6.10 《Nature》6月最受关注的五篇论文

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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（2019年5月11日 ～ 2019年6月10日）：

Climatic controls of decomposition drive the global biogeography of forest-tree symbioses

一项宏大的共生关系图研究——全球200多名科学家们用自己的脚步丈量了110多万块森林，拥抱了28000种树——揭示了决定不同类型共生体繁荣的因素。这项工作可以帮助更多人了解共生伙伴关系是如何构建森林世界，以及它们是否受到以及如何受到气候变暖影响。

这项研究由来自斯坦福大学等机构的200多名科学家组成的团队合作，发表在《Nature》杂志，从这项研究中，他们发现了一种新的生物学规律，该团队以共生体（symbioses）先驱“大卫• 里德爵士（Sir David Read）”将其命名为“里德法则”。

如何应用这项研究？根据这张地图，研究小组预测，如果碳排放持续不减，到2070年共生体将发生变化，导致较冷地区的一种真菌相关树种生物量减少10%。这样的损失可能会导致大气碳排放更多，因为这些真菌会增加土壤的碳储存量。

“这么多不同的共生类型，我们证明它们也遵守着明确的规则，”斯坦福博士后研究员、论文的主要作者Brian Steidinger说。“我们的模型预测了世界森林共生状态的巨大变化，这种变化可能会影响您的子孙后代所生存的环境和气候。”

Time-resolved protein activation by proximal decaging in living systems

在这篇文章中，研究人员提出并发展了一种蛋白质“邻近脱笼”策略，将可遗传编码的非天然氨基酸脱笼技术与计算机辅助设计筛选技术相结合，在一系列不同种类的蛋白质上实现了高时间分辨的原位激活，为在活细胞及活体动物内研究蛋白质的动态调控机制提供了一种普适性技术。

利用这一被命名为CAGE-prox的新方法，他们建立并验证了“激酶正交激活和信号转导调控”、 “时间分辨的蛋白质组学分析”，“基于毒素蛋白的抗肿瘤蛋白前药”等一系列原创应用，展示了这一化学生物学新技术在开展蛋白质动态功能研究与调控中的优势和特色。

Charting cellular identity during human in vitro β-cell differentiation

由哈佛大学科学家领导的一组研究人员改进了将干细胞转化为产生胰岛素β细胞的实验室过程，通过生物和物理分离方法来丰富样本中β细胞的比例。

这一研究结果发表在Nature杂志上，可用于改善1型糖尿病患者的β细胞移植。

2014年，Douglas Melton实验室首次实现了干细胞转化为功能性β细胞，为患者提供了自己的胰岛素来源。在该初始过程中，β细胞占最终细胞混合物的30％。

“要从30％提高，我们需要真正了解其他70％的细胞，”Douglas Melton实验室的研究生，当前研究的第一作者Adrian Veres说，“然而一直我们都无法完成了我们的细胞样本准备，现在，随着单细胞测序的革命性发展，我们可以从无到有了解所有细胞类型。”

领导这一研究的是哈佛干细胞研究所联合主任Douglas Melton，多年前他年幼的儿子被确诊患有1型糖尿病，自此之后他一直致力于寻找这种疾病的治疗方法。Melton的女儿Emma同样也罹患1型糖尿病。

Melton说，他希望在数年内能够找到治疗糖尿病的“绝招”。

Longitudinal multi-omics of host- microbe dynamics in pre-diabetes

Multi-omics of the gut microbial ecosystem in inflammatory bowel diseases

The vaginal microbiome and preterm birth

人类微生物组计划于2008年由美国国立卫生研究院发起，旨在鉴定与人类健康和疾病相关的微生物，以及绘制这些微生物的参考基因组。

2012年，研究人员在Nature杂志上发表了一系列文章，报道了不同人群的各个身体部位的微生物组成。2017年，哈佛及Broad研究院等处的研究人员同样在Nature上，报道了1600多个样本的宏基因组测序结果，增加了对人类微生物多样性的认识。

Nature及其子刊上发表的三项iHMP研究将微生物成分与2型糖尿病，妊娠和炎症性肠病（IBD）联系起来。每项研究都包括数千份血液样本，活组织检查和微生物拭子的数据。

哈佛大学计算生物学家，文章作者Curtis Huttenhower说，这三项研究的主要发现证明“一切都是相互联系的，一切都在变化，当细菌发生改变时，你可以看到人类的反应，反之亦然。”

Exome sequencing of 20，791 cases of type 2 diabetes and 24，440 controls

一个国际科学家联盟分析了来自近46,000人的蛋白质编码基因，将罕见的DNA突变与2型糖尿病联系起来。

这项此类型中规模最大研究的结果公布在Nature杂志上，包括了来自欧洲，非洲裔美国人，西班牙裔/拉美裔，东亚和南亚血统的人的数据。

从这个大型队列——大约21,000名2型糖尿病患者和25,000名健康对照者中，研究人员发现了四种具有影响糖尿病风险的罕见变异基因。数据表明，未来可能会发现数百种基因。这些基因和它们编码的蛋白质是新药的潜在靶标，可以指导研究人员更好地了解和治疗疾病。

目前团队的所有结果都可以通过 Type 2 Diabetes Knowledge Portal（http://www.type2diabetesgenetics.org/） 公开获取，世界各地的科学家能可以利用这些信息进行自己的研究。

“这些结果证明了研究来自多个祖先大规模个体样本的重要性，”密歇根大学公共卫生学院生物统计学教授Michael Boehnke说，“大多数大规模人口研究都集中在欧洲血统个体上，因此难以概括全球范围情况。这一群体越多样化，就越能提供更好，信息量更大的科学结论。”

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