五所高校同发Nature，国内学者再爆发！

2022年即将完结，没想到啊，快到年底了，国内高校仍不停歇……这不，这期Nature上国内五所高校同发Nature。

听说过组团买年货的，可真没听过组团发顶刊的啊！国内学者再迎爆发！

1. 浙江大学：一种植物衍生的天然光合系统，用于改善细胞合成代谢

细胞内合成代谢不足，是参与体内许多病理过程的一个关键因素。细胞内物质的合成代谢，需要消耗足够的细胞内能量，并产生还原性等价物。ATP作为细胞生物过程的“能量货币”，NADPH的还原形式是合成代谢提供还原能量的关键电子供体。在病理状态下，很难纠正受损的合成代谢，也很难将不足的ATP和NADPH水平提高到最佳浓度。

在此，来自浙江大学的唐睿康&范顺武&林贤丰等研究者开发了一个基于纳米类囊体单位(NTUs)的独立和可控的纳米植物衍生光合系统。为了实现跨物种应用，研究者使用特定的成熟细胞膜(软骨细胞膜(CM))进行伪装封装。作为概念的证明，研究者证明了这些CM-NTUs通过膜融合进入软骨细胞，避免溶酶体降解并实现快速渗透。

此外，CM-NTUs在光照下增加细胞内ATP和NADPH的原位水平，并改善退化软骨细胞的合成代谢。它们还可以系统地纠正能量失衡，恢复细胞代谢，改善软骨内稳态，防止骨关节炎的病理进展。该治疗退行性疾病的策略是基于天然的光合系统，通过独立提供关键能量和代谢载体，可以控制地增强细胞合成代谢。

本研究也加深了对生物有机体和复合生物材料，在疾病治疗中的制备和应用的认识。相关论文以题为“A plant-derived natural photosynthetic system for improving cell anabolism”于2022年12月07日发表在Nature上。

2. 中国农业大学(第一单位)：小鼠睡眠量转录调节的信号通路

在小鼠和人类中，睡眠量是由遗传因素决定的，并表现出年龄相关的变化。然而，调节哺乳动物睡眠时间的核心分子途径和效应机制，尚不清楚。

在此，来自中国农业大学的周瑞(第一作者&第一单位)和清华大学的刘清华研究者利用腺相关病毒介导的体细胞遗传学分析，描述了小鼠睡眠转录调节的主要信号通路。在成年小鼠大脑中嵌合敲除LKB1激酶(一种AMPK相关蛋白激酶SIK3的激活物)显著降低了非快速眼动睡眠(NREMS)的量和delta功率(一种睡眠深度的测量方法)。在LKB1-SIK3通路下游，成人脑神经元中组蛋白去乙酰酶HDAC4和HDAC5功能的增加或丧失导致NREMS量和delta功率的双向变化。

此外，HDAC4和HDAC5的磷酸化与睡眠需求增加有关，HDAC4特异性地调节后下丘脑的NREMS量。遗传和转录组学研究表明，HDAC4与CREB在转录和睡眠调节方面都有合作。这些发现引入了靶向转录调节剂的信号通路来调节日常睡眠量的概念，并证明了体细胞遗传学在小鼠睡眠研究中的力量。相关论文以题为“A signalling pathway for transcriptional regulation of sleep amount in mice”于2022年12月07日发表在Nature上。

3. 武汉大学：蝙蝠中MERS-CoV的近亲使用ACE2作为它们的功能受体

中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)和几种蝙蝠冠状病毒，使用二肽基肽酶-4 (DPP4)作为进入受体。然而，新冠病毒(在蝙蝠中发现的最接近MERS-CoV的已知亲属)的受体，仍然不清楚。

在此，来自美国华盛顿大学的David Veesler&中国科学院生物物理研究所的王祥喜&武汉大学的严欢等研究者通过假型病毒进入实验，研究者发现NeoCoV及其近亲PDF-2180可以通过刺突(S)蛋白上的受体结合域(RBDs)有效结合，并使用特定的蝙蝠血管紧张素转换酶2 (ACE2)同源物，以及不太好的人类ACE2作为进入受体。

低温电子显微镜分析显示，RBD-ACE2结合界面涉及蛋白质-聚糖相互作用，与其他已知的使用ACE2的冠状病毒不同。研究者鉴定了人类ACE2的337-342残基，作为限制NeoCoV进入的分子决定因素，而含有T510F RBD突变的NeoCoV S伪型病毒有效地进入了表达人类ACE2的细胞。虽然SARS-CoV-2多克隆抗体或MERS-CoV rbd特异性纳米体不能交叉中和NeoCoV或PDF-2180，但一种ACE2特异性抗体和两种广泛中和β冠状病毒抗体，可有效抑制这两种伪型病毒。

研究者描述了使用ACE2作为入口受体的MERS-CoV-相关病毒，强调了受体使用的混杂性和潜在的人畜共患威胁。相关论文以题为“Close relatives of MERS-CoV in bats use ACE2 as their functional receptors”于2022年12月07日发表在Nature上。

4. 清华大学：模式cPCDH表达调节新皮层的精细组织

新皮层由大量不同的神经元组成，它们在单细胞分辨率下形成不同的层和复杂的线路，以支持复杂的大脑功能。不同的细胞表面分子被认为是定义神经元身份的关键，它们介导神经元之间的结构和功能组织的相互作用。然而，控制新皮层精细神经元组织的精确机制，在很大程度上仍然不清楚。

在此，来自清华大学的时松海研究者通过整合深入的单细胞RNA测序分析、祖细胞谱系标记和马赛克功能分析，报告了聚簇原钙粘蛋白(cPCDHs)(细胞粘附分子钙粘蛋白超家族的最大亚群)的多样而有模式的表达调节小鼠新皮层兴奋性神经元的精确空间排列和突触连通性。cPcdh基因在个体新皮层兴奋性神经元中的表达是多样化的，但表现出与其发育起源和空间定位相关的独特组成模式。功能性cPCDH表达的降低，导致来自同一神经祖细胞的克隆相关兴奋性神经元的横向聚类和突触连通性的显著增加。

相比之下，单一cPCDH亚型的过表达，导致克隆相关兴奋性神经元的横向分散和突触连通性的显著降低。这些结果表明，cPCDH表达模式偏向于哺乳动物大脑中单个新皮层兴奋性神经元的空间和功能组织。相关论文以题为“Patterned cPCDH expression regulates the fine organization of the neocortex”于2022年12月07日发表在Nature上。

5. 南京大学：起因特殊的长时间伽马射线爆发

一般认为，长时间的伽玛射线暴(GRBs)与大质量的恒星核心坍缩有关，而短时间的伽玛射线暴则与致密双星的合并有关。然而，越来越多的观测表明，奇怪的GRBs确实存在，并且需要一些标准(即时发射性质、超新星/千新星关联和宿主星系性质)，而不仅仅是爆发持续时间来对GRBs进行物理分类。先前报道的一个长时间爆发GRB 060614，如果在更大的距离上观测到，可以被视为一个具有延长发射的短GRB，并且与千新星有关。因此，它属于I型(致密星合并)GRB类，可能是双中子星(NS)合并起源。

在此，来自南京大学的张斌斌和美国内华达大学的张兵等研究者报道了一个特殊的长时间爆发，GRB 211211A，它的快速发射特性在许多方面不同于所有已知的I型GRB，但它的多波段观测表明它来自非大质量恒星。特别是，在光学和近红外波长都发现了大量的过量发射，这类似于在一些I型GRBs中观察到的千新星发射。

这些观测结果指向了一种新的GRBs始祖类型。在白矮星(WD)与NS合并的场景中，合并后的磁星引擎为所有观测提供了自一致的解释，包括即时伽马射线，早期X射线余光，以及引擎驱动的千新星发射。相关论文以题为“A long-duration gamma-ray burst with a peculiar origin”于2022年12月07日发表在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

原文链接：

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