2014年08月14日《自然》杂志精选

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封面故事：人“COP9 信号小体” 的晶体结构
Crystal structure of the human COP9 signalosome
“COP9 信号小体” (CSN)是一个大型蛋白复合物，在泛素-蛋白酶体细胞内蛋白降解通道中发挥功能。它是20年前在发育中的拟南芥苗中首次被发现的，现在被认为是所有动物、植物和真菌的调控机制的构成部分。在这篇文章中，Nicolas Thomä及同事发表了由8个亚单元组成的整个人“COP9 信号小体” 的分辨率为3.8 Å 的晶体结构，从而为了解其分子架构和作用机制提供了信息。该结构显示了这一复合物是怎样做到对其基质具有如此精妙特异性的。（doi: 10.1038/nature13566 & doi: 10.1038/nature13644）
人类γ-分泌酶的结构
Three-dimensional structure of human γ-secretase
这篇论文报告了人类γ-分泌酶复合物的一个高分辨率低温电子显微镜结构，它是一种嵌入在膜内的蛋白酶，控制重要细胞功能，与在阿尔茨海默氏症中所见的淀粉质前体蛋白的异常分裂有关。由presenilin 1、PEN-2、APH-1和nicastrin组成的该复合物是马蹄形的，有19个跨膜部分。Nicastrin细胞外域(被认为负责吸引基质)正好在由跨膜马蹄形成的中空空间之上。（doi: 10.1038/nature13567）
乳腺癌中的细胞异质性
Clonal evolution in breast cancer revealed by single nucleus genome sequencing
人类乳腺癌经常表现出肿瘤内基因组异质性，使得临床诊断变得困难，也使对研究结果的解读复杂化。这项研究利用被称为nuc-seq的一个新开发出的全基因组单细胞测序方法来解决该问题。该方法利用在细胞周期的S-阶段出现的自然基因组复制来实现91%的平均覆盖范围，它被用来测序来自一种“雌激素受体阳性”乳腺癌和一种“三阴性”导管癌的单一正常和肿瘤细胞核。非整倍性重排以早期事件的形式出现，它们在克隆扩展过程中仍保持稳定。相比之下，“点突变”似乎是逐渐演变的，产生广泛的克隆多样性。这些数据还表明没有两个肿瘤细胞在遗传上是完全相同的，从而提出了克隆的严格定义是什么这样有趣的问题。（doi: 10.1038/nature13600 & doi: 10.1038/nature13650）
酗酒行为的预测因素
Neuropsychosocial profiles of current and future adolescent alcohol misusers
很多因素都被认为是酗酒风险的贡献因素，但它们的相对重要性一直难以量化。Robert Whelan等人利用来自IMAGEN项目的数据建立了有关未成年人当前和未来酗酒行为的模型。IMAGEN项目是针对来自英国、爱尔兰、法国和德国年龄为14岁的超过2000名青少年的冒险行为的一个研究项目。作者采用机器学习生成了关于当前和未来酗酒行为的预测因素的模型，评估了包括生活史、个性差异、脑结构和基因型在内的很多因素的贡献。该研究的一个关键发现是，个性因素竟然不是未来酗酒行为的有用预测因素。相比之下，神经发育不成熟、脑中的某些结构和功能指标、性经验和出生前接触酒精的情况都与当前和未来的酗酒行为有关。（doi: 10.1038/nature13402）
与糖尿病有关的基因变异体被识别出
A common Greenlandic TBC1D4 variant confers muscle insulin resistance and type 2 diabetes
这项对与2-型糖尿病(T2D)相关的定量特征所做的系统性基因关联研究，在基因TBC1D4 中识别出一个无义突变体(nonsense variant)。该基因存在于17%的格陵兰人口中，这些人已知是具有高T2D发病率的一个小规模的初始人群。这个基因变异体会提高血浆葡萄糖和血清胰岛素水平，大大增加患T2D的风险。它还会小幅降低空腹血浆和空腹血清的胰岛素浓度。这项研究显示了初始人群或历史上与外界隔离的小规模人群在提升这种类型的基因关联研究的有效性方面所具有的价值。（doi: 10.1038/nature13425）
一个 arrestin–GPCR复合物的结构
Visualization of arrestin recruitment by a G-protein-coupled receptor
在过去7年，关于“G-蛋白耦合受体”(GCPRs)的结构我们已经了解了很多，但我们仍不知道一个被激发的 GPCR在其结合到一个β-arrestin上时是什么样子的。 (Arrestins是具有很多不同功能的细胞中介物，其中很多都涉及GPCRs。) 在这项研究中，作者利用“单颗粒电子显微镜”和“氢-重氢交换质谱”对一个GPCR–arrestin复合物的结构和动态进行了表征。他们的数据支持一个“两相”机制：arrestin最初与GPCR被磷酸化的羧基端点发生相互作用，然后进行重排，在一个具有信号传导功能的构形中更为充分地与膜蛋白接触。（doi: 10.1038/nature13430）
造血干细胞随年龄增长功能下降
Replication stress is a potent driver of functional decline in ageing haematopoietic stem cells
Emmanuelle Passegué及同事通过关注DNA损伤所起作用对造血干细胞(HSC)的功能怎样随年龄增长而下降进行了研究。他们发现，复制压力(引起DNA复制叉减速或停止的异常复制)是生理性衰老过程中HSCs功能下降的一个强力驱动因素。细胞周期缺陷和染色体间隙或断裂变得更为频繁，同时老HSCs的DNA复制机构的“小染色体维护螺旋酶”成分的表达降低。（doi: 10.1038/nature13619 & doi: 10.1038/nature13652）
纯金属中的玻璃形成
Formation of monatomic metallic glasses through ultrafast liquid quenching
如果冷却速度足够快，人们认为任何金属液体都可被冷凝成一种玻璃态，后者反过来又能产生具有不同寻常的、可能会有用的机械性能的一种固态金属。实践中，这种玻璃形成现象主要限于由两个或更多元素组成的金属：产生一种单原子金属玻璃所需的冷却速度通常太高，无法在实验中达到。Li Zhong等人找到了绕开这一实验困难的一个办法。他们开发出一个纳米尺度的加热系统，在该系统中，一个脉冲化的电流能将金属局部熔化(短暂形成少量金属液体)，后者然后迅速将其热量传递给周围大量固体，留下适合对其结构和性质进行研究的一个单原子金属玻璃样本。（doi: 10.1038/nature13617 & doi: 10.1038/nature13653）
一个“碎石堆”小行星内的凝聚力
Cohesive forces prevent the rotational breakup of rubble-pile asteroid (29075) 1950 DA
一些小行星是实心天体，但其他的(被称为“碎石堆”小行星)则是由沙子到顽石大小的成分组成的松散聚集体。认为“碎石堆”仅由引力和摩擦力聚集在一起的传统观点最近受到质疑。曾有人提出，构成颗粒之间的小“范德华”力可能是一个重要因素。在这篇文章中，Ben Rozitis 等人报告，对于千米大小的“碎石堆”小行星(29075) 1950 DA来说，按只考虑引力和摩擦力之作用时计算出的该小行星的密度，它的转动速度要快于其分裂极限。他们的结论是，颗粒间的凝聚力一定是将该小行星聚集在一起，这些力与月球风化层的颗粒之间的力差不多，尽管可能要小一些。（doi: 10.1038/nature13632 & doi: 10.1038/512139a）
月球是怎样成形的
The tidal–rotational shape of the Moon and evidence for polar wander
试图评估有关月球形成的各种理论以及确定其真实形状的工作，因为其表面上在月壳固化之后形成的几个大盆地的存在而变得复杂化。在这项研究中，Ian Garrick-Bethell等人集中关注这些盆地之外的地形和引力，提出月球的“长波长形状”是通过两个早期潮汐过程相结合形成的。第一个是由贯穿整个月球的早期潮汐加热所控制的一个月壳构建过程；第二个是一个凝固的“潮汐-转动”凸起之后的形成过程。作者还推断，内部密度的不均匀分布最终使月球的极轴改变大约36°，变成我们今天所看到的构形。（doi: 10.1038/nature13639）

出处：http://www.bio360.net/news/show/11192.html