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【盘点】8月4日Nature杂志精选文章一览
作者:    来源:    发布时间:2016-08-05

        本期封面离子阱照片展示了组成射频Paul阱电极的四个刀片,Paul阱囚禁了可光寻址的线性离子链。在一些领域中,人们正翘首期盼功能性量子计算机的诞生。比如说,在模拟化学反应或大数因数分解等问题中,量子计算机的表现将超越任何经典计算机。虽然人们已在小型量子计算机上运行过算法,但迄今为止,人们还未能设计出无需改变硬件而可以轻松重构、编译不同算法的可编程量子计算机。在本期《自然》中,Shantanu Debnath及同事展示了一个可编程的小型量子计算机,用五个囚禁原子离子充当量子比特。原则上,这种结构可扩展至更多量子比特。封面摄影:S. Debnath & E. Edwards, Joint Quantum Institute。

80余个基因组位点的常见变异被认为与2型糖尿病易感性有关,但是它们只解释了一小部分的预估遗传性。一些研究假设,罕见或低频率的遗传变异可能在很大程度上解释其余风险。现在,本文作者为这一假设提供了一种检验方法,作为GoT2D和T2D-GENES项目的一部分,对2型糖尿病开展了大规模测序研究。他们的工作提供了迄今为止最为全面的糖尿病风险遗传结构分析,且能够检验罕见或低频率的遗传变异所扮演的角色。他们发现,研究确认的大多数遗传风险变异都是常见的,且出现在先前的全基因组关联分析所定位的区域。

Félix Rey及同事表明,从感染登革热病毒的患者身上得到的一种单克隆抗体亚群可与寨卡病毒E蛋白结合,阻止寨卡病毒感染。寨卡病毒E蛋白是一种协助病毒进入的黄病毒包膜糖蛋白。这两种抗体与寨卡病毒囊膜蛋白结合的结构数据定义了中和表位的范围、组成和化学性质,并识别出抗体交叉反应的结构基础。这一研究表明,以寨卡与登革热病毒的免疫复合物为线索,也许能设计可产生强效交叉中和抗体,以抵抗两种病原体的通用疫苗。

一个电子或质子的元电荷是电荷的基本单位。但在受量子涨落影响的纳米电子器件中,导电元素间的连接强度增强,元电荷的分立性被削弱。一直以来,有关基础理论的预测都很难得到验证,但现在,Frédéric Pierre及同事设计了一种设备,由微米量级的金属岛组成,通过完全可控的半导体通道与电极连接,能够测量电荷量子化的全部变化过程。研究证实了存在已久的理论,建立起了一个在涉及关联电子和拓扑准粒子的复杂条件下检验电荷量子化的平台。

本文描述了一种为移动机械界面润滑的新方法,该方法直接从催化活性的纳米晶滑动表面上的基础油分子中原位除去碳表面膜。新形成的表层由钼或钒氮化物以及铜或镍催化剂组成,在钢基上形成了由润滑油产生的保护性表面膜,基本消除了磨损,且摩擦小于调配润滑油产生的表面膜。

云一直是气候敏感性估测中的重要不确定因素。Joel Norris及同事最近开发了一种消除历史卫星云图中错误信息的方法,他们运用该方法记录了上世纪80年代到本世纪前十年的全球云型变化模式。在修正过的卫星云图中,云分布的变化与近期有外部辐射强迫的气候模型的预测类似。模型和观察都显示,在过去几十年间,风暴路径向极地移动,副热带干燥区扩大。云型变化最可能的原因是温室气体含量增加和火山辐射冷却效应逐渐衰退。

发声、吞咽和咳嗽发生在后吸气期呼吸之后。Jan-Marino Ramirez及同事描述了一种此前未知的兴奋性回路,该回路驱动后吸气期活动。经典兴奋性神经元提供了这一网络中的驱动力,抑制性神经元则确定时机,确保后吸气期与吸气相协调。

  

虽然存在宿主反应引起的并发症,且长期有效性仍有待确定,但人们对细菌生物疗法的兴趣仍然日益浓厚。Omar Din及同事设计了群体感应时钟,并将其置入一个沙门氏菌菌株中,该菌株能释放一种肿瘤靶向毒素定位实体肿瘤。时钟驱动着菌落的周期性溶菌,以此在控制菌群数量的同时,确保抗肿瘤毒素在小鼠癌症模型中的持续施放。虽然这一系统在目前情况下仍然不是一种有效的疗法,但这项研究表明,合成生物学方法可被用于实现治疗剂在体内的持续动态输送。

Nicholas Leeper及同事表明,小鼠和人类的动脉粥样硬化病变发出“别吃我”信号—通过抗吞噬跨膜蛋白CD47的表达 — 阻止病变组织的有效移除。他们表明,在一些动脉粥样硬化小鼠模型中,施用抗CD47抗体能使出错的吞噬清除作用(或胞葬作用)恢复正常,带来积极的结果。这些结果表明,靶向胞葬促进疗法可能有治疗心血管疾病的潜力。

G蛋白偶联受体(GPCRs)是人体信号传导网络的重要组成部分,大约三分之一的临床药物都以GPCRs为靶点。一直以来,人们都未能解析出GPCRs在活性状态下的X射线结构。本文描述了与G蛋白结合的腺苷A2A受体的晶体结构,这是人们第一次解析出完全活性状态下的GPCRs受体的X射线结构。作者改造了一种G蛋白(这种蛋白被称作mini-Gs),它能与腺苷A2A受体结合,并将受体的活性状态稳定下来。研究者希望mini-Gs能够促进其他类型G蛋白偶联的GPCRs在活性状态下的结晶和表征。