2月9日Nature杂志精选文章一览

封面图片：韩健/Dinghua Yan。

【1】封面故事： 来自寒武纪的早期后口动物

doi | 10.1038/nature21072

本期封面所示为冠状皱囊动物（Saccorhytus coronarius）的复原图。冠状皱囊动物是一种新发现的后口动物，生活在寒武纪最早期的中国。后口动物包含了脊椎动物、海星、肠鳃纲动物和尾索动物等物种。但由于种类繁多，且缺乏现存的形态中间体，人们很难了解早期后口动物的形态。Simon Conway Morris、韩健及同事描述的微型化石属于一种身体为袋状、没有肛门的生物。基于其遗骸的原始特征，研究者认为这种生物是已知最原始的后口动物；化石表明，最早的后口动物是一种小型底栖动物。

【2】免疫系统与新陈代谢

doi | 10.1038/nature21363

免疫系统与系统新陈代谢是一个难以分割的整体。脂肪组织、脑、肝和胰腺等部位的炎症既是肥胖的结果，也是导致代谢疾病的关键要素。在本篇评论文章中，G？khan Hotamisligil探索了免疫系统与新陈代谢之间的复杂平衡。

【3】罕见遗传变异改变人类身高

doi | 10.1038/nature21039

人类的身高是一种具有高度遗传性的多基因性状，为复杂性状的遗传分析提供了良好的模型。目前为止，研究者已经通过全基因组关联研究将700余种常见遗传变异与身高联系起来，但低频和罕见变异发挥的作用还未有系统探索。现在，Guillaume Lettre、Joel Hirschhorn及其在GIANT研究联盟的同事报告了对711418人基因组编码区域的分析。他们发现了120个与身高有关的新位点，包括32个罕见编码变异型和51个低频编码变异型。他们着重强调了83个有身高相关的低频变异的候选基因，并指出了已知与生长障碍有关的生物通路和新候选通路与身高的联系。他们的分析带来了有关人类身高的基因组结构的见解。

【4】嵌合体胰岛控制小鼠糖尿病

doi | 10.1038/nature21070

胰岛素输送不足的糖尿病病例可通过胰岛细胞移植来治疗。然而，这一手段依赖于是否能找到合适的组织提供者。中内启光及同事向无法长出胰腺的大鼠胚胎中注入了小鼠多能干细胞。小鼠多能干细胞发育成了胰岛，发育出的胰岛可从大鼠体内分离，移植到糖尿病小鼠体内，并将小鼠的血糖值控制在正常水平。

【5】发现中等质量黑洞

doi | 10.1038/nature21361

中等质量黑洞指质量在太阳的100到10000倍之间的黑洞。几十年来，天文观测项目都将球状星团作为寻找中等质量黑洞踪迹的目标。但这些搜索中发现的候选星团都是射电模糊的，且缺少研究者预测的X射线对射电通量比。在本文中，Bu？lent K？z？ltan及同事使用毫秒脉冲星的定时数据，发现了球状星团杜鹃座47中存在一个约为2200个太阳质量的中心黑洞的动态证据。高密度球状星团的中心存在这样的黑洞、且没有可探测的电磁对应体表明黑洞吸积的速度还不足以产生信号。

【6】细菌的集体振荡

doi | 10.1038/nature20817

近年来，人们在“活力物质”（含有大量自驱动颗粒的系统）中发现了各种集体行为效应。这些研究为在不同规模尺度上理解生物系统的组织，以及智能材料的设计提供了线索。吴艺林及同事研究了高密度大肠杆菌悬浮液，观察到了惊人的集体振荡运动。单个细菌的移动方式是不确定的，但将细菌在数十或数百微米尺度上平均化时就明显出现了稳定的同步振荡。作者提出了一个具有严格局部性相互作用的噪声自推进粒子模型，以解释观测结果。这种振荡行为或许可为研究活力物质的自组织打开新的方向。

【7】海洋环流控制二氧化碳吸收

doi | 10.1038/nature21068

进入工业时代以来，海洋吸收了人类活动造成的约40%的二氧化碳排放，使之成为最大的二氧化碳汇。然而，海洋二氧化碳汇有着巨大的年代际变率，一直以来，人们难以将这一变率归因于某些具体的过程。本文发现，过去几十年来，海洋环流循环的变率一直是海洋二氧化碳吸收变化的主要驱动力。举例来说，2000年以来，海洋环流循环减弱造成了海洋二氧化碳吸收的增加。

【8】伽玛振荡驱动觅食行为

doi | 10.1038/nature21066

在人类和其它动物中，觅食行为与代谢需求有可能是分离的。人们还不了解这种“脱钩”是如何发生的，但已经知道下丘脑参与了摄食行为。在本文中，作者发现了外侧下丘脑区和皮质区的协调伽玛振荡在驱动与生理需求无关的觅食行为方面的作用。

【9】来自未培养微生物的CRISPR–Cas系统

doi | 10.1038/nature21059

目前的CRISPR–Cas基因组编辑技术系基于实验室培养细菌中发现的系统，而来自大量未培养原核生物的酶仍未得到探索。Jillian Banfield、Jennifer Doudna及同事使用不需要微生物培养的基因组解析宏基因组学方法，识别出了新的CRISPR–Cas系统，并对其进行了功能表征。这些系统包括首次发现的古菌域中的Cas9酶以及紧凑的CRISPR–CasX和CRISPR–CasY系统。此前，人们认为古菌中没有这样的系统。对环境微生物群落的基因组学探索让人们得以了解前所未有的基因组多样性，或将为基于微生物的生物技术带来革命性的发展。

【10】Securin蛋白对分离酶的抑制

doi | 10.1038/nature21061

分离酶是一种作用于黏连蛋白的蛋白酶，黏连蛋白负责在姐妹染色单体于细胞分裂期间的适当时刻分离前，将它们黏连在一起。分离酶的活动受其抑制剂securin蛋白的约束。现在，童亮和罗树坤解析出了酵母中分离酶-securin蛋白复合体的高分辨率结构。结构显示，securin蛋白是通过在分离酶的活性位点插入一个短区域来抑制分离酶的，从而揭示了抑制机制。生物化学研究结果表明，分离酶活性位点外的接触点对稳定复合体至关重要。