Nature近期十大受关注论文

英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期Nature下载论文最多的十篇文章（2014年9月8日 ～ 2014年10月8日）：

明确复杂分子的流水线合成

Nature 513 (2014年9月11日)

生物系统已经形成了与分子流水线过程相似的复杂的有机合成机制。此前，化学家一直只能模仿这种方式来合成肽和寡核苷酸，生成简单的酰胺(C？N)或磷酸酯(P？O)键。本文作者通过硼酸酯在试剂控制下的迭代同素化生成一个分子流水线，以这种方式来模仿自然过程。该过程依赖于 “α-lithioethyl tri-ispopropylbenzoate”的反应活性，后者以高保真度和立体控制方式插入到碳-硼键内。每个链延伸步骤都产生一种新的硼酸酯，后者马上就可用于进一步的同素化。他们用这种方法生成了包含十个连续的、在立体化学上明确的甲基官能团的几个有机分子。这项工作朝着具有可预测形状的复杂分子的合理设计和合成的方向迈出了一步。

结肠直肠肿瘤的蛋白质组/基因组研究

Nature 513 (2014年9月18日)

来自“临床蛋白质组学肿瘤分析联合体”(Clinical Proteomics Tumor Analysis Consortium)的一个研究小组，现在对以前被“癌症基因图谱”项目表征的95个结肠和直肠肿瘤的蛋白质组进行了分析。蛋白质组数据与原始基因组数据的整合显示，蛋白丰度无法从DNA或RNA水平的测定结果得到可靠预测，mRNA水平和蛋白水平的关联程度也不大。蛋白质组研究识别出5个结肠直肠癌亚型，它们反映了已知的生物学特点，但也捕捉到了在转录组层面上并不明显的差别。这种类型的整合“蛋白基因组分析”(proteogenomic analysis)，在癌症生物学中可以为解释基因组异常提供功能背景。

合成有机硼化合物的一条新路径

Nature 513 (2014年9月18日)

这篇论文报告了一个催化过程，该过程将两个简单不饱和有机分子(一个是高度选择性的铜-二硼试剂，另一个是单取代的丙二烯)相结合来生成一个硼取代的有机铜中间体，后者然后又参与一个化学选择性、点选择性和对映选择性烯丙基取代反应。作者将这一方法用于数量达到克水平的两种天然产物的对映选择性合成，这两种天然产物分别是：抗肿瘤药物herboxidiene和立体异构纯的rottnestol，后者是一种半缩酮，最初是从一种海绵分离出的。这一方法的进一步发展，应能导致用于其他难以获得的含alkenylboron有机铜化合物之合成的经济有效合成路径的问世。

免疫疗法对晚期埃博拉病毒疾病的应用

Nature 514 (2014年10月2日)

这项研究显示，当在感染后长达5天开始治疗时，ZMapp (由三个单克隆抗体组成的一个优化的“鸡尾酒”，为应对当前由埃博拉病毒造成的疾病疫情已被紧急用于临床)能够挽救全部18只被感染恒河猴的生命。对照组的三只猴到第8天都死了。

恐惧与奖赏之间的记忆切换

Nature 513 (2014年9月18日)

记忆不是在真空中形成的，一般都带有一个情绪值(emotional value)或情绪价(emotional valence)，后者是一个未必会是固定的量值。然而，“记忆-价关联”(memory-valence association)或价切换(valence switching)背后的神经机制却不知道。在这项研究中，Susumu Tonegawa及同事通过光遗传学工具对基于恐惧的(负价)或基于奖赏的(正价)特定记忆痕迹或印迹(engram)进行了标记，从而使他们随后能够通过人工方式重新激活记忆。全部记忆印迹在经过第二轮的关联训练、再结合印迹激活之后可以与相反的价重新关联。这些变化在位于齿状回内的印迹细胞中是明显的。因此，齿状回记忆印迹细胞在价关联方面有一定的灵活性。这些数据表明，情绪记忆关联可以在回路层面(circuit level)上被改变。

关于量子计算机的新角度

Nature 514 (2014年10月2日)

开发实用量子计算机所面临的一个障碍是，人们认为需要实质性的纠错方案。然而这种方案会降低计算速度，削弱量子技术的一些潜在优势。另一种办法是利用具有固有容错能力的量子计算原理，它们抗噪音(如由于几何规则的保护所产生的噪音)能力强。目前已经报告了一些全几何量子计算实验，但所面临的挑战是找到一个可升级的平台。现在，Luming Duan 及同事报告了具有普遍性的一组几何量子门(其中自旋位于金刚石缺陷中心内)的实验实现。虽然这些实验是基于一个金刚石中心内的两个量子位，但这项工作为在固体状态和室温下工作的全几何、抗噪音量子计算提供了一个有希望的方向。

欧洲人的祖先

Nature 513 (2014年9月18日)

通过对在距今8，000 和7，000 年前让欧洲过渡到农业社会的9个古代欧洲族群的基因组进行测序和比较，David Reich及同事发现，今天的欧洲人中大部分是从至少三个高度差异化的族群演变来的——西欧的狩猎-采集者、古代北方欧亚人(与旧石器时代晚期西伯利亚人有关)和主要是来自近东地区的早期欧洲农民。他们进一步提出，早期欧洲农民的祖先大约44%来自一个“基底欧亚人”族群，后者在其他非“非洲族裔”分化之前分开了。这些结果提出了有趣的新问题，比如说：近东地区农民是在哪里和在什么时候与欧洲狩猎-采集者通婚产生早期欧洲农民的？封面： Leonardo Gonzalez。

撒哈拉沙漠比我们所认为的要老得多

Nature 513 (2014年9月18日)

大多数证据证明，现代撒哈拉沙漠最初是在距今200万到300万年前形成的，这个时间与北半球大规模冰川化的开始时间相一致。这项研究表明，撒哈拉沙漠的形成时间要早得多。Zhongshi Zhang等人发现，特提斯海(现代地中海、黑海和里海的前身)的萎缩减弱了非洲季风的向北延伸，导致撒哈拉沙漠在距今大约700万年前形成。对之前判断如此巨大的修正，可能会导致地质学、演化生物学和气候学等不同领域对撒哈拉进行新的研究。

PI3K作为一个治疗目标

Nature 513 (2014年9月25日)

“T-细胞急性淋巴细胞白血病”(T-ALL)与解除对Notch1 和Ras/“磷脂酰肌醇-3肌酶”(PI3K) 信号传导之调控的突变密切相关。Kevin Shannon及同事发现，用GDC-0941 (pictilisib)——正在进行临床开发的一种PI3K抑制剂——进行处理，会诱导与被激发的Notch信号传导的下调相关的抗药性、对γ-分泌酶抑制剂的交叉抗药性和上调的PI3K信号传导。Notch1的抑制会激发PI3K 通道，说明在T-ALL 疾病中同时以被激发的Notch1和PI3K为目标的合理化策略很可能会加快抗药性的产生。

白颊长臂猿的基因组

Nature 513 (2014年9月11日)

本期封面上是一只5个月大的雌性北方白颊长臂猿(Nomascus leucogenys)，名叫“辣椒”。很多种长臂猿都是来自东南亚的小型树栖猿类，其中大多数都被世界自然保护联盟(IUCN)列为“濒危”或“极度濒危”物种。Lucia Carbone及同事在其所发表的关于白颊长臂猿基因组的论文中，提供了关于这样一个介于“旧世界”猴子与类人猿之间的物种类别的生物学和进化史的有趣信息。作者对一个长臂猿特有的反转录转座子何以有可能成为长臂猿基因组可塑性之源进行了研究。迅速的核型演化结合多次气候和环境变化，也许可解释四个长臂猿属几乎瞬时发生的分化。对涉及前肢发育和结缔组织的基因的选择，也许与长臂猿在热带林冠中独特的运动方式有关。