英國著名雜志《Nature》周刊是世界上最早的國際性科技期刊，自從1869年創刊以來，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破。其辦刊宗旨是“將科學發現的重要結果介紹給公眾，讓公眾盡早知道全世界自然知識的每一分支中取得的所有進展”。近期《Nature》下載論文最多的十篇文章（2019年8月10日 ～ 2019年9月11日）：

1 Salmonella persisters promote the spread of antibiotic resistance plasmids in the gut

細菌對常見抗生素的耐藥性越來越強。通常，抗性是由抗性基因介導的，抗性基因可以簡單地從一個細菌群跳到另一個細菌群上。一種常見的假設是抗性基因主要在使用抗生素時傳播，這由達爾文理論支持：只有在實際使用抗生素的情況下，抗性細菌才具有優于其他細菌的優勢。在無抗生素的環境中，抗性細菌沒有優勢。這就解釋了為什么健康專家擔心過量使用抗生素并要求對其使用進行更多限制。

然而，由蘇黎世聯邦理工學院和巴塞爾大學的科學家領導的一個研究小組發現了一種額外的，以前未知的機制，耐藥性在腸道細菌中傳播，這不依賴于抗生素的使用。

“限制使用抗生素非常重要，而且確實是正確的做法，但僅靠這一措施并不足以阻止耐藥性的蔓延，”文章作者Médéric Diard說，“如果你想控制抗性基因的傳播，你必須先從抗性微生物開始，防止它們通過更有效的衛生措施或疫苗接種傳播。” Diard與蘇黎世聯邦理工學院微生物學教授Wolf-Dietrich Hardt一起領導了該研究項目。

在對小鼠的實驗中，研究人員證明，腸道中的休眠沙門氏菌可以將其抗性基因傳遞給同一物種的其他個體細菌，甚至傳遞給其他物種，例如來自正常腸道菌群的大腸桿菌。他們的實驗表明，一旦它們從休眠狀態中醒來，遇到其他易受基因轉移影響的細菌，那些persisters就能非常有效地分享它們的抗性基因。

“通過利用它們的宿主細菌，抗性質?？梢栽谵D移到其他細菌之前在一個宿主中存活很長時間。這加速了它們的傳播，”Hardt解釋說。更重要的是要注意無論抗生素是否存在，這種轉移都會發生。

研究人員現在希望將他們的發現用于小鼠，并在經常遭受沙門氏菌感染的家畜（如豬）中更密切地探索這些發現?？茖W家們還想研究是否有可能通過益生菌或接種沙門氏菌疫苗來控制牲畜種群的耐藥性傳播。

2 BCAA catabolism in brown fat controls energy homeostasis through SLC25A44

一項新研究發現棕色脂肪（brown fat）可能有助于預防肥胖和糖尿病。這項研究解開了20多年來關于棕色脂肪的謎團，增加了我們對棕色脂肪在人類健康中的作用的認識，并可能有助于研發治療肥胖和2型糖尿病的新藥物。

對哺乳動物而言，脂肪組織在全身能量平衡中起著關鍵作用。它主要以兩種形式存在：白色脂肪主要作為能量儲存器，而棕色脂肪有助于體溫調節。其中棕色脂肪在產生體熱和燃燒儲存能量方面發揮著不可或缺的作用，而且其存在與較低的體重和改善的血糖水平有關，使其成為糖尿病，肥胖和其他代謝疾病潛在治療的研究目標。

科學家們在人體頸部，鎖骨，腎臟和脊髓等區域都發現了棕色脂肪，如果處于較低溫度時，棕色脂肪能利用血液中的糖和脂肪在體內產生熱量。

在這篇論文中，研究人員發現棕色脂肪還可以幫助人體過濾，并從血液中去除支鏈氨基酸（BCAAs）。 這類氨基酸包括亮氨酸，異亮氨酸和纈氨酸，一般存在于雞蛋，肉類，魚類，雞肉和牛奶等食物中，也存在于一些運動員和想要增加肌肉質量的人使用的補充劑中。

3 Metastatic-niche labelling reveals parenchymal cells with stem features

一項新的研究顯示，緊鄰腫瘤周圍的健康細胞變得更像干細胞并支持癌癥生長。這一發現公布在Nature雜志上。

這一發現是由Francis Crick研究所的Ilaria Malanchi領導完成，他們開發了一種新技術，研究腫瘤周圍的組織，也就是腫瘤微環境，這些微環境會影響癌癥的生長和擴散，以及治療反應。

“我們的新技術使我們能夠以前所未有的精確度分析腫瘤微環境中細胞的變化，”Ilaria說，“這有助于我們了解這些變化如何與腫瘤生長和轉移產生關聯的，從而制定更好的策略來治療這種疾病。”

“我們發現腫瘤微環境中的非癌細胞會回歸到干細胞狀態，這能支持癌癥生長。通過‘腐蝕’鄰居，癌癥改變了當地環境，支持其自身的生存。”

這種新技術依賴于一種癌細胞，這種癌細胞經過工程改造可釋放出穿透細胞的熒光蛋白，并被其鄰近的細胞吸收。研究人員可以鑒定這些顏色標記的細胞，與未與腫瘤接觸的其他（未標記的）細胞進行比較。 Ilaria實驗室的研究人員在小鼠中使用這種方法來研究已經擴散到肺部的乳腺癌周圍的細胞。實驗室的數據證實標記的細胞與未標記的細胞產生了不同的蛋白質。

4 Neuronal vulnerability and multilineage diversity in multiple sclerosis

一項新研究指出隨著年齡的增長，大腦會越來越僵化，導致腦干細胞功能出現障礙，研究人員發現了一種將老年干細胞轉變為年輕干細胞，恢復健康狀態的新方法。

Wellcome-MRC劍橋干細胞研究所（劍橋大學）的多學科研究團隊為此深入研究了年輕和衰老的大鼠大腦，希望能了解年齡相關的腦硬化對少突膠質細胞祖細胞（OPCs）功能的影響。

這是一種腦干細胞，對于維持正常的大腦功能和髓鞘的再生至關重要，髓鞘是圍繞我們神經的脂肪鞘，在多發性硬化癥（MS）中出現損傷。年齡對這些細胞的影響有助于MS，但它們的功能在健康人中也隨著年齡增長而下降。

為了確定老年OPCs的功能喪失是否可逆，研究人員將老年大鼠的OPCs移植到年輕大鼠的海綿狀大腦中。結果發現老年腦細胞恢復了活力，開始表現得更有活力，像是年輕的細胞！

在進一步研究中，研究人員在實驗室開發了具有不同僵化程度的新材料，讓它們在受控環境中生長，研究大鼠腦干細胞。這些材料經過精心設計，具有與年輕或年老大腦相似的柔軟度。

為了充分了解大腦柔軟度和剛度如何影響細胞行為，研究人員分析了一種在細胞表面發現的蛋白質：Piezo1，它可以感知細胞周圍環境是軟的還是僵硬的。

5 Structural basis of assembly of the human TCR-CD3 complex

T細胞是脊椎動物適應性免疫系統的關鍵細胞，在病毒感染、癌癥以及自體免疫疾病中起著關鍵作用。T細胞免疫反應包括由TCR首先識別抗原呈遞細胞（APC）上結合了抗原肽的MHC復合物（pMHC），然后TCR通過其結合的共受體（CD3）將抗原信號傳遞到CD3的ζ亞基的胞內ITAM區域，進而啟動T細胞內級聯免疫信號通路殺死病原感染細胞或腫瘤細胞。

大多數成熟T細胞(約95%)的TCR由通過二硫鍵相連的α和β兩條異二聚體肽鏈組成，TCRα/β的可變區（Vα和Vβ）負責識別抗原信號，TCRα/β與含有γ/ε、δ/ε’和ζ/ζ’六個亞基進行信號傳遞的共受體CD3組成TCR-CD3受體復合物，該復合物決定著T細胞的發育、激活以及對病原的免疫反應。在過去的二十年中，人們對TCR胞外可變區如何識別各種抗原進行了很深入的研究，但作為細胞免疫基礎科學問題之一的TCR-CD3復合物組裝以及信號轉導的結構基礎仍然未知。

哈爾濱工業大學生命學院黃志偉課題組在《自然》（Nature）上在線發表了題為《人T細胞受體-共受體復合物組裝的結構基礎》（Structural basis of assembly of the human TCR-CD3 complex）的研究文章（Article）。該研究首次解析了人T細胞受體-共受體（TCR-CD3）復合物（包含全部8個亞基）的高分辨率冷凍電鏡結構，通過對結構分析，揭示了TCR和CD3亞基在膜外側以及膜內識別、組裝成功能復合物的分子機制，從而回答了免疫領域關于T細胞受體結構的基礎科學問題，而且對解析T細胞活化的分子機制具有重要的科學意義，同時也為開發基于T細胞受體的免疫療法提供關鍵結構基礎。

研究中首先對不同人的細胞庫進行篩選確定研究的目標TCR復合物，接著尋找到合適的化學交聯劑用于純化蛋白復合物樣品，接著通過冷凍電鏡解析了第一個來源于人的TCRα/β-CD3復合物的3.7 Å的高分辨率結構。