【盤點】上月Nature期刊十大研究亮點

　　2016年10月11日 ～ 2016年11月1日，《自然》期刊十大研究亮點文章匯總如下。

　　睡眠回路探究

　　人們對控制睡眠周期的神經回路的認識，仍停留在表面。現在，光遺傳學、遺傳藥理學、顯微內鏡鈣成像和病毒介導回路跟蹤等新技術的出現，加上小鼠遺傳學，使我們可以結合多種技術，讓揭秘夢境成為可能。在十月份的《自然》的一篇評論文章中，Franz Weber和Yang Dan探討了睡眠回路的研究現狀，并為繪制全面的睡眠-覺醒控制網絡回路圖，以詳細描述各細胞類型的功能及相互作用指明了道路。

　　青年科學家的困境

　　最近一期《自然》特刊，通過讓青年科學家群體發聲，來探討該群體面臨的一些問題。這些年輕的研究人員竭力建立自己的實驗室、渴望創新、建立自己的事業，但是論文數量卻是評價他們的重點。當此之際，全球博士后供過于求、研究經費匱乏，且終身教職不再常有，我們在社論中指出，為了確保下一代研究人員不流失，科研界的每一位，無論老中青，都需要貢獻自己的一份力量。

　　人類壽命的自然限制

　　我們經常聽到人說“人活得越來越長了”。事實上，歷史上出現的預期壽命延長，在許多情況下可歸因于幼年死亡率的下降，但最近也有證據表明老年死亡率也有所下降。Jan Vijg及同事探討了人類壽命是否存在根本極限這個難解的問題。他們對預期壽命和最高死亡年齡的人口分析，支持人類壽命存在“自然限制”這一觀點。在100歲之后，生存率的上升幅度呈下降趨勢；此外，自上世紀九十年代以來，全世界最長壽者的死亡年齡都未曾上升。

　　細胞內轉運領域的新進展

　　哺乳動物細胞的細胞內轉運，對基礎研究應用和基于細胞的治療方法都具有重要作用。在一篇評論文章中，Klavs Jensen及同事，探討了有關開發大分子胞質傳遞試管策略，和體外策略的最新研究情況，他們重點關注的是基于膜破壞的方法，以及納米技術、微流體和實驗室晶片技術的應用。

　　全球表面溫度：過去與現在

　　盡管存在許多有關歷史氣候變異的地球化學記錄，但到目前為止仍缺乏對全球平均表面溫度（GAST）的大范圍重建。Carolyn Snyder使用海洋表面溫度重建網絡，重建了過去200萬年間的GAST。 結果表明，直到120萬年前左右，全球都在持續降溫，隨后穩定下來；在過去80萬年間，全球溫度和大氣溫室氣體都存在緊密耦合。結合大氣二氧化碳記錄，重建結果表明，即使在大氣二氧化碳濃度穩定在當前水平的情況下，未來也將變暖3-7攝氏度。

　　基于神經網絡的混合計算

　　常規計算機算法能夠處理復雜的大型數據結構，比如英特網和社交網絡，但必須經過人類“手動”編程。神經網絡則能通過示例學習如何識別復雜模式，但很難解析或組織復雜的數據結構。Alex Graves、Greg Wayne及同事，開發了一種名叫可微分神經計算機(DNC)的混合型學習機器，它由能從外部存儲結構（類似常規計算機的隨機存取存儲器）讀寫數據的神經網絡組成。因此，DNC能在沒有先驗知識和專門編程的條件下，僅僅通過試錯方法來學習規劃倫敦地鐵路線，還能完成方塊拼圖游戲。

　　非洲爪蟾的基因組演化

　　非洲爪蟾(Xenopus laevis)是脊椎動物細胞和發育生物學研究中的重要模式生物，它是一種古四倍體——數百萬年前基因組復制的產物，這使得非洲爪蟾成為了理想的多倍體研究目標，但同時也大大增加了基因組測序的復雜性。在近期的《自然》雜志中，Daniel Rokhsar及同事報告了非洲爪蟾的基因組序列，并與其近親熱帶爪蟾(X. tropicalis)的基因組進行了比較。他們的分析證實，非洲爪蟾是異源四倍體，并區分出了兩個非對稱演化的亞基因組——一個往往保留了遠祖狀態，而另一個則經歷了基因損失、刪除、重組和表達降低的情況。這兩種二倍體的祖先約在3400萬年前出現分化，并在約1800萬年前結合形成異源四倍體。

　　埃博拉病毒爆發的分子流行病學

　　在2013年至2015年的西非埃博拉疫情中，研究者得到了有關埃博拉病毒基因測序信息的大型深度數據集。此次疫情是大規模使用分子流行病學作為疾病管理工具的里程碑。Kristian Andersen及同事探討了基因組序列分析如何在此次疫情中為認識病毒的起源、演化和傳播提供了重要信息。

　　癌癥干細胞依賴脂質利用

　　為確定癌癥干細胞對化療產生抗藥性背后的分子機制，Steven Hou及同事轉向黑腹果蠅(Drosophila melanogaster)尋找答案。他們發現，脂質降解通路會保護干細胞不受化療誘導而壞死。若通過調節COP1–Arf1信號傳導復合體來弱化脂質降解通路，分化細胞便會吞噬失活干細胞。作者還提出證據，表明具有干細胞特征的人類癌癥細胞系中可能活躍著相同的存活通路。該研究意味著靜息干細胞或癌癥干細胞可能依賴脂質儲備獲取能量，因此，可以阻斷脂質降解的藥劑或許具有治療意義。

　　發現新類型的RNA剪切酶C2c2

　　通過CRISPR相關酶對RNA和DNA進行程序化序列特異剪切為基因組編輯帶來了革命性的改變。最近，Jennifer Doudna及同事描述了一種可替代Cas9核酸酶的C2c2。他們深入研究了這種酶的生物化學性質，發現它包含兩個不同的可催化RNA剪切的可分離位點。作者利用第二個位點的性質，表明C2c2可用于實現高敏度的單鏈RNA檢測和剪切。