【1】封面故事： 地幔對流模型

doi | 10.1038/nature17992

本期封面所示為地球一個對流模型的粘度場和表面：紅色的低粘度區(qū)是板塊邊界，深藍(lán)色的高粘度區(qū)是大陸。內(nèi)部用紅色表示熱點，用藍(lán)色表示消減帶。地球的亞表層以由各種不同大小和形狀的構(gòu)造板塊或巖石圈板塊構(gòu)成的一個連鎖網(wǎng)絡(luò)形式出現(xiàn)。地幔流動與地質(zhì)構(gòu)造之間之聯(lián)系的性質(zhì)以及板塊布局的起源在很大程度上仍不知道。Claire Mallard等人建立了具有類似板塊行為的地幔對流的電腦模型，并用它們生成了通過時間投射板塊邊界網(wǎng)絡(luò)的一系列 “虛擬地球”。這些模型表明，大板塊的布局是由消減板塊之間的間距控制的，由溝槽(trenches)的彎曲造成的應(yīng)力將板塊分解成較小的碎片，這可解釋為什么小弧后板塊(back-arc plates)的迅速演變反映了在重大板塊構(gòu)造重組期間板塊運動的劇烈變化。

【2】籠狀石墨烯樣框架結(jié)構(gòu)

doi | 10.1038/nature18284

這篇論文顯示，石墨烯樣的碳框架結(jié)構(gòu)能夠在相對較低的溫度下、在無機(jī)沸石微孔模板內(nèi)選擇性地形成，不需要在外表面進(jìn)行碳沉積，方法是，將鑭或其他能形成碳化物的金屬離子作為碳化催化劑置于沸石微孔內(nèi)。Ryong Ryoo及同事進(jìn)而顯示，該合成反應(yīng)的規(guī)模很容易擴(kuò)大，這是鋰離子電池和沸石類催化劑載體的生產(chǎn)等實際應(yīng)用的一個重要要求。

【3】以核小體為目標(biāo)的一種病毒蛋白

doi | 10.1038/nature18317

Matthew Weitzman及同事揭示了病毒用來破壞宿主炎性反應(yīng)的一個以前人們不知道的方法。他們顯示，人類腺病毒的一個小核心蛋白與組蛋白結(jié)合，能改變蛋白在宿主染色質(zhì)上的封存( sequestration)。具體來說，腺病毒蛋白VII與核小體形成復(fù)合物，導(dǎo)致炎性蛋白HMGB1在染色質(zhì)上的留置，從而阻止其被釋放和觸發(fā)炎癥。

【4】埃博拉糖蛋白的結(jié)構(gòu)

doi | 10.1038/nature18615

David Stuart 及同事發(fā)表了埃博拉病毒糖蛋白的第一個無配體結(jié)構(gòu)。該糖蛋白是負(fù)責(zé)宿主細(xì)胞附著和膜融合的惟一病毒蛋白，因此從邏輯上來說也是抗病毒藥物研發(fā)的一個目標(biāo)。他們還確定了該糖蛋白在與兩種以前被發(fā)現(xiàn)對埃博拉病毒復(fù)制有抑制作用的藥物(這兩種藥物分別是toremifene 和ibuprofen)所形成的復(fù)合物中的結(jié)構(gòu)，從而有助于了解這些藥物是怎樣抑制病毒與核內(nèi)體膜(endosomal membrane)融合的。

【5】由Gasdermin誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡

doi | 10.1038/nature18629

Pyroptosis是一種由炎癥造成的程序化細(xì)胞死亡，是先天免疫反應(yīng)的組成部分，由炎性體蛋白Gasdermin D在半胱天冬酶介導(dǎo)下的分解觸發(fā)。Judy Lieberman及同事對Gasdermin在Pyroptosis中發(fā)揮功能的分子機(jī)制進(jìn)行了研究。他們提供的證據(jù)表明， “半胱天冬酶-11”對Gasdermin D的分解(以前被發(fā)現(xiàn)介導(dǎo)Pyroptosis)誘導(dǎo)N-端區(qū)域的寡聚和膜孔的形成。在本期Nature的另一篇論文中，F(xiàn)eng Shao 及同事發(fā)現(xiàn)，Gasdermin D、A和A3的N-端區(qū)域是有細(xì)胞毒性的，因為它們在哺乳動物細(xì)胞和人工轉(zhuǎn)化的細(xì)菌中都通過膜孔(membrane pore)的形成破壞細(xì)胞膜。

【6】由RTK驅(qū)動的人類癌癥的潛在治療藥物

doi | 10.1038/nature18621

酪氨酸磷酸酶SHP2是 “受體酪氨酸激酶” (RTK)信號作用的一個關(guān)鍵中介物，在免疫檢查點(checkpoint)通道中也很重要。SHP2活性的降低抑制腫瘤細(xì)胞生長，而且SHP2是一個潛在的、但迄今為止卻難以把握的癌癥治療目標(biāo)。Pascal Fortin及同事報告，他們研制出一種具有類似藥物性質(zhì)的選擇性SHP2抑制劑。被稱為SHP099的這種抑制劑具有一個變構(gòu)作用機(jī)制，它通過該機(jī)制在一個自抑制的構(gòu)形中使SHP2穩(wěn)定。它還抑制RAS-ERK信號作用，從而在人類癌細(xì)胞系中和小鼠腫瘤異種移植模型中抑制由RTK驅(qū)動的癌細(xì)胞擴(kuò)增。

【7】二十面體納米籠的自組裝

doi | 10.1038/nature18010

二十面體蛋白結(jié)構(gòu)在生物系統(tǒng)中被廣泛用于包裝和運輸，二十面體病毒如腺病毒也被廣泛改造成載體，來包裝疫苗和進(jìn)行治療藥物的定向輸送。在這項研究中，David Baker及同事通過計算設(shè)計來生成從三聚構(gòu)造單元經(jīng)自組裝形成的二十面體納米籠顆粒。這些顆粒對于基因融合具有高度穩(wěn)定性和可靠性。

【8】超冷分子的控制

doi | 10.1038/nature18314

化學(xué)正在開始受益于從事超冷分子研究的原子物理學(xué)家所取得的進(jìn)展。尤其是，進(jìn)入量子范疇、對這一范疇內(nèi)的基本化學(xué)過程進(jìn)行研究，有可能產(chǎn)生關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的基本構(gòu)造單元的豐富信息。在這篇論文中，Tanya Zelevinsky及同事對超冷的88Sr2分子的光離解進(jìn)行研究，明確觀察到大量量子效應(yīng)，其中包括隧道結(jié)隧穿(barrier tunnelling)、反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)-波干涉以及禁阻反應(yīng)通道。高度的控制水平今后可能使得人們能夠?qū)χ匾�量�?如長程分子勢)進(jìn)行高精度測定。

【9】英仙座星系團(tuán)內(nèi)氣體的安靜流動

doi | 10.1038/nature18627

“Hitomi合作項目”報告了對英仙座星系團(tuán)(天空中最亮的發(fā)射X-射線的星系團(tuán))的核心所做的X-射線觀測。這樣的星系團(tuán)一般由幾十個到幾千個被引力集中到一起的星系組成，是被既作為小規(guī)模宇宙學(xué)、又作為大規(guī)模天體物理過程的模型來研究的。他們的數(shù)據(jù)顯示了一個相當(dāng)安靜的大氣層，其中的氣體速度非常慢，在距中心核(central nucleus) 30–60千秒差距的距離處具有一個大約164千米/秒的 “視線速度彌散” (line-of-sight velocity dispersion)。

【10】由蛋白質(zhì)Gasdermin 誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡的機(jī)制

doi | 10.1038/nature18590

Pyroptosis是一種由炎癥造成的程序化細(xì)胞死亡，是先天免疫反應(yīng)的組成部分，由炎性體蛋白Gasdermin D在半胱天冬酶介導(dǎo)下的分解觸發(fā)。這項研究分析Gasdermin在Pyroptosis中發(fā)揮功能的分子機(jī)制。Jingjin Ding等人發(fā)現(xiàn)，Gasdermin D、A和A3的N-端區(qū)域是有細(xì)胞毒性的，因為它們在哺乳動物細(xì)胞和人工轉(zhuǎn)化的細(xì)菌中都通過膜孔(membrane pore)的形成破壞細(xì)胞膜。這些孔大多數(shù)直徑約為10-14納米，有16個對稱的原體(protomer)。在本期Nature的另一篇論文中，Judy Lieberman及同事提供的證據(jù)表明， “半胱天冬酶-11”對Gasdermin D的分解(以前被發(fā)現(xiàn)介導(dǎo)Pyroptosis)誘導(dǎo)N-端區(qū)域的寡聚和膜孔的形成。

【11】方向選擇性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

doi | 10.1038/nature18609

視網(wǎng)膜的 “星爆無長突細(xì)胞” (SAC)樹突在計算運動視覺刺激之檢測的方向選擇性中扮演一個必不可少的角色。過去關(guān)于SAC解剖情況的研究工作大多涉及野兔的視網(wǎng)膜�，F(xiàn)在，Kevin Briggman及同事發(fā)表了在單突觸層面對小鼠視網(wǎng)膜所做的一次大規(guī)模重建，它顯示抑制性和激發(fā)性輸入突觸在SAC樹突上的分布存在明顯的非對稱性。通過電腦模擬和進(jìn)一步的生理成像，本文作者發(fā)現(xiàn)，小鼠特定的視網(wǎng)膜回路適應(yīng)了其與野兔相比較小的眼睛大小。如果沒有這種適應(yīng)性，那么小鼠將看不見慢速運動的物體。（生物谷Bioon.com）