背景下考察并探讨这些发现如何有助于破解人类基因组的调控密码。封面：Christine A. Dahl与Norm Cyr。

doi: 10.1038/nature24277 

大面积高效率钙钛矿太阳能电池的制备

Nature 550 (2017年10月5日)

有机-无机杂化钙钛矿是最有可能取代硅而成为太阳能电池吸收层的材料，但是它的稳定性和薄膜面积问题意味着大规模生产尚无可能。韩礼元及同事开发了一种不依赖于真空蒸镀法和溶液法的新型多晶薄膜制备方法，能够制备出比过去技术所允许的更大面积的薄膜。研究团队采用气体前体和压力辅助制备方法，开发了有效面积达36 平方厘米的钙钛矿电池模块，在国际认证机构首次获得了12.1%的认证效率。

doi: 10.1038/nature23877

未来职场的变化

Nature 550 (2017年10月19日)

职场正在发生变化，劳动力的巨大转变正在重塑社会、环境和政治形势。纵观全球，计算机和机器人将在许多工作上取代人类。有鉴于此，本期《自然》提出以下问题：科研揭示出了什么样的工作未来？这些变化会如何影响科学家的职场？一篇新闻特写文章探讨了三个研究最集中的问题：什么工作受自动化的威胁最大？去中心化的“零工经济”能实现全球工作民主化的承诺吗？什么样的项目最能帮助工人为未来变化做好准备？一篇职业特写文章则更加具体地讨论零工经济，揭示自由职业机会如何重塑研究人员群体。另外在三篇评论文章中，Robert Allen从历史角度分析了工资与生产效率的关系；Yuval Noah Harari提出应寻求新的社会经济模型和教育革命；Ian Goldin则认为当今时代与文艺复兴而非工业革命更具可比性。封面图片：Chris Malbon。 (Introduction)

doi: 10.1038/JNature7676cvst-1

高温下泵送液态金属

Nature 550 (2017年10月12日)

操纵熔融金属的能力对于材料处理具有重要意义：在极高温度下，熔融金属可以成为一种有效的存储和传输能量的媒介。但是，这种高温需求导致仅有极少的材料可以用来建造泵送装置。现在，Caleb Amy等人表明通过精心的工程设计，平常易碎的陶瓷可用来制造熔融金属泵的机械构件和密封件，这样制造出来的泵最高能在1673K（1400 ℃）的温度下持续工作。

doi: 10.1038/nature24054

石墨烯中的光场驱动型电流

Nature 550 (2017年10月12日)

近年来新出现了一个超快电子学领域——利用强电磁（光）场控制电子。但因为载流子的屏蔽效应，这类现象难以在金属中探索，因此该领域研究的主要是绝缘子和半导体。但是，石墨烯的物理学特性不一样，这种二维材料只存在弱屏蔽效应。现在，Takuya Higuchi等人利用超快光场在石墨烯中生成电流。该电流对脉冲的光学载波形（由载波包络相位控制）敏感，精度达阿秒尺度。该研究成果为建立光场驱动型皮赫电子学打开了新大门。

doi: 10.1038/nature23900

随纬度变化的森林多样性

Nature 550 (2017年10月5日)

从北方森林到热带森林，在公顷尺度上共存的树种数量会增加两个数量级以上。Jacob Usinowicz及同事使用跨越这两种区域的10个森林的种子生产和出苗数据，对不同纬度的树种竞争如何影响树种多样性梯度进行评估。他们表明从植物繁殖的季节时令角度看，热带时间较长、较稳定的生长季使树种之间的差异更加明显。与较高纬度的森林相比，热带树种出苗的不同时性减少了树种相互之间的竞争程度，从而增加了不同树种共存的可能性。这些发现突出了局部生态过程可对全局生物多样性梯度产生的贡献。

doi: 10.1038/nature24038 

doi: 10.1038/nature24142

利用癌症的药瘾

Nature 550 (2017年10月12日)

癌细胞可以通过各种遗传机制和非遗传机制获得耐药性。在某些情况下，耐药细胞对治疗成瘾，停药后会死亡。本文作者探索了黑色素瘤细胞药物成瘾的机制，鉴定出一条由靶向治疗触发的表型-切换路径。该发现表明，有针对性地变换疗法可以巧妙利用抗治疗的癌细胞的药瘾表型以获得积极效果。

doi: 10.1038/nature24037

doi: 10.1038/nature24148

近观离子通道

Nature 550 (2017年10月19日)

胞内细胞器的膜内存在大量离子通道，这些通道负责维持浓度梯度和离子信号传导。TRPML通道是对内溶酶体功能至关重要的Ca(II)释放通道，负责调节膜运输和胞外分泌等生理过程，TRPML1的突变会引发IV型粘脂贮积症（一种溶酶体贮积症）。本期《自然》发表的三篇论文报告了利用冷冻电镜得到的TRPML通道结构。Seok-Yong Lee及同事报告了TRPML3的结构，而Xiaochun Li和Youxing Jiang领导的团队则报告了TRPML1的结构。综合而言，这些研究揭示了TRPML家族的开闭状态，指明了这些通道的调控机制。正如大多数TRP通道一样，TRPML可以通过特定脂质进行门控。上述研究增进了人们对于底物结合和通道激活的认识。

doi: 10.1038/nature24036