封面故事:5篇論文關(guān)注癌癥治療

本期封面所示為一個腫瘤細胞(左邊)在與三個T細胞和一個能夠滲透進腫瘤的免疫細胞發(fā)生相互作用。本期Nature發(fā)表了反映當(dāng)前人們對將免疫檢查點(immune checkpoint)作為癌癥治療目標的濃厚興趣以及在識別對這種治療方法可能會有反應(yīng)的患者方面所做詳細工作的5篇論文。具體來講，跨膜蛋白PD-L1或其細胞表面受體PD-1(在很多不同癌癥中失控)的阻斷以前曾在臨床前實驗中顯示了希望，而現(xiàn)在在臨床試驗中也顯示了希望。Powles等人報告了對用抗-PD-L1 抗體 MPDL3280A 治療的轉(zhuǎn)移性尿路上皮膀胱癌所做的一項一期臨床研究(558頁)；Tumeh等人(568頁)和Herbst等人(563頁)對PD-L1/PD-1阻斷會怎樣分別增強轉(zhuǎn)移性黑素瘤和肺癌的治療反應(yīng)進行了研究；Yadav等人(572頁)和Gubin等人(577頁)顯示了突變的腫瘤抗原在形成配體、以產(chǎn)生由PD-L1/PD-1之抑制激發(fā)的T-細胞反應(yīng)中所起作用。封面：Allison Bruce。（doi: 10.1038/nature13904 & doi: 10.1038/515496a & doi: 10.1038/nature13954 & doi: 10.1038/nature13988 & doi: 10.1038/nature14001 & doi: 10.1038/nature14011）
 

地下生物多樣性在地面之上的影響

地下生物多樣性在很大程度上是人們看不到、也不去想的，但越來越多的證據(jù)表明，生活在地下的微生物和動物的巨大多樣性對于改變整體生物多樣性和陸地生態(tài)系統(tǒng)功能有顯著作用。在這篇綜述文章中，Richard Bardgett和Wim van der Putten對最近關(guān)于地下生物多樣性的生態(tài)和演化作用的研究工作進行了分析，指出了將會提高我們對土壤生物多樣性如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化的生態(tài)反應(yīng)和演化反應(yīng)的認識的研究領(lǐng)域。（doi: 10.1038/nature13855）
 

一種岡瓦納哺乳動物的解剖特征

Gondwanatheres是與恐龍一起生活在晚白堊世和早古新世南半球大陸上的哺乳動物。由于我們只是從幾顆牙齒和一些頜骨碎片知道它們，所以它們的外表和演化關(guān)系仍比較模糊。來自馬達加斯加白堊系地層的一種怪誕的、大小跟獾差不多的化石哺乳動物的完整頭骨改變了這一切。雖然幾乎可以肯定是高度派生的(這也符合人們對那個時候的馬達加斯加這個獨特本地海島動物群落的一個成員的預(yù)期)，但Vintana 顯然就是一種Gondwanathere。這種草食性的、動作敏捷的大眼睛動物的解剖特征顯示，Gondwanatheres與人們更熟悉的“多尖齒獸”(Multituberculates)相關(guān)，后者是與嚙齒類動物相似的一類成功的長壽命哺乳動物，現(xiàn)已滅絕。（doi: 10.1038/nature13922 & doi: 10.1038/nature13940）
 

Toll-受體在身體模式形成中所起作用

沿頭部到尾部軸線的身體伸長在動物發(fā)育過程中是必不可少的。對果蠅來說，伸長的空間提示是由基因的模式化表達提供的?？臻g提示怎樣引導(dǎo)伸長所需的細胞重排一直不知道。這項研究識別出三個細胞表面Toll-家族受體，它們成條狀沿頭部到尾部的軸線表達，調(diào)控細胞的收縮特性，以產(chǎn)生導(dǎo)致組織伸長的極化重排。（doi: 10.1038/nature13953 & doi: 10.1038/nature13937）
 

飲食問題及其解決辦法

在世界范圍內(nèi)，人類的飲食都在隨收入增長而變化，這對環(huán)境和公共衛(wèi)生都有潛在影響。David Tilman和Michael Clark對飲食“西化”的影響進行了量化，并且對于飲食的很多方面，他們還在健康后果與環(huán)境后果之間發(fā)現(xiàn)了密切的聯(lián)系。如果不加阻止，那么當(dāng)前的飲食趨勢到2050年將會實質(zhì)性地增加全球溫室氣體排放和提高II-型糖尿病、肥胖癥和冠心病的發(fā)病率。對此我們能做什么呢？個人做出知情選擇將會有所幫助，但如果環(huán)境和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域沒有重大政策變化的話，總體上幾乎沒有效果。（doi: 10.1038/nature13959 & doi: 10.1038/nature13943 & doi: 10.1038/nature13943）
 

逆轉(zhuǎn)錄病毒逆轉(zhuǎn)錄過程的早期步驟

逆轉(zhuǎn)錄病毒優(yōu)先將特定的宿主tRNA用作逆轉(zhuǎn)錄第一步的引物?！澳迥崾蟀籽〔《尽?MLV)利用tRNAPro，后者與逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA的兩個區(qū)域(U5-PBS和PAS)結(jié)合。Victoria D’Souza及同事獲得了在有和沒有逆轉(zhuǎn)錄病毒核殼蛋白兩種情況下U5-PBS RNA和tRNA引物的核磁共振(NMR)結(jié)構(gòu)，以了解它是怎樣在引發(fā)過程中重塑這兩個區(qū)域的。與其他獨立于ATP的核殼伴侶(它們以低親和力與很多RNA點結(jié)合)形成對比的是，這一逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白采用一個由熵驅(qū)動的“捕捉-釋放”重塑機制，與少數(shù)點以高親和力結(jié)合。這導(dǎo)致分子間相互作用特需的區(qū)域發(fā)生局部去穩(wěn)定化。（doi: 10.1038/nature13709）
 

用于蛋白質(zhì)的單分子DNA技術(shù)

George Church 及同事開發(fā)出用于并行蛋白相互作用分析、借助用于蛋白功能分析的單分子DNA方法的一個“單分子相互作用測序”(SMI-seq)技術(shù)。SMI-seq的工作原理是，通過核糖體顯示或酶結(jié)合將蛋白耦合到DNA識別符或“條碼”上。這些條碼化的蛋白然后在水溶液中被一起分析，并在一個聚丙烯酰胺薄膜中被固定。接下來，條碼RNA被放大，并通過DNA測序被分析。該方法可以實現(xiàn)精確的蛋白量化以及對分子結(jié)合親和力和特異性的同時測定。（doi: 10.1038/nature13761）
 

二氧化釩的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變

二氧化釩會發(fā)生從一個高溫金屬相到一個低溫絕緣相的轉(zhuǎn)變，同時伴隨著晶格結(jié)構(gòu)的一個變化。但是盡管進行了多年研究，這種耦合在一起的結(jié)構(gòu)和電子轉(zhuǎn)變的起源仍然不清楚。現(xiàn)在，John Budai及同事發(fā)現(xiàn)，某一類別的晶格振動(強非諧聲子)在驅(qū)動這兩個相互競爭的相之間的轉(zhuǎn)變中起關(guān)鍵作用。關(guān)于這一種以及其他相關(guān)過渡金屬氧化物的行為的一個更為全面的物理模型，應(yīng)能幫助光電子和自旋電子等領(lǐng)域的新型功能材料的設(shè)計和開發(fā)。（doi: 10.1038/nature13865）
 

對一個黑洞質(zhì)量標準的再校正

本星系群中的Seyfert星系NGC 4151，更具體來說是其活動星系核(AGN)，已成為一個有用的宇宙學(xué)工具。正如各種不同方法所推斷的那樣，該星系，還有與其類似的星系NGC3227，都具有使其在校正AGN中黑洞質(zhì)量方面有用的特性。然而，有效校正需要距NGC 4151的準確距離，而此前這個數(shù)據(jù)一直沒有。這項研究報告了根據(jù)對NGC 4151的熱塵埃發(fā)射區(qū)的觀測結(jié)果得出的一個新的塵埃視差距離。這個19兆秒差距的新數(shù)值表明，該星系中央黑洞的質(zhì)量與以前的估計值相比增加了1.4倍，也為其他AGN中的黑洞質(zhì)量提供了一個相應(yīng)的修正。（doi: 10.1038/nature13914 & doi: 10.1038/515498a）
 

基于分子的閃存材料

閃存正在成為智能手機、相機、U-盤和其他設(shè)備的標準配置。它可以達到的數(shù)據(jù)存儲密度最終受限于可以制造出的數(shù)據(jù)單元的最小尺寸，所以基于分子的閃存對于延伸這些極限來說是一個有吸引力的選擇。Christoph Busche及同事報告了與當(dāng)前技術(shù)兼容的一類金屬氧化物團簇分子的設(shè)計、合成和電子表征。這些新材料在原子水平上是高度可配置的，也有望用在實際設(shè)備中。（doi: 10.1038/nature13951）
 

關(guān)于過去21,000年的厄爾尼諾現(xiàn)象的一個模型

古氣候證據(jù)表明，厄爾尼諾-南方濤動(ENSO，年際氣候變化的最重要驅(qū)動因素)已從強烈變化的時期變?yōu)橄鄬o止的時期。Zhengyu Liu及同事通過一系列氣候模擬顯示，自“末次盛冰期”以來，與古氣候數(shù)據(jù)解讀結(jié)果相一致的是，軌道變化傾向于加強ENSO。海洋環(huán)流的變化、增加的二氧化碳濃度和退卻的冰層都對ENSO產(chǎn)生了影響，但卻是在不同時間、有時還是在相互抵消的方向上產(chǎn)生影響的。例如，增加的二氧化碳濃度傾向于減弱ENSO，但這種影響卻受到來自退卻冰層的、ENSO增強效應(yīng)的對抗。這些模擬顯示，任何一個時間的ENSO狀態(tài)反映了一系列不同氣候作用力的凈影響。（doi: 10.1038/nature13963 & doi: 10.1038/515494a & doi: 10.1038/515494a）