《Nature》10月最受關注的論文

　　英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊，自從1869年創刊以來，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。近期《Nature》下載論文最多的十篇文章（2018年9月19日 ～ 2018年10月18日）：

　　The UK Biobank resource with deep phenotyping and genomic data

　　Genome-wide association studies of brain structure and function in the UK Biobank

　　這兩篇是同系列文章：英國生物庫（Biobank）50萬名參與者的全基因組遺傳數據分析結果發布。

　　這些基因數據可從UK Biobank獲取，供全世界生物醫學研究。事實上，已經有數百個研究項目圍繞該數據庫展開，報道了包括癌癥、心臟病、糖尿病、中風、骨質疏松和精神分裂癥在內等各種疾病新發現。

　　牛津大學的一個研究小組應用精密的遺傳信息新統計技術，承擔了UK Biobank 內全部50萬志愿者遺傳信息分析工作，保證較高的數據質量，而且將可測的遺傳變異數量輸出從80萬提高到了9600萬，百倍地增加了有用數據信息。將輸出與選定的基因型DNA和全人類基因組進行比較，科學家們可以準確地在非選擇性部分預測DNA代碼。

《Nature》重磅：UK Biobank掀起基因組學風暴

　　Nature Index 2018 Rising Stars

　　創造性思維驅動科學發展，起決定作用的永遠是人，最新一期（9月19日）Nature雜志中的“Nature Index 2018 Rising Stars”介紹了在自然科學領域嶄露頭角的一群研究人員，他們也許正在定義著未來的科學研究。

　　這11位職業生涯早期或中期的科學家所在的領域從削減太陽能電力的成本到降低卵巢癌的風險，再到神經科學，凝聚態物理學，范圍很廣，但共同的特征是他們正在成為各自領域的領導者。Nature根據Nature Index和League of Scholars Whole-of-Web (WoW)排名，通過對500名科學家進行了評估，最終挑選出這些在競爭激烈的學術界展現出更高的激情，雄心和韌性的科學家，他們的主動性，好奇心和靈活性讓他們獨占鰲頭。

　　分析報告指出，這些科學家在2017年的82種索引期刊上發表了至少一篇論文，第一篇科學論文發表的時間不超過20年前，有些甚至是在6年前才出現于學術界中。

《Nature》冉冉升起的新星之中國學者

　　Single-cell transcriptomics of 20 mouse organs creates a Tabula Muris

　　斯坦福大學、陳-扎克伯格生物中心以及加州大學舊金山分校的研究人員建立了一個名為Tabula Muris的開源數據庫，收錄了小鼠的多個細胞類型及其基因表達數據。這項成果于上周發表在《Nature》雜志上。

　　研究團隊利用熒光活化細胞分選（FACS）方法和微流體液滴捕獲方法，從小鼠20個不同器官中分離出超過10萬個細胞，并開展單細胞RNA測序。這些數據讓人們能夠比較各個細胞類型和組織間的基因表達，從而更深入地了解細胞多樣性。

　　共同通訊作者、陳-扎克伯格生物中心的Spyros Darmanis表示：“我們相信這一豐富的注釋細胞集合將會成為生物醫學研究的寶貴資源。通過這個項目，我們揭開了基因表達模式，能夠鑒定各種組織的不同細胞類型，這可用于細胞選擇、靶向和重編程。”

　　研究人員以三只雌性小鼠和四只雄性小鼠為研究對象，利用FACS方法分離出44,949個細胞，并利用微流體方法分離出55,656個細胞。這些小鼠為三個月大，大約相當于人類的20歲。為了確定細胞類型，研究人員獨立分析每個器官，并使用聚類分析。

　　他們挑選出各個器官（包括腦、心臟、胰腺和胸腺等）的細胞，然后開展單細胞RNA測序，以獲取每個細胞的轉錄組。研究人員指出，FACS方法和微流體方法在大量基因表達譜上基本一致。

　　之后，研究人員又利用t-SNE算法來觀察各種器官的不同細胞類型之間的關系。他們發現，不同器官的細胞常常混在一起。例如，第2組和第48組都包含五種器官的內皮細胞，而第1組和第24組都包含四種器官的間充質和基質細胞。他們還對每個組進行異質性評分，以評估它們是否由相關或不相關的細胞類型組成。

《Nature》發布小鼠細胞的開源數據庫Tabula Muris

　　Touch and tactile neuropathic pain sensitivity are set by corticospinal projections

　　波士頓兒童醫院和國家精神衛生研究所領導的一項研究為治療神經病理性疼痛開辟了新機會。

　　神經病理性疼痛是一種由于神經系統受損而難以治療的慢性疼痛，這種慢性疼痛足以使最輕的觸摸產生劇烈的疼痛。《Nature》雜志一篇文章報道，神經生物學中心的Zhigang He博士、Clifford Woolf博士領導的一項研究指出，起源于大腦皮層的神經元負責影響觸摸敏感性。

　　新發現的這一電路有助于解釋從思想到身體戰勝疼痛的機理。

　　“我們知道，高級大腦精神活動，如認知、記憶、恐懼和焦慮或多或少可以讓你感到疼痛，” Woolf說。“我們已經證實了一種可能導致不同疼痛程度的生理途徑。知曉大腦中疼痛控制量的機制，現在我們需要學習如何關閉它。”

《Nature》 “絞盡腦汁”抑制痛敏感

　　Architecture of the TRPM2 channel and its activation mechanism by ADP-ribose and calcium

　　美國范安德爾研究所（Van Andel Research Institute）領導的研究團隊首次揭示了TRPM2蛋白的原子級結構，這種蛋白有望成為阿爾茨海默病和雙相情感障礙等疾病的藥物靶點。這項成果于近日發表在《Nature》雜志上。

　　TRPM2蛋白遍布全身并且參與調節核心體溫，介導免疫應答和控制細胞凋亡。它受到一系列刺激而激活，包括氧化應激在內，而氧化應激是由化學失衡引起的，并與許多神經系統疾病有關。

　　這項研究的通訊作者之一、范安德爾研究所的助理教授杜鵑（音譯，Juan Du）表示：“TRPM2對健康功能至關重要，不過到現在為止，我們還缺乏對其結構和作用機制的了解。我們希望這些研究結果可以作為一張示意圖，為一系列的神經系統疾病設計出更好的藥物。”

　　在此次研究中，研究團隊使用了先進的冷凍電子顯微鏡（Cryo-EM）。這臺由FEI公司（現在已被賽默飛公司收購）開發的Titan Krios顯微鏡十分強大，能夠觀察大小為發絲直徑萬分之一的分子。