盘点：7月21日Nature杂志精选文章速览

封面摄影：Tane Sinclair-Taylor

【1】封面故事： 珊瑚礁的保护

doi | 10.1038/nature18607

本期封面所示为巴布亚新几内亚Kimbe Bay中一小岛周围的一个珊瑚礁。世界珊瑚礁(它们为数百万人提供商品和服务)的健康状况正在下降。这些生态系统的有效管理需要我们了解造成珊瑚礁健康状况下降的因素。在一项横跨生态学与社会科学的研究中，Joshua Cinner及同事利用来自世界范围内超过2500个珊瑚礁的数据建立了一个贝叶斯分层模型，以此来根据各种不同的社会经济驱动因素和环境条件预测岩礁鱼的生物量。他们识别出15个亮点(bright spot)，即岩礁鱼生物量显著高于预期的地点。这些亮点不仅见于著名的偏远和原始区域，而且见于社会文化机构力量强大、地方参与保护程度很高的区域。根据这一分析，作者认为，应当将珊瑚礁保护工作的重点由寻找和保护偏远、原始的地点重新转向从已经成功应对了珊瑚礁危机的地点挖掘潜在解决方案。

【2】灵长类大脑中的基因表达

doi | 10.1038/nature18637

继近年来小鼠和人类大脑基因表达图集发表之后，Ed Lein及同事现又发表了反映猕猴出生前和出生后大脑发育情况的一个高分辨率转录图集。猕猴是用于人脑发育和疾病研究的最重要非人灵长类模型。他们的数据呈现了与脑成熟相关的全面转录动态，同时比较分析也揭示了人类特有的基因轨迹。与人类神经发育疾病相关的候选风险基因倾向于在发育中的猕猴新脑皮层中以疾病特异性模式共表达(co-expressed)。

【3】肠道微生物和宿主胰岛素敏感性

doi | 10.1038/nature18646

这项研究探讨微生物肠道代谢组与胰岛素抗性之间的关系，发现在胰岛素抗性个体中脂多糖和支链氨基酸(BCAA)生物合成的潜力增大。这表明，由生态失调诱导的血清代谢组变化有助于糖尿病的发生。微生物功能与胰岛素抗性之间的正相关主要是由少数几种微生物驱动的，尤其是普氏菌(Prevotella copri)和普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)。让小鼠感染普氏菌，导致血清中BCAA循环水平升高和葡萄糖耐受不良加重。

【4】乳腺癌对化疗的抵抗力

doi | 10.1038/nature18325

乳腺癌易感基因BRCA1和BRCA2的功能是保护基因组不发生DNA损伤。由于这个原因，能够损伤DNA的药物在临床上被用来治疗缺失BRCA的癌症。然而，这些治疗的有效性窗口可能较窄，很多癌症会产生抗药性。André Nussenzweig及同事发现，细胞因PTIP蛋白的失去而产生抗药性。在没有该蛋白的情况下，在DNA复制过程中停滞的复制叉会受到保护而不发生降解，这使得细胞能够存活。这项研究揭示了对癌症治疗产生抵抗力的一个以前人们不知道的机制。

【5】一个曾经休眠的黑洞周围的空间-时间

doi | 10.1038/nature18007

首次于2011年3月28日检测到的潮汐式瓦解事件 “Swift J1644+57” 被认为是一个恒星正在被一个曾经休眠的黑洞吞噬所产生的一个后果。在这篇论文中，Erin Kara等人报告了对相对论X-射线回声或回响所做的观测。这些回声或回响来自从“Swift J1644+57” 中的 “内吸积流” (inner accretion flow)反射出的发生了引力红移的K？光子。作者估计该黑洞的质量为几百万个太阳质量，说明吸积速度至少是 “Eddington limit”的10倍。这些观测结果并不支持以前的解释，后者认为X-射线来自一个喷射流的相对论运动区域。

【6】违反常理的电子配对

doi | 10.1038/nature18639

基础物理学的一个原理认为，带相似电荷的粒子相互排斥，但在固体中不可思议的事情却有可能发生：电子可以聚到一起。在合适的晶格振动帮助下，电子能克服它们的排斥力形成 “界偶” (bound pair)，这是能导致超导性的一个众所周知的效应。Shahal Ilani及同事设计产生了一个在其他电子帮助下电子相互吸引的甚至更为奇特的效应。他们是通过以亚微米的高精度将两个碳纳米管电子装置相邻放置做到这一点的。被约束在一个碳纳米管中一个小区域内的电子之间的排斥力可以通过准确放置和调整另一个碳纳米管而被转变成吸引力。这项研究解决了关于电子配对是否可能这样一个长期未解的基础问题，为量子电子装置提供了一个新颖的平台。

【7】南极半岛气候的自然极端现象

doi | 10.1038/nature18645

南极半岛经常被作为关于迅速变暖的一个案例研究。现在，John Turner 及同事发现，二十世纪末期的变暖趋势在相当大程度上减弱了，在二十世纪早期几年，该半岛的气候主要在变冷。该半岛只是南极洲的很小一部分，这些发现并不意味着在南极洲或其他地方存在更普遍的变冷趋势。相反，它们表明，这一地区十年尺度的温度变化并不是主要与全球温度变化的驱动因素相关，而是由该地区大气环流的极端自然内部变化造成的。

【8】胰腺β-细胞成熟度的一个标记

doi | 10.1038/nature18624

胰腺β-细胞具有各种不同的功能，它们在特征上的差异对胰岛素依赖型糖尿病可能会有重要意义。Heiko Lickert及同事发现了一个标记，即Fltp “reporter基因”，该基因表达在成熟的β-细胞中，但在增殖的β-细胞中没有。Fltp的表达是由Wnt信号传导和β-细胞在其组织成三维胰岛时所发生的极化触发的，作者发现，这种架构变化足以诱导小鼠和人类β-细胞成熟。

【9】肠道中的一个新颖防卫机制

doi | 10.1038/nature18644

Henrique Veiga-Fernandes及同事发现，肠胶质细胞响应于来自微生物群的提示所产生的神经营养因子，有助于肠道中白介素-22的生成和 “Group 3” 先天淋巴细胞的调控。在一个肠炎模型中，这一通道的破坏导致鼠类柠檬酸杆菌 (Citrobacter rodentium)的清除受损和上皮完整性的缺陷。

【10】mRNA的另类“帽”

doi | 10.1038/nature18622

为防止降解，信使RNA (mRNA)的两端都被改变以阻断核酸酶。直到最近，已知保护5'端的惟一改变是一个7-甲基鸟苷酸 “帽”，尽管也已发现一些mRNA用NAD+ 或dpCoA来取而代之。人们曾假设这些另类“帽”的添加机制是相同的。然而，Bryce Nickels及同事现在发现，另类“帽”采用一个截然不同的机制，按照该机制它们是在转录启动过程中、而不是之后被添加上去的。在细菌和真核细胞中，RNA聚合酶都采用这些基团作为非经典启动核苷酸，它们的使用在功能上是有后果的。