《Nature》2018年1月最受关注的十篇论文

　　

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（2017年12月6日 ～ 2018年1月5日）：

预计全球变暖将加重

Nature 552 (2017年12月7日)

气候模型反映人为排放的温室气体将继续导致全球变暖。但是不同模型预测的升温状况大相径庭，这增加了缓解和适应气候变化工作的难度。Patrick Brown和Ken Caldiera评估了目前可用的各种气候模型，削减了那些无法对地球可观测大气层顶端能源收支做出现实模拟的模型的影响。通过约束模型，作者表明在最严重的排放场景下，到2100年，预计气温升高幅度比政府间气候变化专门委员会的最乐观预计高15%左右。他们的模型还将此前预测的不确定性降低了三分之一。

利用DNA自组装技术再现《蒙娜丽莎》

Nature 552 (2017年12月7日)

本期封面展示了一幅利用DNA自组装技术创造出来的8,704像素的《蒙娜丽莎》画像。使用二维DNA纳米结构产生具有纳米精度的表面图案并非新技术，但是此前的尺寸大小一直局限于0.05平方微米左右——对于许多潜在应用来说太小了。在本期《自然》中，钱璐璐及同事表明，在一个多级加工过程中递归应用简单的组装规则，就可以利用一小组特别的DNA链创造出最大达0.5 µm2 的2D阵列。在类似的研究中，3D DNA纳米结构的尺寸得到扩大：尹鹏及同事利用新一代DNA“积木”构建了包含10,000多个组件的纳米结构，它们可被塑造成字母或泰迪熊等形状。Hendrik Dietz和同事表明使用具有优化形状和互动模式的DNA“积木”，可以在多级加工过程中高效组装大的物体。Dietz的团队还展示了一种用于制造所需DNA链的可扩展且具高成本效益的方法。Fei Zhang和Hao Yan撰写了一篇新闻与观点文章，具体讨论了这些发展。封面图片：GRIGORY TIKHOMIROV、PHILIP PETERSEN与钱璐璐。

2017年《自然》年度十大人物

Nature 552 (2017年12月21日)

随着2017年接近尾声，我们再次评选出《自然》十大人物——十位在影响科学界的趋势、事件和挑战中扮演重要角色的人物。本期封面设计采用了一种机器学习算法风格，展示了人工智能在科学技术领域日渐突出的作用。该算法原本用于解决“旅行推销员问题”，即找出一系列指定地点之间的最佳路线。因此，数字“10”由一条单线组成。图片来源：Martin Krzywinski。
 

线粒体蛋白质稳态有助于降低β-淀粉样蛋白水平

Nature 552 (2017年12月6日)

蛋白质毒性压力（错误折叠的毒性蛋白质在细胞内积聚）与线粒体功能障碍有关。现在，Johan Auwerx及同事发现，对于由β-淀粉样蛋白积聚引起的蛋白质毒性压力，线粒体蛋白质稳态是一个关键的应答机制。β-淀粉样蛋白积聚会诱导线粒体应激反应和线粒体自噬，该过程从线虫到人类中均一样。增强这种应答可对线虫、培养的哺乳动物细胞和阿尔茨海默病小鼠模型产生有益影响。这些数据表明，增强线粒体蛋白质稳态或许有助于控制人体内的β-淀粉样蛋白质病变。

疟原虫的免疫逃避

Nature 552 (2017年12月7日)

恶性疟原虫使用多种手段逃避宿主感染期间宿主体内的免疫系统。作者报告称，感染恶性疟原虫后，患者红血球表面会出现特殊的RIFIN蛋白质，它们与免疫抑制性受体LILRB1或LAIR1作用，引起免疫应答下调。

检查点因子抑制淋巴瘤

Nature 552 (2017年12月7日)

PD-1在免疫系统中发挥着抑制性受体的作用，是癌症免疫疗法的一个靶点。现在，Juergen Ruland及同事表明PD-1还有抑制肿瘤的功能，而在人类T细胞淋巴瘤中肿瘤抑制因子往往缺失。在实验中，PD-1缺失会通过调控致癌信号传导通路，促进T细胞非霍奇金淋巴瘤的发展。阻断这些通路可减少肿瘤生成。这些发现或对T细胞淋巴瘤疗法具有一定意义。

地球和火星表面水的不同命运

Nature 552 (2017年12月21日)

一般认为在地球的大部分地质时间内，地球表面都存在水。但是，水却在火星形成后不久便从其表面消失了。Jon Wade及其共同作者在理论上量化了在不同星球上，由于地壳中水合镁铁质岩被掩埋及变质所造成的表面水相对流失量。他们表明火星岩浆（与地球岩浆相比含更多氧化亚铁）中的变质矿物能够多储存约25%的水。这些矿物能够将水运输到火星内部相对更深的地方。或许因为镁铁质地壳和地温梯度的关系，地球地质早期上地幔水合作用发生的可能性下降了，从而使水被保留在接近地表的地方。

封面故事 ：冰盖的历史

Nature 552 (2017年12月14日)

本期封面所示为来自东南极大陆架沉积岩心的花粉化石。Sean Gulick、Amelia Shevenell及同事利用它们测定东南极奥罗拉冰下盆地的沉积物年代，记录东南极冰盖在过去5500万年里的变化情况。研究团队的海洋地质记录表明，在700万年前，东南极冰盖不断变化，表面有大量融水，和今天的格陵兰冰盖很像。发生这一情况时的温度和大气二氧化碳含量与目前状况相似，或高于目前水平。随着全球持续升温，预计过去的那种气候条件将再现。封面图片：Sophie Warny, LSU。

地球内辐射带里电子的来源

Nature 552 (2017年12月21日)

当宇宙线到达上层大气时，与原子碰撞产生“反照中子”，之后衰变为质子和电子（以及反电子中微子），其半衰期为10分钟左右。这是地球范艾伦辐射带中的质子的主要来源。理论上，该过程也可能是囚禁电子的来源，但是却很难证明，因为电子强度差异巨大，而中子衰变率应该基本不变。李炘璘与合作者测量了内辐射带内部边缘附近的电子强度，并表明这群电子的确来自中子衰变。

微生物从痕量气体中获得能量

Nature 552 (2017年12月21日)

南极洲陆地拥有地球上最极端的环境，但是此前的研究表明它能够支持微生物生存。微生物群落如何在光合势低的南极获得所需的能量和碳，一直鲜为人知。Belinda Ferrari 及同事利用鸟枪法宏基因组学和生物化学分析法阐明了两个南极试点初级生产的基础，并表明大气中痕量气体氢气和一氧化碳的氧化速度足以支撑这些微生物群落。这为我们呈现了一种初级生产的新模式，但是还需要开展进一步的研究来评估这是否是能量产生的普遍途径。