Nature
　　
　　
　　

源自下地幔的含硼蓝钻

　　Nature封面：深蓝。Nature杂志第7716期封面文章评估了地表物质循环进入深部地幔的程度。稀有蓝钻的独特成色来自于硼元素，而硼主要存在地壳中，意味着硼以某种方式进入了地表下形成钻石的高压环境。通过对含硼钻石中的矿物包裹体进行分析，作者发现这些钻石形成于俯冲至下地幔的洋壳（海洋板块）中，距离地表至少660km，而大部分钻石的结晶深度不超过200km，蓝钻也因此成为迄今发现的来源于地球最深处的钻石。作者认为硼曾随海水蚀变洋壳俯冲进入深部地幔，揭示了地壳元素深部地幔再循环的一条可能路径。
　　

靶向脑膜淋巴管或能对抗衰老和阿尔茨海默症

　　Nature封面：Brain Drain。Nature杂志第7717期封面文章报道了脑膜内的淋巴管可以引流、排出脑脊液中的大分子废物。作者发现，普通小鼠的脑膜淋巴管一旦受损，其认知功能就会下降。不仅如此，衰老还会加剧淋巴管功能衰退，而修复淋巴管功能与“脑清理”功能恢复和记忆力提高有关。研究团队通过阿尔茨海默症小鼠模型证实，小鼠脑膜淋巴管受到破坏后，大脑清除β淀粉样蛋白的功能受损，导致脑内β淀粉样蛋白积聚，从而加重淀粉样蛋白病变。因此，干预脑膜淋巴系统损伤可能是对抗年龄相关性认知功能障碍的有效治疗途径。
　　

遗传与转录演化改变癌细胞系的药物反应

　　Nature封面：一连串弹珠沿斜坡滚动，它们表面上看起来一样，但是仔细观察可以发现坡底的弹珠的内部纹路有所变化，就像它们所代表的细胞系一样。Nature杂志第7718期封面文章报道了Todd Golub及同事的研究进展。研究表明，细胞系“品种”并非完全一样，它们在基因组变化、基因表达谱、增殖率和药物反应方面都表现出某些差异，而这些差异均源自遗传与转录演化。这一发现对于使用这类细胞系开展癌症研究具有启示意义，研究团队为此开发了一款在线开放工具——Cell STRAINER，帮助评估细胞系差异。
　　

借助火山喷发评估地球工程对全球农业的影响

　　Nature封面：1991年菲律宾皮纳图博火山喷发后，在地球表面形成了“尘罩”并给地球降温。Nature杂志第7719期封面文章报道了科学家将皮纳图博火山喷发和墨西哥埃尔奇琼火山喷发（1982年）作为自然实验，研究了气溶胶“纱罩”对全球作物产量的影响。研究人员对地球工程场景进行了建模，发现地球工程技术带来的降温效应虽然能提高作物产量，但在很大程度上同时会被光照减少带来的破坏性影响所抵消。这一结果表明，基于硫酸盐气溶胶的太阳能地球工程并不能缓解气候变化对全球农作物产量以及粮食安全构成的威胁。
　　
　　
　　
　　
Science
　　
　　
　　

全球范围的河流和溪流

　　Science封面：强大的水。Science杂志第6402期封面文章报道了河流和溪流在控制陆地大气通量方面的作用。伊瓜苏瀑布，地球上最大的瀑布系统，位于阿根廷和巴西之间的伊瓜苏河上。地球湍流的河流和溪流是大气交换的天然热点。成千上万的卫星图像显示，与先前的空间估计相比，河流和溪流覆盖了世界地表面积的近45％，这表明这些水体对大气中温室气体浓度的贡献比以前认为的要多。George H.Allen和Tamlin M.Pavelsky通过使用卫星观测改进对全球河流表面积进行了估算。
　　

世界上首个六倍体小麦基因组图谱完成

　　Science封面：小麦。Science杂志第6403期封面文章报道了世界上首个六倍体小麦基因组图谱完成。小麦是世界各地最为广泛种植的谷物之一，相较于其他作物，小麦是唯一一个尚未完成全基因组测序的物种。原因就是小麦基因组体量庞大，是人类基因组的5倍，是水稻基因组的40倍，同时又是作为典型的异源多倍体基因组，重复序列极高。该项研究可以帮助科研人员更好地掌握小麦生长发育的规律。论文作者有200多人，隶属20多个国家的70多个单位。西北农林科技大学宋卫宁团队完成了其中7DL染色体物理图谱构建及序列破译工作。
　　

在30°扭角双层石墨烯准晶中发现狄拉克锥

　　Science封面：大面积精准生长30°扭曲角度的双层石墨烯准晶。Science杂志第6404期封面文章证实石墨烯准晶中存在狄拉克锥，揭示了不同寻常的层间偶联机制。准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体，准晶的发现从根本上改变了以往化学家对物体的构想。科学家在4H-SiC基底上生长得到mm尺度的双层石墨烯，层间扭曲角度精确控制在30°，具有十二边形旋转有序度。电子衍射和显微镜证实了准晶的形成，而角度分辨光发射谱则观察到多种具有多重旋转对称性的狄拉克锥，揭示了不同寻常的层间电子准周期性偶联机制。
　　

技术转变生物

　　Science封面：技术的每次革命都伴随着新的科学知识的爆炸式增长，生物学也不例外。Science杂志第6405期封面文章报道了生物技术的颠覆性创新，新技术推动了生物学的前沿。近年来，生物技术出现了突破性的创新。研究人员从未装备过如此强大的工具来探索生物学。如电子显微镜技术、CRISPR介导的基因编辑技术等。随着我们对生物网络的理解，新工具使我们能够记录生物事件，检测和治疗疾病，以及设计具有新特性和更高生产力的植物。协同作用一直在推动我们的社会和人类向前发展，人工智能的出现可能会加速这一发现周期。
　　
　　
　　
　　
植物生理生态
　　
　　

森林生物多样性与生态系统功能关系研究

　　中国科学院植物研究所马克平研究员带领的研究团队联合瑞士、德国的生态学家，于2009年至2010年在江西省新岗山共建了约为50公顷的亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验（简称BEF-China），相关研究成果发表于Science。不同生物多样性的森林在保护环境缓减气候变化中所起的作用具有明显差异，种植多物种混交林能实现生物多样性保护和减缓气候变化双赢，是比种植纯林更好的植树造林策略。该研究结果同时从经济学上说明了生物多样性的重要性。估算显示，如果将实验中观察到的结果外推到世界现有森林，全世界树种多样性降低10%就会造成经济上每年200亿美元的损失。
　　

硝酸盐抑制共生结瘤的新机制

　　中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所谢芳研究组揭示了硝态氮素抑制蒺藜苜蓿共生结瘤的新机制。相关研究成果发表于Nature Plants。NIN是共生结瘤所必需的转录因子。蒺藜苜蓿nlp1突变体或下调NLPs的表达能够急剧降低硝酸盐对共生结瘤的抑制，而过表达NLP1则会加强抑制，同时蒺藜苜蓿的5个NLP均能够通过PB1结构域与NIN相互作用。NLP1在硝酸盐信号转导过程中发挥了重要作用，它能够通过核—质穿梭响应并传递硝酸盐信号。NLP1在响应硝酸盐后进入细胞核，与NIN形成复合体，抑制NIN对下游CRE1和NF-YA1等基因的激活，最终抑制根瘤的形成及氮素的固定。
　　

器官水平验证了楸树干旱死亡过程中发生了碳饥饿

　　中国林业科学研究院林业所、林木遗传育种国家重点实验室王军辉研究员课题组与华南农业大学李吉跃教授课题组合作，以珍贵树种楸树（Catalpa bungei）为材料，实时监测了楸树干旱死亡全过程中的形态特征和光合速率动态，并测定了2个关键时间点（光合速率为零、叶死亡和茎死亡）各营养器官（根、茎、叶）非结构性碳水化合物浓度动态，相关论文发表于Dendrobiology。论文从器官水平验证了被子植物楸树干旱死亡过程中发生了碳饥饿，补充了符合碳饥饿假说的相关论述试验证据，为极端干旱条件下楸树苗木和幼树的存活状态评估和预测、为指导楸树苗木培育和人工林经营提供了理论研究。
　　

CRISPR/Cas9系统在棉花基因编辑过程中的脱靶效应研究

　　华中农业大学植物科学技术学院金双侠研究团队研究表明，在设计sgRNA时要高度关注转基因母体基因组与参考基因组的遗传变异，利用计算程序减小脱靶风险性。研究论文发表于Plant Biotechnology。通过对野生型对照、阴性再生植株、Cas9编辑的阳性植株进行全基因测序，结果证明了CRISPR/Cas9编辑后代中存在数千个SNP/Indels变异, 这些遗传变异来源于同一亲本的后代个体间的差异或者组织培养过程中的体细胞变异，其数量远远大于CRISPR脱靶位点的数量，结果表明CRISPR/Cas9系统在多倍体植物基因组编辑中具有高度特异性、脱靶率极低。
　　
　　
　　
　　　　
植物生理生态

我国西南山地不同海拔梯度精准传粉网络构建研究

　　中国科学院昆明植物研究所王红研究员带领团队在中国西南山地的玉龙雪山开展了不同海拔梯度（2700～3900米）的高山草甸群落传粉网络的研究。相关研究成果发表于Oikos。物种互作式样与生态系统功能密切相关。研究发现访问网络中有11%～17%的非传粉链接（盗窃者—植物链接），去除这些非传粉链接后传粉网络的物种丰富度和嵌套结构显著降低，而特化和模块水平显著升高。理论研究表明具有较高的物种丰富度和嵌套结构，以及较低的特化水平和模块结构时互惠网络越稳定。因此，论文提出仅利用访问网络研究植物—传粉者关系会高估互作的冗余度，从而低估物种互作受到气候变化等干扰的威胁。
　　

陆地生态系统氮获取策略研究

　　中国科学院植物研究所刘玲莉研究组构建了全球水平的植物数据库和微生物数据库，利用广义线性混合模型与模型平均结合等方法对数据进行分析，论文发表于Nature Ecology & Evolution。在全球尺度上，植物氮再吸收速率和凋落物氮矿化速率互为消长。从两极到赤道，随着年均温和年降水量的增加，氮循环速度加快，生态系统中植物的氮获取途径由以再吸收为主导转变为以矿化过程为主导。研究还发现氮循环速率较快的生态系统，植物叶片氮含量和氮磷比高，而土壤真菌细菌比低。揭示了生态系统再吸收和凋落物氮矿化过程的地理分异格局及植物—土壤—微生物间的交互作用对生态系统氮获取策略及氮循环速度的调控机制。
　　

可变剪接控制植物营养元素吸收和转运

　　南京农业大学生命科学学院教授郑录庆课题组揭示了可变剪接在植物矿质元素代谢中的调控作用，可以控制植物营养元素的吸收和转运。研究论文发表于The Plant Cell。可变剪接是生物体内普遍存在的现象。丝氨酸精氨酸丰富（SR）蛋白是已被报道的参与前体mRNA剪接的重要RNA结合蛋白，为了证实可变剪接在元素代谢中的调控作用，研究者对SR基因突变体应对营养胁迫及矿质元素的吸收转运进行分析，结果显示多个SR突变体体内Zn、Mn和P含量发生了改变，且其中3个SR蛋白对P的含量改变最大，极可能参与到了P的吸收以及在叶片和地上部的再分配。
　　

平衡色泽代谢物积累的分子机制

　　中国科学院武汉植物园果树分子育种学科组韩月彭研究员等揭示平衡色泽代谢物积累的分子机制，相关论文发表于New Phytologist。研究发现一个桃负调节基因PpMYB18抑制果实中的花青素和PA积累。在桃果实发育过程中，幼果期以PA积累为主，而成熟期大量积累花青素。在这两类次生代谢物合成的同时，MYB正调节基因也激活PpMYB18基因的表达形成一个负反馈环，抑制花青素或PA的过度合成，起着平衡果实次生代谢物积累的功能。研究还揭示了PpMYB18蛋白与正调节MYB蛋白竞争结合bHLHs抑制花青素或PA合成的分子机理，以及决定PpMYB18蛋白抑制活性的关键结构域。
　　
　　
　　　
百姓健康
　　
　　

想吃肉还想瘦，竹笋纤维帮助您

　　中国科学院西双版纳热带植物园研究员张萍与合作者发现，竹笋纤维在预防肥胖和提高胰岛素灵敏性方面显示出强大作用，竹笋具有减肥和提高胰岛素灵敏性的功效。研究论文发表于Journal of Functional Foods。研究者用高脂肪饲料添加纤维素的方法诱导小鼠进食，并把这些小鼠分成了4个组，结果表明，喂食了两种竹笋纤维的小鼠体重和身上累计的脂肪量，远远低于微晶纤维素高脂组，且与低脂组接近。食用了两种竹笋纤维的小鼠空腹血糖和胰岛素也处于正常水平。专家建议，如果人们在饮食中吃多了肉类，那么多摄入一些竹笋膳食纤维就可有效对抗脂肪沉积，从而抑制体重增加，并使胰岛功能处于正常范围。
　　

心肌缺血损伤的免疫炎症机制研究

　　上海交通大学医学院附属瑞金医院张瑞岩和闫小响研究团队在心肌缺血再灌注损伤的免疫炎症研究方面取得重要进展，发现Dectin-1调控巨噬细胞极化和中性粒细胞浸润加重心肌缺血再灌注损伤，研究论文发表于Circulation。急性心肌梗死和缺血性心脏病已经成为威胁人类健康的重要危险因素，尽管经皮冠状动脉介入治疗增多，其预后有所改善，但缺血再灌注损伤仍严重影响患者预后疗效。研究揭示了Dectin-1是影响心肌缺血再灌注（Ischemia-reperfusion, IR）损伤的重要免疫调节模式识别受体，为缺血性心肌病的治疗提供了新的潜在干预靶点。
　　

发现新免疫抑制细胞影响抗肿瘤免疫应答

　　陆军军医大学（原第三军医大学）新桥医院肿瘤科朱波教授课题组与陆军军医大学免疫研究所叶丽林教授、美国杜克大学李启靖教授以及中国医学科学院基础医学研究所余佳教授团队等合作，发现肿瘤诱导产生红系来源的新型免疫抑制细胞，研究论文发表于Nature Medicine。该研究在荷瘤小鼠脾脏、肝脏和外周血以及肿瘤患者的外周血中发现了一种新的红系前体细胞（erythroid progenitor cells, EPCs）来源的免疫抑制细胞（CD45+CD71+TER119+, CD45+EPCs），而这群CD45+EPCs通过产生活性氧（ROS）抑制CD8+T细胞介导的免疫应答，导致肿瘤患者抗病毒/细菌以及抗肿瘤免疫应答功能的下降。
　　

脓毒症致死机制研究

　　中南大学湘雅三医院吕奔教授团队与美国匹兹堡大学Timothy R. Billiar教授等合作，对脓毒症致死机理的研究取得进展，研究成果发表于Immunity。脓毒症是感染诱发的严重并发症，是由于宿主对感染的免疫反应失调，从而导致多器官功能障碍的严重疾病。脓毒症起病急、病情重，是住院病人死亡的主要原因之一。脓毒症死亡率高于前列腺癌、乳腺癌及艾滋病3种疾病的总和。全世界每年出现2500万脓毒症病例，800万人因此失去生命。研究团队采用多种技术和手段，揭示了在脓毒症中，肝脏释放的高迁移率蛋白HMGB1能够引起大量细胞焦亡从而导致多脏器衰竭和死亡。
　　
　　
　　　　
百姓健康
　　
　　

胆道闭锁分子诊断研究进展

　　华中科技大学同济医学院附属协和医院小儿外科汤绍涛教授团队与美国辛辛那提儿童医院Jorge Bezerra教授等国内外科学家合作，在世界范围内确立了胆道闭锁血清金属蛋白质酶-7（MMP-7）分子诊断的阈值标准，研究结果发表于Hepatology。新生儿黄疸在临床上十分常见，但有一种疾病（胆道闭锁）夹杂在其间难以分辨，要将胆道闭锁从新生儿黄疸里面鉴别出来，需要做一系列复杂的检查。通过一滴血，体外无创检测MMP-7蛋白，能够将胆道闭锁诊断的灵敏度提高到98.67%，特异度提高到95%，检测时间缩短到4小时，费用降低到千元左右，确诊最小年龄提前到3周甚至更早。
　　

肠道原发的EB病毒相关淋巴组织增殖性疾病研究

　　四川大学华西医院消化内科副教授、IBD中心副主任张虎团队在炎症性肠病（IBD）的研究成果发表于Journal of Crohn’s & Colitis。研究者系统提出了肠道原发的EB病毒相关淋巴组织增殖性疾病（PIEBV+NK/T-LPD）的概念及诊断标准，通过分析其临床病理学特征及长期的预后随访，提供PIEBV+NK/T-LPD与IBD这两类疾病的鉴别诊断思路，为临床医生分享了经验。我国近年IBD发病率显著上升，表现为慢性非特异性肠道炎症性疾病，其致“残”率高，严重影响患者工作生活，带来沉重经济负担。因IBD临床表现常常与其他非IBD疾病基本相似，其诊断迄今为止无单一金标准，所以其鉴别诊断至关重要。
　　

焦虑症发病机制和药物治疗研究

　　华中科技大学同济医学院陈建国教授和王芳教授等在焦虑症发病机制和药物治疗研究中取得进展，系列成果以连续两篇研究论文发表于Biological Psychiatry。“惊弓之鸟”“杞人忧天”是大家所熟知的成语，从现代医学角度来看，这些现象的持续存在提示很可能患有焦虑症，是一种以焦虑、恐惧、强迫等为主要表现的常见心境障碍性疾病。这类疾病不仅仅是由于心理因素造成的，还有其相应的神经生物学基础。通过研究，科学家发现自噬调控恐惧记忆的新作用，同时揭示地西泮调节GABA受体的新机制，提示调控Gephyrin及其棕榈酰化修饰有望成为治疗焦虑症的新靶点。
　　

揭示哮喘黏液分泌机制

　　浙江大学基础医学院干细胞中心吴希美教授课题组和浙江大学儿童医院唐兰芳团队合作，揭示哮喘中气道上皮细胞中高表达的Sonic hedgehog(SHH)对哮喘气道上皮细胞的杯状细胞化生和黏液分泌的作用及其机制，研究成果发表于Mucosal Immunology。哮喘小鼠及哮喘患者中气道上皮细胞SHH重新呈现高表达的现象，与对照组或健康受试者相比具有显著差异。通过在气道上皮细胞中敲除HH信号的关键分子Smo或过表达激活形式的Smo（Smo M2）发现哮喘主要病症之一的杯状细胞化生和黏液分泌分别发生了下降和上调。进行进一步分子机制探索发现HH信号通路可通过多种方式调控气道上皮细胞中的黏液蛋白的表达。