Nature杂志11月17日精选文章一览
【1】封面故事： 大麻对神经系统的影响
doi | 10.1038/nature20153
大麻合法化已成为美国的一大热议话题，据最新报告显示，目前在欧洲寻求专业毒瘾治疗的人群中，大麻已取代海洛因成为这一人群最常用的非法药物。但是，关于四氢大麻酚（THC，大麻中的神经活性物质）如何影响神经网络（如多巴胺驱动的奖励系统），科学文献有着显著不同的论述。在本期《自然》中，Michael Bloomfield等人将会对临床研究和动物研究之间相互冲突的证据展开评论，他们总结，摄入THC会对多巴胺系统产生潜在的长期复杂影响，包括大量摄入THC造成的神经放电和多巴胺释放增多，以及与长期使用相关联的多巴胺能钝化。他们认为，人类和动物模型中，大麻诱导的多巴胺系统变化与行为效果之间的关系应成为未来研究的重点。
【2】控制睡眠模式的基因
doi | 10.1038/nature20142
虽然调控昼夜节律的分子路径已得到广泛研究和分类，但是人们对于控制和驱动睡眠平衡的分子机制所知甚少。船户弘正等人使用正向遗传筛选方法，识别出了两种影响睡眠/觉醒平衡的基因突变。Sik3蛋白激酶对总觉醒时间起着至关重要的决定性作用，而阳离子通道NALCN的突变则会影响快速眼动睡眠的片段长度和总长度。
【3】LKB1相关癌症的表观遗传机制
doi | 10.1038/nature20132
本研究描述了一种代谢过剩状态，它被认为与携带LKB1/STK11肿瘤抑制因子和KRAS变异的人体肿瘤有关。致癌代谢活性与DNA甲基化上升相关，而这会引起反转录转座子静默等现象。这些发现将新陈代谢与肿瘤的表观遗传全景联系起来，并且识别出了特定致癌变异的潜在代谢弱点和表观遗传弱点。
【4】地球低倾斜度的可能原因
doi | 10.1038/nature19846
Matija Cuk等人表明，月球倾斜度引起的潮汐耗散可能是月球潮汐演化产生的一个重要效应，在这种情况下，月球过去的倾斜度应比目前的理论模型可解释的斜度更大。因此，他们提出了另一种潮汐演化模型：月球一开始位于赤道轨道，绕高初始自转速度、高倾斜度的地球公转 ——这是大碰撞的一种可能结果。在这一模型下，太阳对月球公转轨道的扰动自然导致了较大的月球倾斜度，并消除了地月系统的角动量。
【5】感知量子系统中的热
doi | 10.1038/nature19843
能量以何种方式消散，以及在何处消散的细节信息对量子系统的微观行为至关重要。Dorri Halbertal及同事开发出了一种据信有助于阐明这些细节的低温热成像技术，其关键组成是一个安装在尖状移液管顶端的超导量子干涉仪器。作者表示，目前它可用于成像极低能量纳米级耗散过程的热标记，其潜力已在有关纳米管和石墨烯等系统的初步研究中得到证明。未来的研究将会锁定一些更加奇异的物质态，比如与量子霍尔效应相关的物质态。
【6】用于可穿戴电子设备的新型聚合物
doi | 10.1038/nature20102
开发受皮肤启发的柔性可穿戴电子设备是一个受到广泛关注，且具有巨大潜力的领域。这种设备要求材料能够在扭转、翻折和弯曲的同时不损失电子特性和材料特性。鲍哲楠及同事报告了一种包含了邻接链间非共价相互作用的共轭聚合物，使材料能够适应高达100%的张力，并且同时保持高电荷载子移动率。在这项原理验证研究中，作者用这种聚合物制造出了集坚固性和优良电子特性于一身的柔性可伸展有机晶体管。
【7】亚马逊雨林上空的气溶胶粒子
doi | 10.1038/nature19819
亚马逊雨林是少数可以在接近自然条件下研究大气气溶胶形成过程的陆地区域，但人们对于亚马逊边界层小型气溶胶粒子的来源依然知之甚少。这些气溶胶粒子会成为云凝结核。本研究报告称，降水发生期间，在强对流下沉气流和相对较弱的尾部层状云区下沉运动的作用下，小型气溶胶粒子被快速从自由对流层垂直输运到边界层。这种效应有助于维持亚马逊原始边界层中气溶胶粒子的数量，因此可能影响了自然条件下云的特性和气候。
【8】植物养分与对害虫敏感性
doi | 10.1038/nature20140
植物的营养特性和防御特性会影响食草动物的表现，但这些特性的变化性是否也会影响食草动物表现还并不清楚。在这篇荟萃分析中，William Wetzel及同事指出，植物养分水平的变化会显著降低食草动物的平均表现。这些发现表明现代农作物的同质养分可能会引起虫害爆发。
【9】与星形胶质细胞钙离子信号传导有关的行为
doi | 10.1038/nature20145
人们一直认为胶质细胞内的钙离子信号传导会参与神经元功能，但相关证据仍然是零散而间接的。现在，Marc Freeman及同事发现在果蝇 (Drosophila) 的星形胶质细胞内，章鱼胺-酪胺受体 (Oct/Tyr-R) 和TRP通道Waterwitch (Wtrw)对两类神经元间的神经调节，以及知觉驱动的幼虫行为是至关重要的，首次在体内证明了星形胶质细胞钙离子信号传导是神经元回路和动物行为中的必需媒介。
【10】探索lncRNA功能
doi | 10.1038/nature20149
自从在哺乳动物基因组内发现长链非编码RNA (lncRNA)的普遍性转录后，人们的研究重点一直在于确定它们的功能。Eric Lander及同事采用CRISPR/Cas9删除方法揭示了lncRNA的各种cis调控功能。在部分情况下，其激活子表现出了类似增强子的活性，而且一般不需要lncRNA转录物本身来获得活性。对邻近基因的这种作用也见于蛋白质编码位点。
