封面故事:5篇論文關(guān)注癌癥治療

本期封面所示為一個(gè)腫瘤細(xì)胞(左邊)在與三個(gè)T細(xì)胞和一個(gè)能夠滲透進(jìn)腫瘤的免疫細(xì)胞發(fā)生相互作用。本期Nature發(fā)表了反映當(dāng)前人們對(duì)將免疫檢查點(diǎn)(immune checkpoint)作為癌癥治療目標(biāo)的濃厚興趣以及在識(shí)別對(duì)這種治療方法可能會(huì)有反應(yīng)的患者方面所做詳細(xì)工作的5篇論文。具體來講，跨膜蛋白PD-L1或其細(xì)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(shí)驗(yàn)中顯示了希望，而現(xiàn)在在臨床試驗(yàn)中也顯示了希望。Powles等人報(bào)告了對(duì)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(xiàng)一期臨床研究(558頁)；Tumeh等人(568頁)和Herbst等人(563頁)對(duì)PD-L1/PD-1阻斷會(huì)怎樣分別增強(qiáng)轉(zhuǎn)移性黑素瘤和肺癌的治療反應(yīng)進(jìn)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(xì)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(dòng)物的巨大多樣性對(duì)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(duì)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(jìn)行了分析，指出了將會(huì)提高我們對(duì)土壤生物多樣性如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的生態(tài)反應(yīng)和演化反應(yīng)的認(rèn)識(shí)的研究領(lǐng)域。（doi: 10.1038/nature13855）
 

一種岡瓦納哺乳動(dòng)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(dòng)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(dá)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(dòng)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(duì)那個(gè)時(shí)候的馬達(dá)加斯加這個(gè)獨(dú)特本地海島動(dòng)物群落的一個(gè)成員的預(yù)期)，但Vintana 顯然就是一種Gondwanathere。這種草食性的、動(dòng)作敏捷的大眼睛動(dòng)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(dòng)物相似的一類成功的長(zhǎng)壽命哺乳動(dòng)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(zhǎng)在動(dòng)物發(fā)育過程中是必不可少的。對(duì)果蠅來說，伸長(zhǎng)的空間提示是由基因的模式化表達(dá)提供的?？臻g提示怎樣引導(dǎo)伸長(zhǎng)所需的細(xì)胞重排一直不知道。這項(xiàng)研究識(shí)別出三個(gè)細(xì)胞表面Toll-家族受體，它們成條狀沿頭部到尾部的軸線表達(dá)，調(diào)控細(xì)胞的收縮特性，以產(chǎn)生導(dǎo)致組織伸長(zhǎng)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(zhǎng)而變化，這對(duì)環(huán)境和公共衛(wèi)生都有潛在影響。David Tilman和Michael Clark對(duì)飲食“西化”的影響進(jìn)行了量化，并且對(duì)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(shì)到2050年將會(huì)實(shí)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(duì)此我們能做什么呢？個(gè)人做出知情選擇將會(huì)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。“莫洛尼鼠白血病病毒”(MLV)利用tRNAPro，后者與逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA的兩個(gè)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(gè)區(qū)域的。與其他獨(dú)立于ATP的核殼伴侶(它們以低親和力與很多RNA點(diǎn)結(jié)合)形成對(duì)比的是，這一逆轉(zhuǎn)錄病毒蛋白采用一個(gè)由熵驅(qū)動(dòng)的“捕捉-釋放”重塑機(jī)制，與少數(shù)點(diǎn)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(gè)“單分子相互作用測(cè)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(shí)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(gè)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(cè)序被分析。該方法可以實(shí)現(xiàn)精確的蛋白量化以及對(duì)分子結(jié)合親和力和特異性的同時(shí)測(cè)定。（doi: 10.1038/nature13761）
 

二氧化釩的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變

二氧化釩會(huì)發(fā)生從一個(gè)高溫金屬相到一個(gè)低溫絕緣相的轉(zhuǎn)變，同時(shí)伴隨著晶格結(jié)構(gòu)的一個(gè)變化。但是盡管進(jìn)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?，F(xiàn)在，John Budai及同事發(fā)現(xiàn)，某一類別的晶格振動(dòng)(強(qiáng)非諧聲子)在驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)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(gè)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(jì)和開發(fā)。（doi: 10.1038/nature13865）
 

對(duì)一個(gè)黑洞質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的再校正

本星系群中的Seyfert星系NGC 4151，更具體來說是其活動(dòng)星系核(AGN)，已成為一個(gè)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(zhǔn)確距離，而此前這個(gè)數(shù)據(jù)一直沒有。這項(xiàng)研究報(bào)告了根據(jù)對(duì)NGC 4151的熱塵埃發(fā)射區(qū)的觀測(cè)結(jié)果得出的一個(gè)新的塵埃視差距離。這個(gè)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(jì)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(gè)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(jī)、相機(jī)、U-盤和其他設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。它可以達(dá)到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(duì)于延伸這些極限來說是一個(gè)有吸引力的選擇。Christoph Busche及同事報(bào)告了與當(dāng)前技術(shù)兼容的一類金屬氧化物團(tuán)簇分子的設(shè)計(jì)、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(shí)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(gè)模型

古氣候證據(jù)表明，厄爾尼諾-南方濤動(dòng)(ENSO，年際氣候變化的最重要驅(qū)動(dòng)因素)已從強(qiáng)烈變化的時(shí)期變?yōu)橄鄬?duì)靜止的時(shí)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(qiáng)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(duì)ENSO產(chǎn)生了影響，但卻是在不同時(shí)間、有時(shí)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(qiáng)效應(yīng)的對(duì)抗。這些模擬顯示，任何一個(gè)時(shí)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）