Nature期刊2015年10月23日 ～ 2015年11月22日亮點研究彙總如下。

　　1. 記憶提取的定向控製

　　最近，人們已經開始研究海馬體中的神經元集群，是怎樣編碼和再激活記憶了，但對該皮層中假設存在的“top-down”輸入信號可能會怎樣影響記憶過程相對來說了解很少。在這項研究中，Karl Deisseroth及同事用新的工具和策略來識別，來自海馬體的前扣帶回(前額皮層的一部分)的一種稀疏神經元投射。當被激活時，這些投射能引發小鼠的記憶提取。

　　原文來自：Projections from neocortex mediate top-down control of memory retrieval

　　doi: 10.1038/nature15389

　　2. 中國的早期智人

　　來自中國南方道縣福岩洞的47枚具有現代人解剖特征的牙齒化石顯示，從解剖上來說的現代人至少在距今8萬年前、最早可能在距今12萬年前就在該地區出現了，也就是說比黎凡特和歐洲的現代人早3萬-7萬年。這些人在相貌上比中國北方和中部的“人族”要現代得多。該發現進一步增加了人類曆史的複雜性，也表明有待發現的東西還很多。

　　原文來自：The earliest unequivocally modern humans in southern China

　　doi: 10.1038/nature15696

　　3. 抗生素新藥Ribocil的結構

　　圖片來自：Nature 2015.10.29

　　2015年10月29日那一期的Nature封麵，展示的是與一個細菌核糖開關的RNA適配體結合在一起的小分子Ribocil的結晶結構。背景圖像突顯了，該核糖開關適配體在Ribocil結合時所觀察到的“蝴蝶折”構形。人們都知道迫切需要新型抗生素。現在，默克公司的Terry Roemer及同事，描述了針對一個細菌核糖開關的新型合成抗生素。核糖開關是非編碼RNA片段，其結構受某一個配體的影響，該配體通常與被含核糖開關的基因編碼的蛋白的功能相關。這種新藥(即Ribocil)阻斷核黃素生物合成所需的ribB基因的表達。該基因由“黃素單核苷酸核糖開關”介導。Ribocil 抑製細菌細胞生長，在一個小鼠模型中能有效治療細菌感染。封麵圖片: Sharn M. O’Brien

　　原文來自：Selective small-molecule inhibition of an RNA structural element

　　doi: 10.1038/nature15542

　　4. Gasdermin-D在先天免疫中所起作用

　　在本期Nature上發表論文的兩個小組發現，Gasdermin D (人類和小鼠中保守的、但功能未知的Gsdmd基因的產物)是炎性半胱天冬酶的一個基質。Feng Shao及同事通過全基因組CRISPR–Cas9篩選識別出Gasdermin D是炎性半胱天冬酶的一個基質。半胱天冬酶-1和半胱天冬酶-4/5/11，專門斷開氨基末端Gasdermin-N域與羧基末端 Gasdermin-C域之間的連接。Vishva Dixit 及同事，通過ENU誘變篩選識別出了，Gasdermin D是非標準炎性體通道中介導“細胞焦亡”的半胱天冬酶-11所需的基質。缺失Gasdermin D的小鼠，麵對致命劑量的脂多糖會受到保護。兩個小組都發現，斷開的N-端域足以觸發“細胞焦亡”(一種形式的程序性細胞死亡)。

　　原文來自：Cleavage of GSDMD by inflammatory caspases determines pyroptotic cell death

　　doi: 10.1038/nature15514

　　5. 細菌膜內複雜的通信方式

　　Gürol Suel及同事發現，細菌生物膜(沒有已知功能)中，離子通道通過鉀離子的傳播，來在生物膜群落內傳導長程電信號。一種枯草杆菌生物膜內空間分離的細胞之間的代謝協調，被發現依賴於離子通道活性。代謝限製觸發YugO鉀通道(該通道也在這個生物膜內傳播細胞外鉀信號)的激活，產生一個去極化波，後者協調這個生物膜內部和周圍的細胞之間的代謝狀態。本文作者利用一個簡單的數學模型顯示，YugO通道的門控足以促進遠距離細胞之間的高效電通信。

　　原文來自：Ion channels enable electrical communication in bacterial communities

　　doi: 10.1038/nature15709

　　6. 基因控製中的相位調製

　　很多基因調控蛋白都被發現是以脈衝形式被激活的，但細胞是否會將脈衝的相對時序用於不同轉錄因子此前一直沒有被研究過。現在，Michael Elowitz及同事利用單細胞視頻顯示，酵母細胞通過調製脈衝轉錄因子Msn2和Mig1 (二者分別為一個基因活化劑和一個基因抑製劑)之間的相對時序，來響應於多樣化的環境條件控製目標基因的表達。他們還顯示，酵母細胞通過主動調製重疊的Msn2和Mig1脈衝所占比例，來對各種不同濃度的葡萄糖做出反應，並相應調控目標基因表達。

　　原文來自：Combinatorial gene regulation by modulation of relative pulse timing

　　doi: 10.1038/nature15710　

　　7. 酵母乙酰-CoA羧化酶的結構

　　依賴於生物素(Biotin)的羧化酶在代謝中起核心作用，並且是糖尿病、癌症和微生物感染的潛在藥物作用目標，但此前幾乎沒有關於這一家族中最重要、被研究最廣泛的酶——“乙酰-CoA羧化酶”(ACC)的結構信息。Jia Wei 和Liang Tong獲得了來自釀酒酵母的ACC的全長度的、500kDa的全酶二聚物的X-射線晶體結構。該結構顯示，與其他依賴於生物素的羧化酶很不相同，因為它有一個大的中央區域，該區域沒有與其他蛋白同源的序列。該區域在單聚和二聚狀態間有巨大的構形變化，這些差別為天然產物 “Soraphen A”和磷酸化對ACC的抑製提供了一個分子層麵的解釋。

　　原文來自：Crystal structure of the 500-kDa yeast acetyl-CoA carboxylase holoenzyme dimer

　　doi: 10.1038/nature15375

　　圖片來自：乙酰-CoA羧化酶結構（Nature.com）

　　8. Yap在組織再生中所起作用

　　Hippo 通道(在發育過程中影響細胞命運的決定和組織生長)，被發現是成年個體組織再生的一個重要調控因子。小腸上皮的經常性自我更新，是由小腸幹細胞中的Wnt信號通道控製的，但小腸受傷後怎樣再生卻一直不清楚。Jeffrey Wrana及同事發現，第二個信號通道Hippo，是小腸上皮在接受電離輻射後的恢複所需的。Hippo的構成成分Yap會阻滯小腸幹細胞向Paneth細胞的分化，以通過第三個通道Egfr的激發，來促進一個“存活和自我更新再生程序”。這一由Yap驅動的再生通道還被發現參與腫瘤發生。

　　原文來自：Yap-dependent reprogramming of Lgr5+ stem cells drives intestinal regeneration and cancer

　　doi: 10.1038/nature15382

　　9. 黑色素瘤細胞能有效抵禦活性氧化應激壓力

　　活性氧和抗氧化分子在促進或抑製腫瘤發展中扮演的角色一直存在爭議。在這個問題上，美國德州西南醫學中心的科學家們認為，黑色素瘤細胞如果能夠細胞應激壓力，即能夠解決活性氧化物的問題，那麼這些細胞就能高效地在血液循環係統中移動，並導致癌症的擴散。作者們還表明，抑製這些小鼠中處理活性氧化物的代謝途徑，可以有效地減弱了黑色素瘤細胞的轉移。黑色素癌細胞卻通過增加NADPH代謝，加強葉酸代謝途徑，可以有效抵禦活性氧化物帶來的應激壓力，從而更好地轉運。

　　原文來自：Oxidative stress inhibits distant metastasis by human melanoma cells

　　doi:10.1038/nature15726

　　10. 發現機體造血新工廠

　　來自美國德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員發現了在需要更多血細胞的緊急情況下機體應答的重要機製。相關研究結果發表在國際學術期刊Nature上。研究人員報告稱當組織受到損傷而失血過多或在懷孕情況下脾髒內的緊急造血係統就會激活。在緊急情況下，腎髒內的內皮細胞和血管周圍間質細胞會受到誘導發生增殖，以維持遷入脾髒的造血幹細胞的活性，研究人員表示，脾髒內發生的這一過程對於應答造血應急狀況具有非常重要的作用，如果沒有上述過程，小鼠就不能在懷孕階段維持正常的血細胞數目，也無法在失血或化療之後快速再生血細胞。在這項研究中，研究人員利用小鼠模型對脾髒內血細胞形成所需的微環境進行了研究，他們檢測了兩個已知的微環境因子--幹細胞因子（SCF）和CXCL12的表達情況。研究人員發現脾髒內的造血微環境靠近血管，並且這種微環境是由內皮細胞和血管周圍間質細胞創造的，就如同骨髓內的造血微環境。

　　原文來自：A perisinusoidal niche for extramedullary haematopoiesis in the spleen

　　doi:10.1038/nature15530

　　11. 腫瘤也有互聯網

　　星形細胞瘤是一種難以治療的腦瘤，因為這種疾病對標準化療法並沒有反應，這類癌症產生耐藥性的原因就是腫瘤在患者大腦中已經形成了一種交流的網絡。截至目前研究人員並不清楚相比其它腦瘤而言，星形細胞瘤為何對療法的反應如此之差，本文研究中，研究者同海德堡大學的科學家進行合作，鑒別出了一個關鍵的突破口，或可幫助開發出治療星形細胞瘤的有效療法。研究者Matthias Preusser教授指出，星形細胞瘤可以形成互相連接的通信網絡，為了完成此目標，腫瘤細胞會通過其細胞膜形成較長的通道，即所謂的腫瘤微導管，因此腫瘤微導管就會將多個腫瘤細胞進行連接。

　　原文來自：Brain tumour cells interconnect to a functional and resistant network

　　doi:10.1038/nature16071