12月Nature雜志不得不看的重磅級亮點研究

　　時光總是會在不經意間匆匆劃過，不知不覺12月份即將結束，在即將過去的12月里Nature雜志又有哪些亮點研究值得學習呢？小編對此進行了整理，與大家一起學習。

　　【1】Nature：重磅！科學家成功揭開多重耐藥細菌躲避機體狙殺的偽裝策略

　　doi：10.1038/s41586-018-0730-x

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自蒂賓根大學等機構的科學家們在解析多重耐藥病原體的研究上取得重大突破，文章中，研究者解析了一種此前未知蛋白的結構和功能，諸如金黃色葡萄球菌等病原體能利用這種蛋白作為一種魔術斗篷保護自身免于機體免疫系統的殺滅作用。

　　諸如金黃色葡萄球菌等病原體引發的感染在全球每年會導致很多人死亡，而對抗生素甲氧西林耐藥的金黃色葡萄球菌（MRSA）在醫院尤其常見，11月初發表的一篇研究報告中，研究人員就表示，僅2015年在歐洲就有大約67萬人感染了多重耐藥性的病原體，而且3.3萬人因感染而死亡。

　　【2】Nature：重大突破！重編程機體的能量途徑來促進腎臟損傷的自我修復！

　　doi：10.1038/s41586-018-0749-z

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自凱斯西儲大學醫學院等機構的科學家們通過研究發現了一種新型通路或能增強損傷腎臟的修復功能；相關研究結果或能幫助研究人員開發新型藥物來阻斷或逆轉人類嚴重腎臟疾病的進展，同時也有望應用于開發治療諸如心臟、肝臟等器官的病變。

　　腎臟能夠過濾機體血液中的廢棄物和多余的液體，并且通過尿液排出不安全的分子，當腎臟發生損傷或失去功能時，廢棄物就會堆積并潛在誘發患者出現多種疾病癥狀。研究人員所發現的新型通路包括重編程機體自身的代謝路徑來恢復損傷腎臟的功能，正常情況下，一種名為糖酵解的過程能將食物中的葡萄糖轉化稱為能量，從而維持機體正常工作，但本文研究中研究者發現，當組織受損后，機體就會將這一過程轉變成為修復損傷細胞的過程。

　　【3】Nature：改寫教科書！中國科學家闡明保護卵母細胞獨特表觀基因組的新型機制！

　　doi：10.1038/s41586-018-0751-5

　　在哺乳動物中，雌性機體的卵母細胞數量往往有限，卵母細胞擁有一套獨特的表觀基因組，其甲基化程度相當于精子的一半，而且卵母細胞也是一種分化程度最高的體細胞；截至目前為止，研究人員并不清楚這種獨特的DNA甲基化的調控模式以及其相關的功能。

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自中國科學院生物物理研究所朱冰教授的研究團隊通過研究就鑒別出了一種新型的DNA甲基化調節子—Stella，其在體細胞中的異位過量表達會通過干擾DNA甲基化調節子UHRF1的功能來誘發全面的DNA去甲基化作用。

　　【4】Nature：科學家們在先天性免疫研究領域獲重大發現 解析NLRP3蛋白的新型作用機制

　　doi：10.1038/s41586-018-0761-3

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自德州大學西南醫學中心(UT Southwestern Medical Center)的科學家們通過研究揭開了先天性免疫研究領域長期困擾科學家的一個問題。長期以來，科學家們一直想知道名為NLRP3的蛋白質是如何促進機體產生炎癥來響應一系列看似不相關的刺激的。

　　研究者Chen表示，此前研究中我們鑒別出了一種名為cGAS的特殊DNA感知酶類（循環GMP-AMP合酶），其能夠發出警報來開啟細胞內的先天性免疫反應。這項研究中，研究人員調查了一種涉及NLRP3蛋白的免疫系統途徑，NLRP3對于細胞中炎性小體的組裝非常重要，當對包括毒素及膽固醇結晶體等一系列有毒物質產生反應后，炎性小體就會誘發炎性細胞死亡的通路，同時炎性小體還會增加機體產生免疫系統特殊物質，比如白細胞介素等，其會幫助產生機體的免疫反應。

　　【5】Nature：利用細胞替換療法治療1型糖尿病取得重大進展！胞外基質組分決定著胰腺祖細胞的命運

　　doi：10.1038/s41586-018-0762-2

　　在一項新的研究中，來自丹麥哥本哈根大學的研究人員發現了決定胰腺中未成熟細胞---即胰腺祖細胞（pancreatic progenitor）---命運的信號。他們發現在發育中的胰腺內部，這些胰腺祖細胞是高度遷移性的，它們的命運受到它們的周圍環境的影響：接觸特定的胞外基質組分決定著它們的最終命運。這一突破性發現將有助于利用干細胞產生的胰島β細胞治療1型糖尿病。相關研究結果于2018年11月28日在線發表在Nature期刊上。

　　祖細胞類似于干細胞，這是因為它們能夠自我更新和分化為成熟的細胞類型。然而，相比于干細胞，它們的自我更新能力通常是有限的。在器官形成期間，祖細胞的動態行為使得很難研究它們。為了克服這個障礙，這些研究人員將源自人干細胞的胰腺祖細胞接種在散布著不同的基質蛋白的載玻片上。通過這種方法，他們能夠研究每個胰腺祖細胞在不影響相鄰細胞的情形下如何對它的周圍環境作出反應。令人吃驚的是，他們發現不同胞外基質組分之間的相互作用改變胰腺祖細胞內的機械力。這些機械力是由位于細胞外的胞外基質和位于細胞內部的肌動蛋白細胞骨架之間的相互作用產生的。

　　【6】Nature：與阿爾茨海默病相關的β-淀粉樣蛋白很可能能夠在人際傳播

　　doi：10.1038/s41586-018-0790-y

　　在一項新的研究中，英國倫敦大學學院朊病毒疾病研究所的John Collinge教授及其團隊將一種受到β-淀粉樣蛋白（一種與阿爾茨海默病有關的蛋白）污染的生長激素注射到小鼠大腦中，觀察到β-淀粉樣蛋白在大腦中沉著。這一結果支持這樣的一個假設：在罕見的情形下，來自污染的β-淀粉樣蛋白可能能夠在人際傳播，但是這并不意味著這種蛋白具有傳染性。

　　在2015年的一項研究中，Collinge團隊通過研究8名年齡在36至51歲之間的醫源性克雅氏病（iatrogenic CJD）患者的大腦，其中這些患者在幼年時接受從數千名尸體的垂體中提取出的生長激素注射，發現7人的大腦中都含有與阿爾茨海默病有關的β-淀粉樣蛋白沉著物，而且4人的大腦具有較高的β-淀粉樣蛋白沉著物水平。

　　【7】Nature：科學家成功捕獲惡性瘧原蟲感染紅細胞的關鍵復合體結構 有望開發出新型瘧疾疫苗

　　doi：10.1038/s41586-018-0779-6

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自霍華德休斯敦醫學院的科學家們通過研究成功觀察到惡性瘧原蟲進入并感染人類紅細胞所使用的特殊關鍵分子的清晰結構，相關研究結果或能幫助研究人員設計新型疫苗來抵御流行性瘧原蟲的感染。本文研究具有重大意義，因為瘧原蟲每年在全球會引發50多萬人死亡，而且目前并沒有有效的疫苗來抵御瘧疾的感染。

　　利用獲得諾貝爾獎的低溫電子顯微鏡技術，科學家們首次獲得了寄生蟲誘發感染的關鍵部位的三維結構，這種關鍵部位是由瘧原蟲三種特殊蛋白質組成的復合體，即Rh5， CyRPA和Ripr三種蛋白，其能互相協作來解開并進入機體的紅細胞。研究者表示，這種復合體對于瘧原蟲進入細胞并誘發感染非常重要，基于獲得的最新研究信息，研究人員或許就能以一種更好的方法來靶向作用瘧原蟲的感染，因為如今他們已經闡明了瘧原蟲感染紅細胞的分子機制。

　　【8】Nature：存在50年的謎團終破解！首次鑒定出阻止難產的組氨酸甲基轉移酶

　　doi：10.1038/s41586-018-0821-8

　　自20世紀60年代以來，科學家們就已知道，肌肉中的肌動蛋白發生了一種修飾，特別是在鍛煉之后。然而，科學家們還不知道這種修飾是如何發生的，甚至不知道為何會發生。

　　在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學的研究人員不僅發現這種修飾是通過一種稱為SETD3的酶進行的，而且還發現這種酶可能有助于在分娩期間協調子宮中的肌肉收縮。更廣泛地說，SETD3也可能是在一系列人類肌肉組織疾病中迄今為止未被鑒定出的因子。相關研究結果于2018年12月10日在線發表在Nature期刊上。

　　肌肉細胞中發生的這種修飾涉及肌動蛋白。肌動蛋白在一定程度上構成在肌肉內收縮的細絲。肌動蛋白中的某些組氨酸發生甲基化修飾。由于這種活性，即將甲基轉移到組氨酸上，這種新鑒定出的SETD3被稱為組氨酸甲基轉移酶（histidine methyltransferase）。

　　【9】Nature：史無前例的突破！讓蛋白像DNA那樣精確配對形成雙螺旋結構

　　doi：10.1038/s41586-018-0802-y

　　如今，在一項新的研究中，來自美國由華盛頓大學醫學院的研究人員在實驗室中蛋白經設計后能夠精確地配對和結合在一起，就像DNA分子相互配對形成雙螺旋一樣。這種技術能夠設計蛋白納米機器以便潛在地協助診斷和治療疾病，允許對細胞進行更加精確的操控并讓它們執行各種其他任務。相關研究結果于2018年12月19日在線發表在Nature期刊上。

　　研究者Zibo Chen表示，“對任何一臺能夠工作的機器來說，它的零部件必須精確地結合在一起。這種技術使得人們能夠設計蛋白，并讓它們嚴格按照人們的要求結合在一起。”在過去，對設計生物分子納米機器感興趣的科學家們經常使用DNA作為主要成分。這是因為DNA鏈結合在一起形成氫鍵從而產生DNA雙螺旋結構，但前提是它們的序列是互補的。

　　【10】Nature：重大突破！鑒定出導致毒品成癮的大腦回路，治療毒品成癮有戲！

　　doi：10.1038/s41586-018-0789-4

　　強迫性吸毒者（compulsive drug user）的大腦會發生什么？癮君子和以受控方式吸食毒品的人之間的大腦功能有何不同？為了解決這個難題，來自瑞士日內瓦大學（UNIGE）的研究人員一直在嚙齒動物成癮模型中研究這種差異。在一項新的研究中，他們發現將大腦中的決策區域與獎勵系統連接在一起的大腦回路在強迫性吸毒小鼠中更加活躍。他們還發現，這種大腦回路的活動減少允許強迫性吸毒小鼠重新獲得控制，相反，通過刺激這種大腦回路，起初保持控制的小鼠對毒品上癮。相關研究結果發表在2018年12月20日的Nature期刊上。

　　成癮是一種分階段發展的疾病。它開始于最初接觸一種毒品，然后是一個毒品攝入量仍然加以控制的階段。然而，盡管這樣會產生重大的負面影響，包括不斷增加的債務、社會隔離或監禁，但是一些人將開始強迫性吸食毒品。臨床估計表明在每五個人當中，僅有一人會從毒品攝入量可以控制轉移到強迫性吸食毒品。