封面故事:5篇論文關注癌癥治療

本期封面所示為一個腫瘤細胞(左邊)在與三個T細胞和一個能夠滲透進腫瘤的免疫細胞發生相互作用。本期Nature發表了反映當前人們對將免疫檢查點(immune checkpoint)作為癌癥治療目標的濃厚興趣以及在識別對這種治療方法可能會有反應的患者方面所做詳細工作的5篇論文。具體來講，跨膜蛋白PD-L1或其細胞表面受體PD-1(在很多不同癌癥中失控)的阻斷以前曾在臨床前實驗中顯示了希望，而現在在臨床試驗中也顯示了希望。Powles等人報告了對用抗-PD-L1 抗體 MPDL3280A 治療的轉移性尿路上皮膀胱癌所做的一項一期臨床研究(558頁)；Tumeh等人(568頁)和Herbst等人(563頁)對PD-L1/PD-1阻斷會怎樣分別增強轉移性黑素瘤和肺癌的治療反應進行了研究；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、以產生由PD-L1/PD-1之抑制激發的T-細胞反應中所起作用。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，但越來越多的證據表明，生活在地下的微生物和動物的巨大多樣性對于改變整體生物多樣性和陸地生態系統功能有顯著作用。在這篇綜述文章中，Richard Bardgett和Wim van der Putten對最近關于地下生物多樣性的生態和演化作用的研究工作進行了分析，指出了將會提高我們對土壤生物多樣性如何影響陸地生態系統對環境變化的生態反應和演化反應的認識的研究領域。（doi: 10.1038/nature13855）
 

一種岡瓦納哺乳動物的解剖特征

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系仍比較模糊。來自馬達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(這也符合人們對那個時候的馬達加斯加這個獨特本地海島動物群落的一個成員的預期)，但Vintana 顯然就是一種Gondwanathere。這種草食性的、動作敏捷的大眼睛動物的解剖特征顯示，Gondwanatheres與人們更熟悉的“多尖齒獸”(Multituberculates)相關，后者是與嚙齒類動物相似的一類成功的長壽命哺乳動物，現已滅絕。（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在動物發育過程中是必不可少的。對果蠅來說，伸長的空間提示是由基因的模式化表達提供的。空間提示怎樣引導伸長所需的細胞重排一直不知道。這項研究識別出三個細胞表面Toll-家族受體，它們成條狀沿頭部到尾部的軸線表達，調控細胞的收縮特性，以產生導致組織伸長的極化重排。（doi: 10.1038/nature13953 & doi: 10.1038/nature13937）
 

飲食問題及其解決辦法

在世界范圍內，人類的飲食都在隨收入增長而變化，這對環境和公共衛生都有潛在影響。David Tilman和Michael Clark對飲食“西化”的影響進行了量化，并且對于飲食的很多方面，他們還在健康后果與環境后果之間發現了密切的聯系。如果不加阻止，那么當前的飲食趨勢到2050年將會實質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病率。對此我們能做什么呢？個人做出知情選擇將會有所幫助，但如果環境和農業領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）
 

逆轉錄病毒逆轉錄過程的早期步驟

逆轉錄病毒優先將特定的宿主tRNA用作逆轉錄第一步的引物。“莫洛尼鼠白血病病毒”(MLV)利用tRNAPro，后者與逆轉錄病毒RNA的兩個區域(U5-PBS和PAS)結合。Victoria D’Souza及同事獲得了在有和沒有逆轉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)結構，以了解它是怎樣在引發過程中重塑這兩個區域的。與其他獨立于ATP的核殼伴侶(它們以低親和力與很多RNA點結合)形成對比的是，這一逆轉錄病毒蛋白采用一個由熵驅動的“捕捉-釋放”重塑機制，與少數點以高親和力結合。這導致分子間相互作用特需的區域發生局部去穩定化。（doi: 10.1038/nature13709）
 

用于蛋白質的單分子DNA技術

George Church 及同事開發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“單分子相互作用測序”(SMI-seq)技術。SMI-seq的工作原理是，通過核糖體顯示或酶結合將蛋白耦合到DNA識別符或“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測序被分析。該方法可以實現精確的蛋白量化以及對分子結合親和力和特異性的同時測定。（doi: 10.1038/nature13761）
 

二氧化釩的金屬-絕緣體轉變

二氧化釩會發生從一個高溫金屬相到一個低溫絕緣相的轉變，同時伴隨著晶格結構的一個變化。但是盡管進行了多年研究，這種耦合在一起的結構和電子轉變的起源仍然不清楚。現在，John Budai及同事發現，某一類別的晶格振動(強非諧聲子)在驅動這兩個相互競爭的相之間的轉變中起關鍵作用。關于這一種以及其他相關過渡金屬氧化物的行為的一個更為全面的物理模型，應能幫助光電子和自旋電子等領域的新型功能材料的設計和開發。（doi: 10.1038/nature13865）
 

對一個黑洞質量標準的再校正

本星系群中的Seyfert星系NGC 4151，更具體來說是其活動星系核(AGN)，已成為一個有用的宇宙學工具。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中黑洞質量方面有用的特性。然而，有效校正需要距NGC 4151的準確距離，而此前這個數據一直沒有。這項研究報告了根據對NGC 4151的熱塵埃發射區的觀測結果得出的一個新的塵埃視差距離。這個19兆秒差距的新數值表明，該星系中央黑洞的質量與以前的估計值相比增加了1.4倍，也為其他AGN中的黑洞質量提供了一個相應的修正。（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、相機、U-盤和其他設備的標準配置。它可以達到的數據存儲密度最終受限于可以制造出的數據單元的最小尺寸，所以基于分子的閃存對于延伸這些極限來說是一個有吸引力的選擇。Christoph Busche及同事報告了與當前技術兼容的一類金屬氧化物團簇分子的設計、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，也有望用在實際設備中。（doi: 10.1038/nature13951）
 

關于過去21,000年的厄爾尼諾現象的一個模型

古氣候證據表明，厄爾尼諾-南方濤動(ENSO，年際氣候變化的最重要驅動因素)已從強烈變化的時期變為相對靜止的時期。Zhengyu Liu及同事通過一系列氣候模擬顯示，自“末次盛冰期”以來，與古氣候數據解讀結果相一致的是，軌道變化傾向于加強ENSO。海洋環流的變化、增加的二氧化碳濃度和退卻的冰層都對ENSO產生了影響，但卻是在不同時間、有時還是在相互抵消的方向上產生影響的。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增強效應的對抗。這些模擬顯示，任何一個時間的ENSO狀態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）