Nature论文导读

　　来源：科研圈

　　生物学

　　Biology

　　Skin-integrated wireless haptic interfaces for virtual and augmented reality

　　面向虚拟现实和增强现实的皮肤集成无线触敏界面

　　图片来源：City University of Hong Kong

　 （导读 阿金）传统的虚拟现实和增强现实技术通过视觉和听觉刺激给人类创造体验，而皮肤是该领域内探索相对少的方面。本研究展示一种无需电池的无线电子系统和触敏界面，可轻柔地贴合皮肤曲面，通过局部机械震动形成的时空可编程模式进行信息通信。该技术的创新在于通过皮肤提供电子可编程通信和感觉输入渠道，有望应用于社交媒体、假肢控制等领域。

　　A new Miocene ape and locomotion in the ancestor of great apes and humans

　　大猿和人类共同祖先-中新世新猿类的运动模式

　 （导读 阿金）目前已提出许多理论解释人族的双足和大猿的悬挂起源，但是缺乏化石证据。本研究报道了在巴伐利亚发现的丹努维乌斯古根莫斯种类人猿化石，保留了完整的四肢骨骼，为四肢攀爬提供了证据。丹努维乌斯类人猿胸膛宽阔，腰椎修长，臀部和膝盖如两足动物般伸展开，前肢如猿类般伸长并完全展开。该物种结合了两足动物和悬挂猿的适应性，为大猿和人类的共同祖先提供了模型。

　　High-resolution lineage tracking reveals travelling wave of adaptation in laboratory yeast

　　高分辨率谱系跟踪揭示了实验室酵母适应的行进波

　 （导读 过泽远）在快速适应的无性繁殖种群的过程中会有许多突变群体的相互竞争，但这些复杂的进化动态很难直接观察到，本文介绍了可以高分辨率地观察酵母的进化动态的可再生条码系统。研究发现了此前被理论预测到的适应性波动，证明了克隆竞争会创造了一种动态的“富者更富”效应，但有时低适合度的支系也能超越高适合度的支系。多种因素的组合在确定适应性的速率、可预测性和分子基础方面至关重要。

　　Marine Proteobacteria metabolize glycolate via the β-hydroxyaspartate cycle

　　海洋变形杆菌通过β-羟基天冬氨酸循环代谢乙醇酸

　 （导读 阿金）乙醇酸是海洋中最丰富的有机碳来源之一，尽管普遍认为乙醇酸被海洋细菌氧化为乙醛酸，但对这种C2代谢产物的进一步代谢命运知之甚少。本研究发现海洋中普遍存在的变形杆菌能够通过β-羟基天冬氨酸循环（BHAC）吸收乙醛酸，并阐明BHAC的生物化学特性，解析其关键酶的结构。证明BHAC只需四个酶促反应即可将乙醛酸催化生产草酰乙酸。

　　Bacteriophage targeting of gut bacterium attenuates alcoholic liver disease

　　利用噬菌体靶向肠道细菌可缓解酒精性肝病

　 （导读 王思菲）本研究发现粪肠球菌分泌的双亚基外毒素溶胞素可导致肝细胞死亡及肝损伤。酒精性肝炎患者粪肠球菌数量相比非酒精使用者或酗酒者增高。溶胞素阳性粪肠球菌的存在与酒精性肝病患者严重程度及死亡率正相关。使用针对粪肠球菌的噬菌体可降低肝溶胞素，并阻止定植了酒精性肝病患者粪便菌群的人源化小鼠发病。该结果提供了一种精确编辑肠道菌群的方法。

　　Resolving the fibrotic niche of human liver cirrhosis at single-cell level

　　在单细胞水平上解析人肝硬化的纤维化微环境

　 （导读 郭怿暄）本研究对健康对照和肝硬化患者肝脏的非薄壁组织细胞类型进行转录组测序，找到外周单核细胞分化而来的促纤维化瘢痕相关 TREM2+CD9+ 巨噬细胞亚群及局限在纤维化微环境、可增强白细胞迁移的ACKR1+和PLVAP+上皮细胞，上述细胞均在肝硬化中扩展。研究还发现瘢痕内TNFRSF12A，PDGFR和NOTCH等多条促纤维化通路激活。该结果揭示了人类器官纤维化的细胞和分子基础，为寻找肝硬化治疗靶点奠定基础。

　　Immunity to commensal papillomaviruses protects against skin cancer

　　针对共生乳头瘤病毒的免疫可预防皮肤癌

　　图片来源：Jon Messerschmidt

　 （导读 王思菲）本研究发现针对共生乳头瘤病毒的T细胞免疫可抑制免疫功能正常宿主发生皮肤癌，失去该免疫则使免疫抑制患者皮肤癌风险升高。定植小鼠1型乳突病毒（MmuPV1）后小鼠产生天然免疫，输入免疫小鼠获T细胞或接种MmuPV1疫苗可获得免疫，均避免化学品或紫外线导致的皮肤癌，其作用依赖CD8+T细胞。该研究结果揭示共生病毒的益处，并建立免疫方法阻止皮肤癌的发展。

　　CDK phosphorylation of TRF2 controls t-loop dynamics during the cell cycle

　　TRF2的CDK磷酸化控制细胞周期中的t环动力学

　  （导读 阿金）端粒蛋白复合体对端粒末端的保护可防止DNA损伤信号传导和染色体末端的混杂修复。其中，3"单链端粒末端可以组装成套索状的t环构型。本研究在端粒蛋白复合体亚基TRF2的Ser365中鉴定出CDK磷酸化位点，其PP6R3磷酸酶在S期去磷酸化提供了一个促进端粒复制的狭窄窗口。分析结果证明，TRF2中的磷酸开关可协调细胞周期内t环的组装和拆卸，从而保护端粒免受复制压力和计划外的DNA损伤应答。

　　Quantifying secondary transport at single-molecule resolution

　　单分子分辨率条件下定量次级转运

　  （导读 阿金）次级主动转运蛋白对许多生理过程至关重要，但缓慢的运输速度和整体方法的固有局限性阻碍了对其作用机理的研究。本研究利用单周和多周转分辨率进行成像，通过对单个底物分子跨脂质双分子层的转运来量化单个MhsT转运蛋白的活性。发现MhsT仅在特定生理条件下才有活性，并且运输周期的限速步骤随被运输底物的性质而变化。该发现与调节限制转运机制的细胞外变构底物结合位点一致。

　　Cryo-EM structure of the spinach cytochrome b6 f？complex at 3.6 Å resolution

　　菠菜细胞色素b6 f（cytb6 f）3.6埃的冷冻电镜结构

　 （导读 阿金）cytb6 f复合物在有氧光合作用中起核心作用。本研究展示菠菜中的二聚体cytb6 复合物f的3.6 Å分辨率的冷冻电镜结构，揭示了喹诺酮（Q）循环及其氧化还原感知功能的结构基础。该复合物最多包含三个天然结合的质体醌（PQ）分子。该结构的解析为复合物如何在光合作用中发挥催化和调节作用提供了新的见解。

　　Structures of a RAG-like transposase during cut-and-paste transposition

　　解析剪切和粘贴转座过程中RAG样转座酶结构

　 （导读 郭怿暄）本研究解析了棉铃虫RAG1样转座酶Transib的晶体结构和五个冷冻电镜结构，捕捉从apo酶到终末链转移复合物的整个转座过程，转座子末端共价结合靶DNA。揭示转座酶“翅膀”张开结合底物DNA，闭合进行剪切，打开释放侧翼DNA，再次闭合捕捉并攻击靶DNA的两轮构象改变。Transib具有独特结构元件弥补其RAG2伴侣的缺失。该结果阐明真核剪切粘贴转座酶的反应通路和RAG重组酶的进化早期步骤。

　　Architecture of autoinhibited and active BRAF–MEK1–14-3-3 complexes

　　自抑制和激活状态下BRAF–MEK1–14-3-3复合物结构

　 （导读 阿金）RAF家族激酶是激活RAS的开关，通过MAP激酶级联启动信号传调控细胞增殖、分化和存活。本研究通过冷冻电镜技术解析了MEK1和14-3-3二聚体复合物中全长BRAF自抑制和激活状态下的结构，揭示了非激活状态下BRAF-MEK1复合物受限于14-3-3二聚体形成的摇篮式结构中，该结构结合BRAF激酶结构域两侧的磷酸化S365和S729位点。该结构解析为理解正常的RAF调控机制和其在癌症和发育综合症中的突变破坏机制提供了见解。

　　天文学

　　Astronomy

　　Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C

　　伽马射线暴GRB 190114C产生的太电子伏特辐射

　　图片来源：DESY, Science Communication Lab

　  （导读 阿金）长时间持续的伽马射线暴（GRBs）是宇宙中已知最明亮的电磁辐射源。本研究观测到GRB 190114C的太电子伏特辐射，在爆发后的一分钟内，能量范围在0.2-1太电子伏特间，揭示了余晖期的独特辐射射成分，能量堪比同步辐射产生的能量。该研究结果有望深入理解GRBs和相对论激波。

　　Observation of inverse Compton emission from a long γ-ray burst

　　长时间伽马射线暴中逆康普顿散射的观测

　 （导读 阿金）长时间持续的伽马射线暴（GRBs）来源于濒死大质量恒星内核坍缩时产生的超相对论射流，在最初阶段非常明亮，并伴有各能量级别的辐射。本研究报道了GRB 190114C的多频率观测结果，分析了GRB辐射跨越了17个能量级别的时间演化过程。发现其宽带光谱能量分布呈双峰状，其太电子伏特构成了独特的光谱成分。该研究结果支持GRB中会产生逆康普顿散射这一理论。

　　A very-high-energy component deep in the γ-ray burst afterglow

　　伽马射线暴余晖阶段的极高能成分

　  （导读 阿金）伽马射线暴（GRBs）是宇宙中能量最强的暴发现象。本研究在GRB余晖阶段观测到明亮的BRG 180720B中的极高能辐射。在整个余晖过程中，在X射线和γ射线范围内的能量通量与其光子指数类似。该发现限制了逆康普顿散射和超相对论电子同步散射机制的GRB环境，其中前者减轻了暴发后期观测到的粒子能量需求，有助于进一步观测最高能阶段的GRBs。

　　材料科学

　　Materials Science

　　Large electrocaloric effects in oxide multilayer capacitors over a wide temperature range

　　大温度范围内氧化物多层电容器中的高电热效应

　 （导读 阿金）基于磁热和电热工作体的加热泵使用可置换流体建立相对大的冷却负载和散热温度范围，但性能有限。本研究表明，当居里温度超过290K，超临界驱动一阶铁磁相变时，高质量多层电容器PbSc0.5Ta0.5O3在较大的起始温度范围内表现出高电热效应。电容器大型中央区域的温度变化在5.5K接近室温时达到巅峰，超过3K的起始温度。该结果有助于研发性能更好的磁热加热泵。

　　Real-space charge-density imaging with sub-ångström resolution by four-dimensional electron microscopy

　　四维电子显微镜实现亚埃分辨率的实空间电荷密度成像

　 （导读 阿金）材料中的电荷密度分布揭示其化学键合、电子输运、以及光学和机械特性。本研究描述一种实空间成像技术，可直接描绘亚埃分辨率的晶体材料局部电荷密度分布。使用扫描透射电子显微镜和角分辨像素快电子探测器，研究人员对SrTiO3/BiFeO3异质结构中的界面电荷分布和铁磁极化进行了四维成像。该研究方法为探索结晶固体局部键合提供了新方法。