Nature 一周论文导读|2021年4月29日

审校 小象 小勺 小锅 访冬 书牧

制版 阿金

Biology

Towards complete and error-free genome assemblies of all vertebrate species

所有脊椎动物物种完整无误的基因组组装

（导读 郭怿暄）本研究评价并开发组装高精确度、接近完整参考基因组的有效方法，发现长读测序技术对最大化提高基因组质量至关重要，未解析的复杂重复序列和单倍型异质性是组装错误的主要来源。新产生的基因组组装修正大量错误，增加缺失序列，并揭示了错误基因复制等生物学发现。同时启动了脊椎动物基因组项目（VGP），旨在为所有约70000种现存脊椎动物生成高质量的完整参考基因组。[论文详细信息]

Universal nomenclature for oxytocin–vasotocin ligand and receptor families

催产素-血管加压素配体和受体家族的通用命名法

（导读 郭怿暄）催产素（OT）和精氨酸血管加压素（VT）是通过特定受体调控多种功能的神经递质配体。本研究对35个物种进行基因组学分析，支持OT和VT是源于局部复制的相关旁系同源基因的观点。研究发现6个主要的催产素-血管加压素受体，并提出所有受体可能源于单个受体经过全基因组和大片段复制组合生成的假设，基于编码这些受体基因的进化关系提出了通用命名方法。[论文详细信息]

Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution

鸭嘴兽和针鼹基因组揭示了哺乳动物生物学和演化

（导读 郭怿暄）卵生的单孔目动物是目前仅存的区别于兽亚纲的哺乳动物，可为哺乳动物演化提供重要信息。本研究生成并分析了鸭嘴兽和短鼻针鼹的参考基因组，找到了塑造单孔目和哺乳动物演化的祖先和谱系特异性基因组改变。研究为单孔目性染色体复合物源于古老的染色体环提供证据，揭示了单孔目和兽亚纲结合珠蛋白基因、泌乳基因和嗅觉、味觉化学感受受体基因的显著差别。[相关报道：中外科学家首次重建所有现生哺乳动物共同祖先的基因组图谱]

A biosensor for the direct visualization of auxin

用于直接观察生长素的生物传感器

（导读 张滢）生长素是植物中重要的小分子调节物质。本研究报道了一种用于植物体内定量可视化生长素分布的基因编码生物感应器。该设计基于大肠杆菌的色氨酸抑制子，其结合口袋可特异性结合生长素。将生长素结合部分与所选择的荧光蛋白偶联，从而通过荧光共振能量转移信号作为监测读数。该系统可实现对生长素浓度亚细胞水平的实时监测，以及植物整个生命周期生长素空间和时间分布的改变。[相关报道：首次观测植物生长素动态变化过程]

Structural and biochemical mechanisms of NLRP1 inhibition by DPP9

DPP9抑制NLRP1的结构和生化机制

（导读 刘诗宇）NLR蛋白1（NLRP1）的激活需要在FIIND结构域内进行自切割。在静息态细胞中，二肽基肽酶DPP8和DPP9与NDRP1的FIIND相互作用并阻止其激活。本研究解析了大鼠全长NLRP1与DPP9形成2:1复合物的电镜结构，其中包含一个自抑制rNLRP1分子以及一个具有活性的rNLRP1片段UPA-CARD.。生化和功能试验表明，DPP9需要与NLRP1结合和酶活性以抑制人类细胞中的NLRP1。数据揭示了DPP9介导的人类细胞NLRP1抑制机制，有助于探究NLRP1炎症小体的激活机制。[相关报道：Nature背靠背 | 吴皓、柴继杰揭开炎症小体激活抑制之谜]

DPP9 sequesters the C terminus of NLRP1 to repress inflammasome activation

DPP9隔离NLRP1的C末端以抑制炎症小体激活

（导读 一晴）NLRP1是一种炎症小体传感器，介导caspase-1的激活诱导细胞因子成熟和细胞焦亡。蛋白酶体可降解NLRP1的抑制性N端片段并释放其炎性C端片段(NLRP1 CT)。胞质二肽基肽酶8和9(DPP8/DPP9)都与NLRP1相互作用，而DPP8/DPP9的小分子抑制剂激活NLRP1的机制目前尚不清楚。本文报道了人NLRP1-DPP9复合物和DPP8/DPP9抑制剂Val-boroPro (VbP)的冷冻电镜结构。该结构揭示三元配合物并证实DPP9可以抑制低水平的NLRP1 CT，成为NLRP1炎性小体激活的检查点。[论文详细信息]

High CO2 levels drive the TCA cycle backwards towards autotrophy

高水平的二氧化碳促使三羧酸循环逆转为自养

（导读 刘诗宇）厌氧微生物中的三羧酸（TCA）循环可以被逆向氧化并用于自养固碳。在这条通路中高水平的柠檬酸合成酶导致每循环一圈消耗的ATP当量减少。本文在嗜热硫还原δ-变形菌Hippea maritima中发现，此逆向通路由二氧化碳的高分压所导致，对于通过还原羧化作用生成丙酮酸以去除乙酰辅酶A（acetyl-CoA）尤为重要。逆向氧化TCA循环可能在原始大气中对固定二氧化碳发挥作用。[论文详细信息]

CRL4^AMBRA1 is a master regulator of D-type cyclins

CRL4^AMBRA1是D型细胞周期蛋白的主调节剂

（导读 刘诗宇）D型细胞周期蛋白（D-type cyclins）是细胞周期的核心调控因子，本研究揭示了控制D-type cyclins在细胞周期进程、发育及人类癌症中稳定性的分子机制。泛素连接酶CRL4^AMBRA1能靶向全部三种D-type cyclins并介导其降解。AMBRA1在小鼠模型中表现为肿瘤抑制因子，癌症患者中低AMBRA1 mRNA水平意味着低存活率。D-type cyclins在癌症中的热点突变会阻止其与AMBRA1的结合并增强其稳定性。AMBRA1的丧失会促进D-type cyclins与CDK2形成复合物，从而降低对CDK4/6抑制剂的敏感性。[论文详细信息]

The AMBRA1 E3 ligase adaptor regulates the stability of cyclin D

AMBRA1 E3连接酶衔接子调节细胞周期蛋白D的稳定性

（导读 刘诗宇）D型细胞周期蛋白（cyclin D）可耦合细胞内外信号开启DNA复制，但其调控机制尚不明确。本研究发现自噬及苄氯素1调节因子1（AMBRA1）作为cullin4 E3连接酶复合体中的底物受体，介导周期蛋白D的泛素化和蛋白酶体降解过程。失去AMBRA1增强小鼠肺腺癌的生长，低AMBRA1与肺腺癌患者中更低的生存率相关。因此，AMBRA1调节细胞中的周期蛋白D水平，并在癌症发展以及癌细胞响应CDK4/6抑制剂中起到作用。[相关报道：科学家们找到调控细胞分裂的关键蛋白，有望带来癌症新疗法]

AMBRA1 regulates cyclin D to guard S-phase entry and genomic integrity

AMBRA1调节细胞周期蛋白D以保护S期的进入和基因组完整性

（导读 阿金）细胞是否复制受到两大主要信号传导通路的调控：MYC通路和周期蛋白D依赖激酶（CDK）-视网膜母细胞瘤蛋白（RB）通路。本研究表明自噬肿瘤抑制蛋白AMBRA1是细胞周期从G1转变到S期的上游主导调控因子。AMBRA1通过介导D型周期蛋白降解调控其丰度，在DNA复制过程中协助维持基因组完整性。而CHK1激酶则是治疗AMBRA1缺陷肿瘤的潜在靶点。该结果加深了对胚胎发育和肿瘤生成中基因组稳定性相关的机制的理解。[相关报道：能抑制多种癌症形成的关键蛋白]

Geoscience

Accelerated global glacier mass loss in the early twenty-first century

二十一世纪初全球冰川加速流失

（导读 一晴）本研究利用大量未使用的卫星档案对全球冰川高度进行分析，揭示了21世纪初期冰川质量加速流失模式，估计了全球冰川质量变化。数据显示，在2000-2019年期间，冰川质量每年损失267±160亿吨，质量损失加速度为每10年每年48±160亿吨，冰盖外围变薄速度加倍，地区差异性冰川波动与降水和温度的十年变化一致。研究促进了对影响冰川变化分布因素的理解，扩展了预测冰川变化的能力。[相关报道：卫星数据显示全球冰川融化速度前所未有]

Plume-driven recratonization of deep continental lithospheric mantle

地幔柱促成大陆深层地幔岩石圈的再生

（导读 李昂）古老的大陆地壳克拉通曾经历断裂后再生过程，但机制尚不明确。我们对加拿大北极地区克拉通的金伯利岩地幔俘虏体和地震学进行研究，发现地幔柱对该过程的重要作用。数据模型展示地幔柱产生的上升新熔融残留物被两个厚克拉通地块之间的薄弱岩石圈捕获，识别出克拉通根部破坏后再生过程，有助于提升我们对克拉通地幔形成过程的理解。[论文详细信息]

Physics

Transition from an atomic to a molecular Bose–Einstein condensate

从原子到分子玻色-爱因斯坦凝聚体的转变

（导读 阿金）分子量子气体应用潜力巨大，包括化学反应的量子控制、精准测量等等。本研究报告在一个原子凝聚体中诱导G波费许巴赫共振附近的配对相互作用，制备出自旋分子二维玻色-爱因斯坦凝聚体（BECs），并确定分子散射长度为 + 220(±30) 玻尔半径。结果证明了原子和分子凝聚体间的转换，和具有轨道角动量的凝聚电子对，为量子技术的突破提供新途径。[相关报道：科学家成功实现分子玻色-爱因斯坦凝聚]

Direct assessment of the acidity of individual surface hydroxyls

直接评估各个表面羟基的酸度

（导读 阿金）表面去质子化/质子化在化学领域应用广泛，但目前尚无系统理论和实验评估固体中单个位点的酸度。本研究评估了在具有四种不同表面氧原子类型的In2O3(111)上吸附的单个羟基的酸度。利用非接触式原子力显微镜测量了其氢键强度，并与已知气态分子的质子亲和力相比对，确定了在不同表面位点处的质子亲和力，该方法可扩展到其他氧化物表面进行酸度表征。[论文详细信息]

【Astronomy-天文】X-ray quasi-periodic eruptions from two previously quiescent galaxies

两个先前静止星系的X射线准周期性爆发

（导读 阿金）准周期性爆发（QPEs）常常源自星系核中心的超质量黑洞附近。本研究报告在两个遥远星系观测到QPEs，这些星系的光谱记录显示没有黑洞活跃的特征，而且QPEs的周期、幅度和属性都不符合现有的辐射压力驱动不稳定模型，QPE可能由某一轨道紧凑的天体驱动。该结果表明QPE可能是极端质量比例旋电磁对应物的可行候选者，对多信使天体物理学和宇宙学意义重大。[论文详细信息]

【Materials-材料】Direct observation of chemical short-range order in a medium-entropy alloy

中熵合金中直接观测到化学短程有序性

（导读 阿金）目前尚未找到高（中）熵合金组成元素间化学短程有序性（CSRO）存在的证据。本研究使用适当的晶带轴、微/纳米束衍射，结合原子分辨率成像和化学映射，揭示了面心立方VCoNi凝聚溶液中的CSRO，并提供了CSRO范围、程度、原子堆积结构和邻近晶格平面/位点选择性占据等具体信息。该结果为确认凝聚溶液合金中的CSRO提供新方法。[论文详细信息]

【Chemistry-化学】Strongly reducing magnesium(0) complexes

强还原的零价态镁配合物

（导读 阿金）零氧化态的金属配合物是性质稳定，具有高反应活性的单金属原子形式，但这样的配合物常见于过渡贵金属。本研究发现镁的零氧化态配合物，该配合物具有富含电子的镁中心，具有亲核性且可强烈还原。同时还展示一种线性连接的 Mg^I–Mg^0–Mg^I单元团簇配合物，是格氏试剂形成早期阶段的中间体。该结果表明实验配合物具有制备特异还原剂的潜力。[论文详细信息]