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2015年10月15日Nature杂志精选

摘要 : 本期封面为从通过Neurovault.org数据库分享的529个数据集获得的统计图的轴向投影,采用“独立成分分析”将其按照它们的投影排列到一个二维空间中。

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Nature封面故事:研究人类脑功能的方法

本期封面为从通过Neurovault.org数据库分享的529个数据集获得的统计图的轴向投影,采用“独立成分分析”将其按照它们的投影排列到一个二维空间中。对人脑功能的研究受到媒体很大关注,但重要的是要意识到所采用方法本身以及它们应用方式固有的局限性。

清华大学颜宁研究组发表葡萄糖转运蛋白GLUT3识别和转运底物的分子机制论文

2015年7月15日,清华大学医学院颜宁研究组在《Nature》发表题为《葡萄糖转运蛋白识别与转运底物的分子基础》(Molecular Basis of ligand recognition and transport by glucose transporters)的长文(Article),报道了人源葡萄糖转运蛋白GLUT3处于不同构象的3个高分辨率晶体结构,并通过与之前该组解析的GLUT1的结构比对,完整揭示了葡萄糖转运蛋白底物识别与转运的分子机理,为基于结构的小分子设计提供了直接依据。

果糖转运蛋白GLUT5的结构

SLC2家族的葡萄糖转运蛋白(GLUTs)帮助穿过生物膜来转运葡萄糖和其他单糖。果糖特异性的GLUT5已被发现与2-型糖尿病和肥胖症等疾病有关,并且在某些肿瘤细胞中过度表达。作者获得了来自褐鼠的GLUT5在一个向外开启的构形下和来自牛的GLUT5在一个向内开启的构形下的X-射线晶体结构。

与听觉相关的雄性特有的神经元

线虫被研究很多的神经网络已通过详尽电子显微镜重建被全面标绘出来。但现在,Arantza Barrios及同事发现了以前不知道的一对分布在两边的神经元,被称为MCMs,意即“雄性的神秘细胞”,它们是通过雄性线虫特有的神经胶质细胞在性成熟过程中发生的转分化(transdifferentiation)形成的。这些神经元是雄性特定的一种关联学习(这种学习方式对趋化反应与生殖优先级加以平衡)所必需的。这一发现表明,雄性特定神经元的增添会成为性成熟过程中重塑脑回路的一个有效方式。

浦肯野细胞与视力有关

浦肯野细胞是小脑中的抑制性神经元,在协调身体运动功能中起中心作用。人们长期认为它们编码“扫视”这种眼睛快速运动方式,但这一点是怎么做到的过去却不知道。现在,通过记录来自猴子浦肯野细胞的信号,David Herzfeld等人发现,将爆发的和暂停的浦肯野细胞的简单峰值反应结合起来,可以预测 “扫视”的实时速度,但其中任何一个细胞类群都无法单独进行这种预测。

Rett综合征的深度脑刺激治疗

Rett综合征是一种遗传病,会造成深度智障和其他损害。现在,Huda Zoghbi及同事发现,在这种疾病的一个小鼠模型中,在两星期时间内每天对fimbria-fornix (脑中为海马体提供输入信号的一个区域)进行深度脑刺激,当在治疗结束后三星期进行测试时,依赖于海马体的记忆恢复了。这种刺激还恢复了海马体长时程增强和神经发生。这些发现表明,深度脑刺激(这种方法已经用于运动疾病如帕金森氏症和肌张力障碍的治疗)在Rett综合征和其他儿童智障疾病中对于减轻认知损伤可能是一个可行的方法。

未来的南极冰层和海平面水平

南极冰层对海平面上升的未来贡献有可能是巨大的,但仍然存在很大不确定性,部分原因是计算方面的局限性。现在,Nicholas Golledge及同事提供了在气候变暖情形下对南极冰层所做的千年尺度的模拟,其结果显示,随着海洋变暖大约0.5°C和大气变暖2.0°C,南极洲大部分边缘冰架都可能会坍塌,导致冰层向海洋中加速运动。虽然在方法上仍然存在很大不确定性,但在这些模拟中,由南极冰融化造成的海平面上升到2300年在大约0.1米至3米之间,到5000年在0.4米至9米之间。所估计的海平面上升的巨大范围既反映了方法上的不确定性,也反映了温室气体潜在排放的很宽范围。

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