最新 26 篇Nature研究论文短评

Nature期刊是世界上最著名和最具影响力的综合性科学期刊之一，其出版社Nature Publishing Group位于英国。Nature的目的在于发表原创的、高质量的科学研究论文，涵盖从基础科学到应用科学的各个领域，包括物理学、化学、生物学、地球科学、医学等。该期刊的影响因子也极高（最新的影响因子为50.5），是科学界极为重视的一个出版平台。

Nature发表的最新研究论文：

1. 大肠杆菌中的抗噬菌体防御蛋白CapRelSJ46对不同噬菌体蛋白的感知机制
2. 利用顺序变形材料的可塑性提高冲击吸收性能
3. 古老的幽门螺旋杆菌生态种的进化历史及适应机制
4. 年轻小行星家族作为陨石的主要来源
5. 葡萄糖代谢在哺乳动物胚胎发育中的调节作用
6. 神经肽信号在T细胞分化中的作用
7. 海洋涡流中的次表层热浪和寒流现象
8. 昼夜节律可塑性的进化机制
9. 降糖药的“智能化”
10. JAK抑制剂在治疗致命皮肤病中的潜在应用
11. 人类皮层中群体突发的神经元序列编码机制
12. 蚊子对人类和花卉线索的味觉反应及其行为调节
13. 产前皮肤图谱在皮肤发育中的免疫调控作用
14. 马萨利亚小行星家族作为普通L型球粒陨石的起源
15. 二维偶极液体中的电子旋子和维格纳结晶体
16. 相纯χ-Fe5C2催化合成气高效转化为线性α-烯烃
17. 用于精准癌症免疫治疗的益生菌新抗原递送载体
18. 通过流体动力学声子传输驱动的石墨热特斯拉阀
19. 高二氧化碳和氮气对生物多样性的影响
20. 多巴胺动态对运动并非必需，但促进奖励反应
21. 岛屿对保护全球植物特有种至关重要
22. 冷棕矮星Gliese 229 B是一个紧密双星系统
23. 微量子星V4641 Sgr周围的超高能伽马射线泡沫
24. 量化人类线粒体基因组中的约束
25. 通过植物对碳基硫化物的吸收推测陆地光合作用
26. 接种高致病性禽流感病毒H5N1的奶牛

以下是最新Nature文章汇总信息：

【1】A bacterial immunity protein directly senses two disparate phage proteins（细菌免疫蛋白直接感知两种不同的噬菌体蛋白）：这项研究聚焦于大肠杆菌中的抗噬菌体防御蛋白CapRelSJ46，发现其能够通过相同的感知结构域直接结合并感知两种结构截然不同的噬菌体蛋白。这一发现揭示细菌如何识别和应对不同类型的病毒，为开发新型抗病毒策略提供了新的思路。

【2】Harnessing plasticity in sequential metamaterials for ideal shock absorption（利用顺序变形材料的可塑性实现理想的冲击吸收）：这项研究探讨了如何利用材料的可塑性，而非将其视为失效模式，通过顺序屈曲设计机械变形材料，以提高其冲击吸收性能。这一研究对于材料科学和工程领域有重要意义，尤其是在设计安全性更高的防护材料方面。

【3】An ancient ecospecies of Helicobacter pylori（古老的幽门螺旋杆菌生态种）：研究发现，‘顽强’型幽门螺旋杆菌与同一区域的‘普遍’型H. pylori在大部分基因组上共享共同祖先，但在100个基因上存在几乎固定的单核苷酸多态性差异。这项研究有助于了解幽门螺旋杆菌的进化历史及其在不同生态环境中的适应机制。

【4】Young asteroid families as the primary source of meteorites（年轻小行星家族作为陨石的主要来源）：研究表明，与年轻小行星家族相关的三次相对较新的破裂事件是当前地球上陨石物质涌入的主要来源。这一发现对于了解小行星的形成和演变，以及其对地球环境的影响具有重要意义。

【5】Selective utilization of glucose metabolism guides mammalian gastrulation（选择性利用葡萄糖代谢引导哺乳动物的胚胎发育）：该研究揭示了在胚胎发育的胃肠形成过程中，葡萄糖代谢的两波浪潮提供了不同的细胞信号，调节了细胞命运和专门功能。这对于理解发育生物学和代谢调控的关系具有重要价值。

【6】Neuropeptide signalling orchestrates T cell differentiation（神经肽信号调控T细胞分化）：研究发现，神经肽CGRP的受体成分RAMP3在T辅助细胞1型命运决定中发挥细胞内固有的作用。这一发现揭示了免疫系统中神经肽信号的复杂性及其在调控免疫反应中的潜在作用。

【7】Common occurrences of subsurface heatwaves and cold spells in ocean eddies（海洋涡流中常见的次表层热浪和寒流）：随着气候变化，中尺度涡流越来越成为驱动次表层极端海洋热浪和寒流的重要因素。这项研究强调了海洋生态系统功能和生物多样性受到深远影响的潜在风险。

【8】Circadian plasticity evolves through regulatory changes in a neuropeptide gene（昼夜节律可塑性通过神经肽基因的调控变化进化）：研究提供了证据，表明昼夜节律的可塑性通过神经肽基因Pdf的进化变化而分化，这为不同物种在不同纬度的适应提供了选择优势。这一发现对于理解生物节律的进化和适应机制有重要意义。

作者研究了许多生物体（包括广泛分布的果蝇）如何根据日出和日落时间变化其活动规律，以及这种行为如何进化。研究比较了果蝇（Drosophila melanogaster）与赤道生态专家果蝇（Drosophila sechellia），后者经历的光周期变化较小。D. sechellia失去了在长光周期下延迟夜间活动高峰的能力，研究表明神经肽色素分散因子（Pdf）在这一丧失中起到了一定作用。通过对D. melanogaster和D. sechellia杂交后代的筛查，发现Pdf的表达调控区域在这两个物种之间存在差异，且Pdf的表达调控影响行为的可塑性。研究结果表明，D. melanogaster在高纬度地区具有选择优势，而D. sechellia在其生态范围外则可能面临适应性成本，这一发现突显了Pdf基因在昼夜节律可塑性进化中的重要作用。

【9】Glucose-sensitive insulin with attenuation of hypoglycaemia（对葡萄糖敏感的胰岛素，能减轻低血糖）：NNC2215是一种胰岛素结合物，能够在与糖尿病相关的葡萄糖范围内可逆地调整其生物活性。这一研究为糖尿病患者提供了新的治疗选择，尤其是在管理低血糖风险方面。

简单来说，血糖水平要保持在正常范围内，既不能太高，也不能太低。血糖过高容易导致糖尿病，这是“三高”之一（高血糖、高血压、高血脂）。而血糖过低则可能引发低血糖，造成身体不适，甚至危及生命。因此，合理控制血糖水平非常重要。这药可以智能降血糖，既能够有效降血糖，同时还会根据血糖量来挑战降血糖的力度。具体而言，研究人员开发了一种针对糖尿病的葡萄糖敏感性胰岛素结合物，NNC2215。胰岛素治疗的主要挑战是低血糖的风险，这主要源于难以将胰岛素剂量与波动的血糖水平相匹配。研究人员通过将胰岛素与葡萄糖结合的宏环和糖苷结合，设计了NNC2215，使其能够根据葡萄糖水平在活性和非活性状态之间切换。该结合物在葡萄糖浓度从3 mM增加到20 mM时，胰岛素受体的亲和力增加了3.2倍。动物研究表明，NNC2215有效保护低血糖，同时管理血糖波动，标志着胰岛素治疗的重大进展。

【10】Spatial proteomics identifies JAKi as treatment for a lethal skin disease（空间蛋白质组学识别JAK抑制剂作为致命皮肤病的治疗）：研究通过细胞类型分辨的空间蛋白质组学揭示，毒性表皮坏死症的发病机制与JAK/STAT信号通路相关，使用JAK抑制剂的治疗取得了成功。这一发现为该致命疾病的治疗提供了新的策略和方向。

【11】Neuronal sequences in population bursts encode information in human cortex（人类皮层中群体突发的神经元序列编码信息）：该研究探讨了人类前颞叶中神经元放电的时间顺序如何受刺激的类别和个体身份的影响，并且这种编码方式与脉冲频率或延迟无关。这项研究为理解大脑信息处理提供了新视角，有助于解码人类认知功能的基本机制。

【12】Mosquito taste responses to human and floral cues guide biting and feeding（蚊子对人类和花卉线索的味觉反应引导叮咬和取食）：本研究揭示了蚊子（Aedes albopictus）如何通过味觉神经元对人类汗液、花蜜和产卵地点的味觉线索做出反应，进而调节其叮咬、取食和产卵行为。这项研究对控制蚊子传播疾病具有重要意义。

【13】A prenatal skin atlas reveals immune regulation of human skin morphogenesis（产前皮肤图谱揭示人类皮肤形态发生的免疫调控）：研究通过综合多组学数据，揭示了先天免疫细胞与非免疫细胞之间的相互作用在皮肤发育中的关键角色，特别是在毛囊形成中的作用。这为理解人类皮肤发育及相关疾病提供了新见解。

【14】The Massalia asteroid family as the origin of ordinary L chondrites（马萨利亚小行星家族作为普通L型球粒陨石的起源）：该研究识别了马萨利亚小行星家族为普通L型球粒陨石的起源，后者是我们收集中的最丰富的陨石类别。这项研究为理解小行星碰撞事件及其与地球物质来源的关系提供了重要证据。

【15】Electronic rotons and Wigner crystallites in a two-dimensional dipole liquid（二维偶极液体中的电子旋子和维格纳结晶体）：本研究通过实验和数值模拟观察到电子旋子和维格纳结晶体在二维偶极液体中的存在。这对探索新型凝聚态物质及其在量子计算中的潜在应用具有重要意义。

【16】Efficient conversion of syngas to linear α-olefins by phase-pure χ-Fe5C2（相纯χ-Fe5C2催化合成气高效转化为线性α-烯烃）：研究表明，在相纯状态下的铁碳化物催化合成气向线性α-烯烃的转化，表现出高活性和选择性。这项研究对可再生能源的利用和化工过程的优化具有重要的工业应用价值。

【17】Probiotic neoantigen delivery vectors for precision cancer immunotherapy（用于精准癌症免疫治疗的益生菌新抗原递送载体）：本研究将益生菌大肠杆菌Nissle 1917工程化，作为肿瘤疫苗平台，优化了新表位含肽阵列的生产和细胞质递送。这为开发安全、有效且持久的癌症免疫治疗提供了新的策略。

【18】A graphite thermal Tesla valve driven by hydrodynamic phonon transport（通过流体动力学声子传输驱动的石墨热特斯拉阀）：研究展示了利用石墨材料中声子的流体动力学特性实现的热特斯拉阀，为固体中的热整流方法提供了新思路。这项研究推动热管理技术的发展，特别是在微纳米尺度设备中的应用。

【19】High CO2 dampens then amplifies N-induced diversity loss over 24 years（高二氧化碳抑制然后放大氮引起的多样性损失历时24年）：这项长期实验研究发现，在草原生态系统中，增加氮含量在高二氧化碳条件下导致的多样性损失逐渐加剧，凸显了全球环境变化对生物多样性的影响，警示生态系统保护的紧迫性。

这项研究探讨了大气中二氧化碳（CO₂）和氮（N）沉降对草原植物群落的影响。氮沉降普遍导致全球地方性生物多样性丧失，但上升的CO₂如何影响这种损失仍不清楚。通过24年的开放式实验，研究发现初期高CO₂条件下氮施用对植物丰富度影响较小。随着时间推移，高CO₂水平加剧了氮对物种丰富度的负面影响，导致最后八年中物种丰富度下降达到常规CO₂条件的三倍。

【20】Dopamine dynamics are dispensable for movement but promote reward responses（多巴胺动态对运动并非必需，但促进奖励反应）：该研究通过对RIM1和RIM2基因敲除小鼠及急性药理操控的实验，阐明了快速多巴胺动态的作用，发现其在运动启动中并非必需，但对奖励指导的条件反应非常重要。这为理解多巴胺在学习和奖励机制中的作用提供了新线索。

以下是第【21】篇及之后的英文标题及其中文解释：

【21】Islands are key for protecting the world’s plant endemism（岛屿对保护全球植物特有种至关重要）：这篇文章通过一份标准化的已知维管植物清单，展示了岛屿原生和特有植物的分布，识别了它们的保护状态，并强调了保护这些植物所需采取的行动。研究强调岛屿在维护植物多样性和生态系统服务中的重要性，为保护生物多样性提供了科学依据。

【22】The cool brown dwarf Gliese 229 B is a close binary（冷棕矮星Gliese 229 B是一个紧密双星系统）：这项研究分析了冷棕矮星Gliese 229 B，发现它实际上是两个质量较小的棕矮星的紧密双星，这一发现解释了其低亮度，并解决了理论预测与观测结果之间的矛盾。这项研究有助于深化我们对棕矮星的形成和演化过程的理解。

【23】Ultra-high-energy gamma-ray bubble around microquasar V4641 Sgr（微量子星V4641 Sgr周围的超高能伽马射线泡沫）：研究报告了来自微量子星V4641 Sagittarii的超高能伽马射线发射，暗示微量子星的大规模喷流比之前认为的更为常见，并且是银河宇宙射线的重要来源。这项研究对理解高能天体物理过程及其对宇宙射线起源的影响具有重要意义。

【24】Quantifying constraint in the human mitochondrial genome（量化人类线粒体基因组中的约束）：本研究开发了一种专门针对线粒体DNA的约束模型，并将其应用于基因组聚合数据库的数据，提供了关于线粒体基因组中哪些位点对健康和疾病至关重要的见解。这有助于识别与遗传病相关的突变位点，从而为线粒体疾病的诊断和治疗提供新思路。

【25】Terrestrial photosynthesis inferred from plant carbonyl sulfide uptake（通过植物对碳基硫化物的吸收推测陆地光合作用）：研究分析了气孔扩散对植物吸收碳基硫化物动态的影响，估计全球当代总初级生产力为157（±8.5）亿吨碳每年。这项研究为理解陆地生态系统的光合作用过程及其对全球碳循环的贡献提供了重要数据。

【26】Dairy cows inoculated with highly pathogenic avian influenza virus H5N1（接种高致病性禽流感病毒H5N1的奶牛）：这项研究关注接种高致病性H5N1禽流感病毒的奶牛，探讨了这种病毒对奶牛健康的影响以及的公共卫生风险。此研究有助于评估禽流感对农业和动物健康的潜在威胁，强调监测和预防措施的重要性。

以下是本期Nature封面内容：

第 634 卷第 8034 期，2024 年 10 月 17 日

陨石家谱

封面显示了2005年南极陨石搜寻季节从麦凯冰川冰原中回收的陨石内部的横截面图。迄今为止，只有约6%的陨石坠落与它们的来源有可靠的联系。在本周的期刊中，Michaël Marsset及其同事和Miroslav Brož及其同事的两篇论文纠正了这种平衡，提出了地球上发现的大多数陨石的可能来源。研究人员专注于两种最常见的陨石：H和L球粒陨石。他们确定这些可能来自三个年轻的小行星家族，这表明它们是数百万或数千万年前发生的碰撞的残骸，比以前预期的要近得多。

Nature期刊主编：

Magdalena Skipper（玛格达莱娜·斯基普尔）
自2018 年 5 月 2 日开始，遗传学家玛格达莱娜·斯基普尔成为这本拥有 150 多年历史的期刊的首位女性领导者。作为主编，玛格达莱娜领导《自然》杂志和研究编辑团队。她是一名遗传学家，拥有丰富的编辑和出版经验：自2001年起加入自然出版集团，曾任《自然遗传学评论》主编、《自然》杂志遗传学与基因组学高级编辑以及自然合作期刊执行编辑。在成为《自然》主编之前，她是《自然通讯》的主编。她在英国剑桥MRC分子生物学实验室研究性别决定，并在伦敦ICRF实验室（今CRUK）研究脊椎动物肠上皮的Notch信号传导。她对导师制、研究诚信以及开放和公平的研究实践充满热情。她是斯普林格·自然集团多样性、平等与包容的编辑倡导者。她担任牛津大学个性化医学中心咨询委员会成员以及国际同行评审与科学出版大会的顾问；她还是英国布拉瓦尼克青年科学家奖科学咨询委员会成员。她是国际科学理事会的研究员。玛格达莱娜目前在伦敦办公室工作。