衰老的信号

Nature 551 (2017年11月9日)

我们衰老的速度差异极大。秀丽隐杆线虫同样表现出寿命长短和增龄衰退上的差异。现在，蔡时青及同事表明rgba-1和npr-28的多态性导致线虫衰老速度产生变化。rgba-1编码胶质细胞中的神经肽，它们激活神经元中npr-28编码的受体，从而减少SIR-2.1介导的UPRmt激活（可调节衰老）。

doi: 10.1038/nature24463

doi: 10.1038/551179a

中子星碰撞带来的各种发现

Nature 551 (2017年11月2日)

本期封面展示的是两颗中子星并合的艺术想象图，中子星并合会产生低亮度“千新星”。2017年8月17日，激光干涉引力波天文台(LIGO)和处女座干涉仪通过引力波观测到这样一个事件——GW170817，大量装置还在该事件中观测到强电磁信号。科学家们因此收集到大量有关伽玛射线暴的信息。在本期《自然》中，6篇论文和1篇新闻与观点文章详细描述了千新星。Iair Arcavi团队、Elena Pian团队和Stephen Smartt团队各自在论文中报告了此次事件产生的光和近红外辐射，证实GW170817确实是千新星。Eleonora Troja及同事报告了双中子星并合产生的X射线辐射，表明对一束高速物质喷流的观测可能离轴。在第5篇论文中，Daniel Kasen及其合作者考察了该千新星事件中生成的重元素，利用最新观测结果帮助改善其预测；他们认为中子星并合产生了宇宙中大部分的重元素。Daniel Holz及多个天文台团队利用千新星独立地重新校准了哈勃常数，所得结果与之前的测定值一致。封面图片：Aurore Simonnet。

doi: 10.1038/nature24303

doi: 10.1038/nature24153

doi: 10.1038/nature24290

doi: 10.1038/nature24298

doi: 10.1038/nature24453

doi: 10.1038/nature24471

森林生物多样性受威胁

Nature 551 (2017年11月9日)

全球森林片段化正在侵蚀生物多样性和生态系统服务。Marion Pfeifer及同事评估了人为造成的森林片段化对全球森林中1,673种哺乳动物、鸟类、爬行动物和两栖动物的丰度的影响。他们发现林缘已影响了其中85%的物种丰度（11%的鸟类，30%的爬行动物，41%的两栖动物和57%的哺乳动物），表明林缘地带物种丰度大幅度下降。总体来说，这些发现说明全球超过一半的树林都存在脊椎动物种群被破坏的现象。

doi: 10.1038/nature24457

海洋红藻藻胆体的结构

Nature 551 (2017年11月2日)

藻胆体是迄今所知最大的捕光蛋白复合物，分子量为16.8MDa。隋森芳及同事使用单粒子冷冻电镜技术解析了海洋红藻藻胆体的结构，呈现了860个蛋白质组件和2048个发色团——令分子产生颜色的部分。该研究为理解藻胆体如何适应变化的光照条件和能量如何在其中传递奠定了基础。

doi: 10.1038/nature24278

神经配蛋白调控星形胶质细胞形态发生和突触发生

Nature 551 (2017年11月9日)

本期封面展现了两个3D打印的小鼠星形胶质细胞模型（橙色和灰色），它们就像是在大脑中那样处于并列位置。已知星形胶质细胞与神经元关系紧密，因此，它们能够在很大程度上影响突触功能。然而，人们仍旧不明确星形胶质细胞通过什么分子机制形成复杂的结构来维持这种关系。在本期《自然》中，Cagla Eroglu和同事表明，对于小鼠而言，一个关键因素是星形胶质细胞有能力表达神经配蛋白，该蛋白属于细胞黏附分子家族，已知对神经元突触产生作用。在星形胶质细胞中，神经配蛋白与神经连接蛋白互作，调节星形胶质细胞的形态发育，进而调节突触密度和功能。团队还发现，当星形胶质细胞未表达神经配蛋白2时，大脑皮层兴奋性突触的形成和功能会受损。考虑到神经配蛋白变异与神经系统疾病（如精神分裂症）有关，研究人员提出星形胶质细胞可能在这类疾病的致病机制中扮演一定角色。封面图片：Katherine King。

doi: 10.1038/nature24638

成纤维细胞剪接因子

Nature 551 (2017年11月2日)

Li Qian及同事采用单细胞RNA测序方法研究成纤维细胞重编程为心肌细胞的基础。他们发现在推动对于重编程至关重要的全基因表达变化的初始步骤中，涉及mRNA处理和剪切的因子，尤其是剪接因子Ptbp1，会出现下调。Ptbp1的下调对于细胞获取心脏特异性剪接模式至关重要。研究人员通过这种方法，还识别出了允许诱导的心肌细胞在重编程期间富集的表面标记。

doi: 10.1038/nature24454

封面故事：用转基因干细胞再生人表皮

Nature 551 (2017年11月16日)

本期封面所示为源于人表皮干细胞的细胞群（全克隆）。一名7岁男孩的基因改造全克隆细胞被用于重建他受损的皮肤。该男孩患的是交界性大疱性表皮松解症——一种会破坏皮肤完整性的遗传疾病，导致其皮肤出现慢性大疱和伤口。在本期《自然》中，Michele De Luca及其同事描述了他们治疗该病的方法。患者受影响的基因是层黏连蛋白332 上的突变β3链，作者通过病毒载体，利用该基因的功能正常版本转导源自患者皮肤的干细胞。之后，他们利用这些干细胞培养一块块功能正常的表皮，再进行移植，替换患者80%的皮肤。此外，该研究还表明这些人体表皮靠特定区域的长寿干细胞维持。在相应的新闻与观点文章中，作者讨论了该技术的局限和其它潜在应用，比如通过转化研究或可指导干细胞和基因组合疗法，治疗原本不可治愈的疾病。封面图片：Sergio Bondanza & Francesca La Mantia。

doi: 10.1038/nature24487

doi: 10.1038/nature24753

肠道细菌抑制宿主天然免疫防御

Nature 551 (2017年11月16日)

近年来的研究表明，干扰素可诱导的鸟苷酸结合蛋白（GBP）在病原体免疫中起着关键作用。邵峰及同事报告了志贺氏痢疾杆菌（Shigella flexneri）——一种肠道病原体——对抗宿主免疫防御的机制。他们显示在小鼠感染期间，志贺氏痢疾杆菌分泌的效应蛋白IpaH9.8通过泛素化并降解宿主细胞内的鸟苷酸结合蛋白，来抑制宿主的免疫反应。IpaH9.8活性的缺失或破坏可使GBP抑制细菌生长。IpaH9.8靶向宿主GBP代表了病原细菌抑制宿主天然免疫防御的一种新机制。

doi: 10.1038/nature24467

doi: 10.1038/nature24157

无序堆积的冰

Nature 551 (2017年11月9日)

水结冰对地球气候非常重要，准确的天气和气候预报依赖于对冰成核速率的稳定预测。这样的预测通常基于经典成核理论，该理论认为最初形成的冰晶体的结构对应热力学稳定的六角冰的结构。Laura Lupi 和同事报告了一个简单水模型的模拟和能量计算，表明要形成晶体，无序堆积的冰比六角冰更稳定，且使冰的成核率比根据经典成核理论预测的成核率高出逾3个数量级。在建立云模型，以及解读实验室条件下得到的冰成核率并据此推断云温度时，应该考虑上述效应。

doi: 10.1038/nature24279

doi: 10.1038/551178a

抗疲劳的纳米孪晶铜

Nature 551 (2017年11月9日)

在循环应力下材料失效的现象叫做材料疲劳。即使在低于材料自身张应力的应力水平下，疲劳也可能发生。疲劳常常被认为是由不稳定的损伤累积形成的历史依赖过程。作者通过在低于金属拉伸强度的应力幅值下的原子模拟和拉-压变幅应变控制疲劳实验，报道了含有高度取向的纳米孪晶铜中与疲劳历史无关的稳定循环响应，而且未观察到损伤累积。后续实验表明，这种不寻常的循环行为是由相邻的“项链”位错引起的，这种错位由孪晶中多个短的位错构成，如项链的连接。这种位错在循环载荷作用下在高度取向的纳米孪晶结构中形成，并且有助于保持双边界的稳定性和可逆损伤，条件是纳米孪晶在加载轴线的约15度内倾斜。

doi: 10.1038/nature24266