2022年即將完結，沒想到啊，快到年底了，國內(nèi)高校仍不停歇……這不，這期Nature上國內(nèi)五所高校同發(fā)Nature。

聽說過組團買年貨的，可真沒聽過組團發(fā)頂刊的啊！國內(nèi)學者再迎爆發(fā)！

1. 浙江大學：一種植物衍生的天然光合系統(tǒng)，用于改善細胞合成代謝

細胞內(nèi)合成代謝不足，是參與體內(nèi)許多病理過程的一個關鍵因素。細胞內(nèi)物質的合成代謝，需要消耗足夠的細胞內(nèi)能量，并產(chǎn)生還原性等價物。ATP作為細胞生物過程的“能量貨幣”，NADPH的還原形式是合成代謝提供還原能量的關鍵電子供體。在病理狀態(tài)下，很難糾正受損的合成代謝，也很難將不足的ATP和NADPH水平提高到最佳濃度。

在此，來自浙江大學的唐睿康&范順武&林賢豐等研究者開發(fā)了一個基于納米類囊體單位(NTUs)的獨立和可控的納米植物衍生光合系統(tǒng)。為了實現(xiàn)跨物種應用，研究者使用特定的成熟細胞膜(軟骨細胞膜(CM))進行偽裝封裝。作為概念的證明，研究者證明了這些CM-NTUs通過膜融合進入軟骨細胞，避免溶酶體降解并實現(xiàn)快速滲透。

此外，CM-NTUs在光照下增加細胞內(nèi)ATP和NADPH的原位水平，并改善退化軟骨細胞的合成代謝。它們還可以系統(tǒng)地糾正能量失衡，恢復細胞代謝，改善軟骨內(nèi)穩(wěn)態(tài)，防止骨關節(jié)炎的病理進展。該治療退行性疾病的策略是基于天然的光合系統(tǒng)，通過獨立提供關鍵能量和代謝載體，可以控制地增強細胞合成代謝。

本研究也加深了對生物有機體和復合生物材料，在疾病治療中的制備和應用的認識。相關論文以題為“A plant-derived natural photosynthetic system for improving cell anabolism”于2022年12月07日發(fā)表在Nature上。

2. 中國農(nóng)業(yè)大學(第一單位)：小鼠睡眠量轉錄調(diào)節(jié)的信號通路

在小鼠和人類中，睡眠量是由遺傳因素決定的，并表現(xiàn)出年齡相關的變化。然而，調(diào)節(jié)哺乳動物睡眠時間的核心分子途徑和效應機制，尚不清楚。

在此，來自中國農(nóng)業(yè)大學的周瑞(第一作者&第一單位)和清華大學的劉清華研究者利用腺相關病毒介導的體細胞遺傳學分析，描述了小鼠睡眠轉錄調(diào)節(jié)的主要信號通路。在成年小鼠大腦中嵌合敲除LKB1激酶(一種AMPK相關蛋白激酶SIK3的激活物)顯著降低了非快速眼動睡眠(NREMS)的量和delta功率(一種睡眠深度的測量方法)。在LKB1-SIK3通路下游，成人腦神經(jīng)元中組蛋白去乙酰酶HDAC4和HDAC5功能的增加或喪失導致NREMS量和delta功率的雙向變化。

此外，HDAC4和HDAC5的磷酸化與睡眠需求增加有關，HDAC4特異性地調(diào)節(jié)后下丘腦的NREMS量。遺傳和轉錄組學研究表明，HDAC4與CREB在轉錄和睡眠調(diào)節(jié)方面都有合作。這些發(fā)現(xiàn)引入了靶向轉錄調(diào)節(jié)劑的信號通路來調(diào)節(jié)日常睡眠量的概念，并證明了體細胞遺傳學在小鼠睡眠研究中的力量。相關論文以題為“A signalling pathway for transcriptional regulation of sleep amount in mice”于2022年12月07日發(fā)表在Nature上。

3. 武漢大學：蝙蝠中MERS-CoV的近親使用ACE2作為它們的功能受體

中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)和幾種蝙蝠冠狀病毒，使用二肽基肽酶-4 (DPP4)作為進入受體。然而，新冠病毒(在蝙蝠中發(fā)現(xiàn)的最接近MERS-CoV的已知親屬)的受體，仍然不清楚。

在此，來自美國華盛頓大學的David Veesler&中國科學院生物物理研究所的王祥喜&武漢大學的嚴歡等研究者通過假型病毒進入實驗，研究者發(fā)現(xiàn)NeoCoV及其近親PDF-2180可以通過刺突(S)蛋白上的受體結合域(RBDs)有效結合，并使用特定的蝙蝠血管緊張素轉換酶2 (ACE2)同源物，以及不太好的人類ACE2作為進入受體。

低溫電子顯微鏡分析顯示，RBD-ACE2結合界面涉及蛋白質-聚糖相互作用，與其他已知的使用ACE2的冠狀病毒不同。研究者鑒定了人類ACE2的337-342殘基，作為限制NeoCoV進入的分子決定因素，而含有T510F RBD突變的NeoCoV S偽型病毒有效地進入了表達人類ACE2的細胞。雖然SARS-CoV-2多克隆抗體或MERS-CoV rbd特異性納米體不能交叉中和NeoCoV或PDF-2180，但一種ACE2特異性抗體和兩種廣泛中和β冠狀病毒抗體，可有效抑制這兩種偽型病毒。

研究者描述了使用ACE2作為入口受體的MERS-CoV-相關病毒，強調(diào)了受體使用的混雜性和潛在的人畜共患威脅。相關論文以題為“Close relatives of MERS-CoV in bats use ACE2 as their functional receptors”于2022年12月07日發(fā)表在Nature上。

4. 清華大學：模式cPCDH表達調(diào)節(jié)新皮層的精細組織

新皮層由大量不同的神經(jīng)元組成，它們在單細胞分辨率下形成不同的層和復雜的線路，以支持復雜的大腦功能。不同的細胞表面分子被認為是定義神經(jīng)元身份的關鍵，它們介導神經(jīng)元之間的結構和功能組織的相互作用。然而，控制新皮層精細神經(jīng)元組織的精確機制，在很大程度上仍然不清楚。

在此，來自清華大學的時松海研究者通過整合深入的單細胞RNA測序分析、祖細胞譜系標記和馬賽克功能分析，報告了聚簇原鈣粘蛋白(cPCDHs)(細胞粘附分子鈣粘蛋白超家族的最大亞群)的多樣而有模式的表達調(diào)節(jié)小鼠新皮層興奮性神經(jīng)元的精確空間排列和突觸連通性。cPcdh基因在個體新皮層興奮性神經(jīng)元中的表達是多樣化的，但表現(xiàn)出與其發(fā)育起源和空間定位相關的獨特組成模式。功能性cPCDH表達的降低，導致來自同一神經(jīng)祖細胞的克隆相關興奮性神經(jīng)元的橫向聚類和突觸連通性的顯著增加。

相比之下，單一cPCDH亞型的過表達，導致克隆相關興奮性神經(jīng)元的橫向分散和突觸連通性的顯著降低。這些結果表明，cPCDH表達模式偏向于哺乳動物大腦中單個新皮層興奮性神經(jīng)元的空間和功能組織。相關論文以題為“Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex”于2022年12月07日發(fā)表在Nature上。

5. 南京大學：起因特殊的長時間伽馬射線爆發(fā)

一般認為，長時間的伽瑪射線暴(GRBs)與大質量的恒星核心坍縮有關，而短時間的伽瑪射線暴則與致密雙星的合并有關。然而，越來越多的觀測表明，奇怪的GRBs確實存在，并且需要一些標準(即時發(fā)射性質、超新星/千新星關聯(lián)和宿主星系性質)，而不僅僅是爆發(fā)持續(xù)時間來對GRBs進行物理分類。先前報道的一個長時間爆發(fā)GRB 060614，如果在更大的距離上觀測到，可以被視為一個具有延長發(fā)射的短GRB，并且與千新星有關。因此，它屬于I型(致密星合并)GRB類，可能是雙中子星(NS)合并起源。

在此，來自南京大學的張斌斌和美國內(nèi)華達大學的張兵等研究者報道了一個特殊的長時間爆發(fā)，GRB 211211A，它的快速發(fā)射特性在許多方面不同于所有已知的I型GRB，但它的多波段觀測表明它來自非大質量恒星。特別是，在光學和近紅外波長都發(fā)現(xiàn)了大量的過量發(fā)射，這類似于在一些I型GRBs中觀察到的千新星發(fā)射。

這些觀測結果指向了一種新的GRBs始祖類型。在白矮星(WD)與NS合并的場景中，合并后的磁星引擎為所有觀測提供了自一致的解釋，包括即時伽馬射線，早期X射線余光，以及引擎驅動的千新星發(fā)射。相關論文以題為“A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin”于2022年12月07日發(fā)表在Nature上。

Chen, P., Liu, X., Gu, C.?et al.?A plant-derived natural photosynthetic system for improving cell anabolism.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05499-y

Zhou, R., Wang, G., Li, Q.?et al.?A signalling pathway for transcriptional regulation of sleep amount in mice.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05510-6

Xiong, Q., Cao, L., Ma, C.?et al.?Close relatives of MERS-CoV in bats use ACE2 as their functional receptors.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05513-3

Lv, X., Li, S., Li, J.?et al.?Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05495-2

Yang, J., Ai, S., Zhang, BB.?et al.?A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin.?Nature?612, 232–235 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05403-8

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05499-y

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05510-6

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05513-3

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05495-2

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05403-8