地球的微生物多样性

Nature 551 (2017年11月23日)

在有关地球微生物组计划（Earth Microbiome Project）研究的这篇元分析中，Luke Thompson等人建立了一条标准化的采集、管理和分析流程，检测超过27,000个样本（代表土壤、水和动植物栖息地）的16S rRNA标记序列，有助于在全球背景下认识细菌及古细菌分布的基础结构与驱动因素。这项研究不仅为未来微生物生态学研究提供了重要的参考数据库和架构，也揭示了群落成分的特征及特定有机体的全球分布。这些发现加深了科学家对扩散和生态位定居的理解。

doi: 10.1038/nature24621　| 全文 　| PDF 

doi: 10.1038/nature24756 

古代滑翔动物多出来的耳骨

Nature 551 (2017年11月23日)

Haramiyids是一群生活在恐龙时期的哺乳动物，它们似乎有潜在的滑翔能力，类似于今天的鼯鼠。不久之前，两种新的滑翔haramiyids被发现，现在孟津和同事发现了另外一种。该新物种生活在1.64亿到1.59亿年前的侏罗纪时期的中国，除了对滑翔的适应外，它们还表现出许多其它吸引人的特征。比如，它们的中耳代表了哺乳动物中耳演化过程中的一个中间阶段，今天哺乳动物的中耳由三块听小骨组成（镫骨、锤骨和砧骨）。而该新物种不仅有这三块听小骨，还有一块上隅骨和一块外鼓骨，共同形成了一种前所未见的五小骨系统。

doi: 10.1038/nature24483 

在雷暴中产生放射性同位素

Nature 551 (2017年11月23日)

理论上而言，闪电，尤其是能量充沛的γ射线闪光，能够通过相对论电子与空气中原子和分子的互作而产生放射性同位素。最近，科学家报告了一些有关该现象的弱观测证据。Teruaki Enoto和合作者报告了2017年2月6日在日本观测到的一场沿海雷暴。他们看到了与γ射线闪光相关的正电子湮没的明显特征，同时还观测到在中子俘获激发的核去激发过程中产生γ射线。他们总结表示，闪电发生过后，中子衰变产生了正电子。

doi: 10.1038/nature24630

doi: 10.1038/d41586-017-07266-w

全靠催化剂

Nature 551 (2017年11月23日)

碳氢键（C-H）官能化是有机合成中最有用的反应之一，因为它不需要活性基。然而，有机分子中碳氢键的反应性和数量使选择性靶向反应具有挑战性。通常，这可以通过“定向基”实现，也就是接近特定碳氢键来导向反应。现在，余金权和同事报告了一种通过2-吡啶酮配体实现的钯催化非定向芳烃碳氢键官能化方法。配体使催化剂反应性增强，允许芳烃被用作限量试剂——克服了这类反应的一大局限。配体同时还能增强空间效应对位点选择性的影响，在某些情况下，甚至不需要定向基也能显著提升该效应。

doi: 10.1038/nature24632

doi: 10.1038/d41586-017-07270-0

量子模拟器上的多体交互

Nature 551 (2017年11月30日)

理查德·费曼于1982年提出量子计算机，提出通过诱导量子计算机组件之间的各种复杂交互来模拟物态。在过去的几年里，量子模拟器已成为现实，并且存在多种不同的量子比特计算法。例如，少量单独受控的量子比特已被用于模拟分子和量子磁。但是，要执行超越经典计算机能力范围的任务依然是一个挑战。在本期《自然》中，有两篇论文为我们展示了量子模拟器，所涉的受控量子比特数量达到了前所未有的水平。Mikhail Lukin及同事使用了51个冷里德堡原子，Christopher Monroe及同事使用了53个囚禁离子来研究Ising-型量子磁体的相变。两支团队都观察到新奇的多体交互，而这是在经典计算机上无法实现的。

doi: 10.1038/nature24622

doi: 10.1038/nature24654

doi: 10.1038/d41586-017-07438-8

财富不平等的历史

Nature 551 (2017年11月30日)

在新闻头条报道的各种经济繁荣与萧条之下，隐藏着一个更深层的问题：财富不平等。那么，财富不平等的历史是什么样的？决定财富分配差异的社会因素是什么？Timothy Kohler及同事考察了约11,000年前新石器时代以来全球范围内财富不平等的演变情况，他们借用房屋面积计算基尼系数。结果显示，如一般预期的，财富不平等现象总体上加剧了。但是出乎意料的是，这种不平等在欧亚旧世界增加的幅度要高于新世界（中北美洲）。即使在高度城市化的新世界，房屋面积在总体上也是相似的。旧世界城区的大型宫殿不再存在于新世界。作者认为大型驯化动物所带来的财富或许可以解释这种不平衡情况。举例来说，马让人可以到处游走，从别处获取财富。

doi: 10.1038/nature24646

doi: 10.1038/nature24758

人类MHC-I肽组装复合体的结构

Nature 551 (2017年11月23日)

本期封面展示了人类肽组装复合体（PLC）的结构。作为免疫应答的关键组成，PLC是一种动态复合体，负责将来自异物（如病毒）的肽片段装载至MHC-I分子。这些MHC-I分子再将肽片段呈递至身体的免疫细胞，启动免疫系统抗击入侵者。Robert Tampé及同事使用冷冻电镜揭示了PLC的结构，展示了该复合体的编辑模块如何集中在肽转运载体TAP周围。他们还发现将抗原肽装载到MHC-I能诱导其结构变化，从而促进释放稳定的肽-MHC-I复合体，启动免疫应答。该发现让研究者得以窥探PLC、抗原加工以及MHC-I介导的免疫启动过程背后的机制。封面图片：Arne Moeller、Simon Trowitzsch和Robert Tampé。

doi: 10.1038/nature24627

doi: 10.1038/d41586-017-07268-8

肿瘤适应氧含量

Nature 551 (2017年11月30日)

癌细胞通常选择环境特异性适应，以便在不同环境下生长。作者表明在高氧环境下生长的肿瘤(比如肺癌或转移瘤)通常表现出NSF1信号传导上升。NSF1维持蛋白质内的铁硫簇，它们对保护癌细胞免受氧化性损伤至关重要。使NSF1或铁硫簇失活会触发癌细胞铁死亡——一种非凋亡的细胞死亡形式。

doi: 10.1038/nature24637

封面故事：涡虫的肌纤维网络

Nature 551 (2017年11月30日)

本期封面所示为地中海圆头涡虫的肌纤维网络。帮助引导再生细胞位置的基因对于适当调控缺失身体部位的再生至关重要，许多这些基因的表达位置就在涡虫的肌肉细胞。过去的研究已经鉴定出位置控制基因，但是人们依然不甚了解它们如何发挥作用。在本期《自然》中，Peter Reddien及同事表明不同类型肌纤维的再生受控于不同的转录因子：纵向纤维再生需要myoD，而环纤维的形成需要nkx1-1。他们发现纵向纤维缺失会导致彻底的再生失败，而环纤维缺失会导致再生出两个头而非一个头。因此，作者认为不同的肌肉类型通过调控创伤信号传导和相关发育，在调控再生中发挥着不同的作用。封面图片：M. Lucila Scimone与Kutay Deniz Atabay。

doi: 10.1038/nature24660 

种系的损害限制

Nature 551 (2017年11月30日)

动物种系如何防止自身累积的损害传递到下一代，人们对此问题仍然所知不多。Adam Bohnert和Cynthia Kenyon发现，秀丽隐杆线虫精子的激素恰好在卵母细胞受精前增强蛋白质内稳态。该开关机制涉及激活质子泵的表达，酸化溶酶体，这样细胞器可以有效从蛋白质聚集体中清除卵母细胞。来自爪蟾卵母细胞的数据表明，这种机制可能在脊椎动物体内保存下来。

doi: 10.1038/nature24620