Nature雜志推薦的2015年度最受關(guān)注的十項(xiàng)研究進(jìn)展介紹如下：

1. 研究人類腦功能的方法

這項(xiàng)研究通過(guò)Neurovault.org數(shù)據(jù)庫(kù)分享的529個(gè)數(shù)據(jù)集獲得的統(tǒng)計(jì)圖的軸向投影，采用“獨(dú)立成分分析”將其按照它們的投影排列到一個(gè)二維空間中。對(duì)人腦功能的研究受到媒體很大關(guān)注，但重要的是，要意識(shí)到所采用方法本身以及它們應(yīng)用方式固有的局限性。在這篇Review文章中，Russell Poldrack 和Martha Farah對(duì)目前用來(lái)研究人類腦功能的方法進(jìn)行了分析，重點(diǎn)關(guān)注有關(guān)思想的神經(jīng)基礎(chǔ)的研究，同時(shí)還討論了這些方法用來(lái)驗(yàn)證有關(guān)因果機(jī)制的假說(shuō)的能力。他們還思考了人類神經(jīng)科學(xué)在現(xiàn)實(shí)中的幾個(gè)當(dāng)前和潛在的應(yīng)用以及其中所涉及的挑戰(zhàn)。

原文來(lái)自: Progress and challenges in probing the human brain

doi: 10.1038/nature15692

2. 母親身體狀況與后代性別比例

1973年，Robert Trivers和Dan Willard發(fā)表了一篇關(guān)于生命史策略的有影響的論文， 在其中他們預(yù)測(cè)，身體狀況比較好的母親所生兒子會(huì)比較多，而身體狀況比較差的母親所生女兒會(huì)比較多。雖然這一理論被以各種方式進(jìn)行了延伸和改進(jìn)，但它卻幾乎沒(méi)有得到經(jīng)驗(yàn)支持。在這篇論文中，Susanne Schindler 等人顯示，這可能是因?yàn)橐郧暗难芯繘](méi)有將該理論針對(duì)的一雄多雌的、二態(tài)性的物種典型的雄性較高的死亡率考慮進(jìn)去。他們對(duì)原始理論進(jìn)行了延伸，以將兩性之間在死亡率、年齡特定性生殖策略和生命史策略上的差別考慮進(jìn)去，發(fā)現(xiàn)根據(jù)母親狀況，與后代性別比例之間的關(guān)聯(lián)性這一個(gè)因素，還不足以得出母親從適應(yīng)角度會(huì)調(diào)整后代性別比例的結(jié)論。

原文來(lái)自：Sex‐specific demography and generalization of the Trivers–Willard theory

doi: 10.1038/nature14968

研究成果難做到完全重現(xiàn)

3. 研究成果不可再現(xiàn)性問(wèn)題系列報(bào)道之一：怎樣減小觀測(cè)偏差

研究成果需要能夠重復(fù)和確證，這是科學(xué)過(guò)程至關(guān)重要的一部分。但當(dāng)今所采用的系統(tǒng)和方法的復(fù)雜性使得編輯和審稿人對(duì)于某項(xiàng)研究成果是否經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)更難有把握了。作為關(guān)于研究成果不可再現(xiàn)性問(wèn)題系列報(bào)道的一部分，本期Nature 發(fā)表了兩篇關(guān)于怎樣減小觀測(cè)偏差的文章。在 Comment 文章中，Robert MacCoun 和 Saul Perlmutter認(rèn)為，更多學(xué)科(如粒子物理學(xué))應(yīng)當(dāng)采用“盲分析”(blind analysis)方法。在一篇News Feature文章中，Regina Nuzzo介紹了目前被有關(guān)研究人員用來(lái)應(yīng)對(duì)科學(xué)家和任何其他人一樣都會(huì)表現(xiàn)出來(lái)的一個(gè)人性特點(diǎn)的一系列辦法 ，這個(gè)人性特點(diǎn)就是“自欺欺人”。Nature雜志關(guān)于研究成果可再現(xiàn)性的專刊的網(wǎng)址是：go.nature.com/huhbyr。

原文來(lái)自：Let’s think about cognitive bias

doi: 10.1038/526163a

4. 記憶提取的定向控制

人們最近已經(jīng)開(kāi)始研究海馬體中的神經(jīng)元集群怎樣編碼和再激活記憶了，但對(duì)該皮層中假設(shè)存在的“top-down”輸入信號(hào)可能會(huì)怎樣影響記憶過(guò)程，相對(duì)來(lái)說(shuō)了解很少。在這項(xiàng)研究中，Karl Deisseroth及同事用新的工具和策略，來(lái)識(shí)別來(lái)自海馬體的前扣帶回(前額皮層的一部分)的一種稀疏神經(jīng)元投射。當(dāng)被激活時(shí)，這些投射能引發(fā)小鼠的記憶提取。

原文來(lái)自：Projections from neocortex mediate top-down control of memory retrieval

doi: 10.1038/nature15389

5. 微生物合作的一個(gè)新機(jī)制

海洋沉積物中甲烷的厭氧氧化(對(duì)全球甲烷循環(huán)有重要意義)，是由甲烷氧化古菌和能產(chǎn)生硫酸鹽的細(xì)菌，共同完成的一個(gè)協(xié)作過(guò)程。我們對(duì)這種互養(yǎng)關(guān)系的生化基礎(chǔ)還不是完全了解。人們?cè)岢?，一種可溶性代謝物，在合作的微生物之間的交換，是必不可少的，但在本期Nature上發(fā)表論文的兩個(gè)小組對(duì)這種觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑。Victoria Orphan及同事在單細(xì)胞層面上，對(duì)來(lái)自從位于西北太平洋中一個(gè)活動(dòng)甲烷滲出泉取樣的沉積物，所制備的微生物混合體中的生物合成活性，做了相關(guān)研究。他們發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞活動(dòng)是獨(dú)立于互養(yǎng)伙伴之間的距離的，這與涉及中間體短距離擴(kuò)散的一個(gè)模型是不一致的。實(shí)際上，古菌與細(xì)菌之間的直接電子轉(zhuǎn)移，才是它們相互作用的一個(gè)核心機(jī)制。Gunter Wegener等人發(fā)現(xiàn)，從來(lái)自加利福尼亞灣的Guaymas Basin的熱液噴孔沉積物中，獲取的微生物樣本中的物種間電子交換，最有可能是通過(guò)連接兩個(gè)伙伴的“納米線”所進(jìn)行的直接電子轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)的。這些作者提出，電子轉(zhuǎn)移是由菌毛狀結(jié)構(gòu)和外膜多血紅素細(xì)胞色素介導(dǎo)的。

原文來(lái)自：Single cell activity reveals direct electron transfer in methanotrophic consortia

doi: 10.1038/nature15512

6. 炫富不利于合作

財(cái)富不均和財(cái)富顯示度，都會(huì)潛在影響一個(gè)社會(huì)中的合作水平，和經(jīng)濟(jì)成功的總體水平。Akihiro Nishi等人用一個(gè)在線游戲來(lái)測(cè)試這兩個(gè)因素怎樣相互作用。令人吃驚的是，財(cái)富不均本身并不會(huì)損害合作或財(cái)富總量，只要玩家不知道其他人的財(cái)富就行。但當(dāng)玩家的財(cái)富可以讓其他人看見(jiàn)時(shí)，不均就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有害作用。

原文來(lái)自： Inequality and visibility of wealth in experimental social networks

doi: 10.1038/nature15392

7. 人工培養(yǎng)的腎臟細(xì)胞器

胚胎中人類腎臟的發(fā)育，依賴于兩種不同的干細(xì)胞類型：一種生成收集管，另一種生成功能性腎單位。Melissa Little、Minoru Takasato及同事以前發(fā)現(xiàn)， “人多能干細(xì)胞”(hPSCs)能分化成這兩種類型的祖細(xì)胞。他們現(xiàn)在識(shí)別出了不僅誘導(dǎo)這些結(jié)構(gòu)、而且誘導(dǎo)周?chē)?xì)胞類型(包括小間隙和血管)所需的信號(hào)條件。采用這種方法，他們培養(yǎng)出了能重現(xiàn)胚胎腎臟的功能區(qū)域化的腎臟細(xì)胞器。這些細(xì)胞器中所達(dá)到的組織復(fù)雜性、功能化程度，還不能與一個(gè)正常的腎臟相比，但與正常的人類胚胎腎臟相同。重要的是，它們提供了證明自己在藥物毒性篩選、在模擬遺傳性腎病方面所具有潛力的證據(jù)，或許還為細(xì)胞療法提供了特定的腎臟細(xì)胞類型。

原文來(lái)自： Kidney organoids from human iPS cells contain multiple lineages and model human nephrogenesis

doi: 10.1038/nature15695

新發(fā)現(xiàn)的中國(guó)南方古人類遺址

8. 新發(fā)現(xiàn)中國(guó)的早期智人

來(lái)自中國(guó)南方道縣福巖洞的47枚具有現(xiàn)代人解剖特征的牙齒化石顯示，從解剖上來(lái)說(shuō)的現(xiàn)代人至少在距今8萬(wàn)年前、最早可能在距今12萬(wàn)年前就在該地區(qū)出現(xiàn)了，也就是說(shuō)比黎凡特和歐洲的現(xiàn)代人早3萬(wàn)-7萬(wàn)年。這些人在相貌上比中國(guó)北方和中部的“人族”要現(xiàn)代得多。該發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步增加了人類歷史的復(fù)雜性，也表明有待發(fā)現(xiàn)的東西還很多。

原文來(lái)自：The earliest unequivocally modern humans in southern China

doi: 10.1038/nature15696

9. 慢性淋巴性白血病的驅(qū)動(dòng)基因

來(lái)自“國(guó)際癌癥基因組聯(lián)盟”的這篇論文，報(bào)告了用來(lái)表征500多位患者慢性淋巴性白血病，及其前兆的若干種基因組學(xué)方法所獲得的結(jié)果。除了增加了在基因組的編碼部分的慢性淋巴性白血病的驅(qū)動(dòng)改變的數(shù)量外，這項(xiàng)研究還在非編碼區(qū)域(包括NOTCH1的3′ UTR區(qū)域)識(shí)別出了新的頻發(fā)突變(這些突變?cè)斐僧惓＜艚邮录?、NOTCH1活性的增強(qiáng)和更具侵略性的疾病)，也在一個(gè)增強(qiáng)子中識(shí)別出了導(dǎo)致“B-細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子” PAX5的表達(dá)程度降低的突變。

原文來(lái)自：Non-coding recurrent mutations in chronic lymphocytic leukaemia

doi: 10.1038/nature14666

10. 生物多樣性喪失威脅生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性

試圖確定生物多樣性，是否能夠幫助生態(tài)系統(tǒng)緩沖極端氣候事件影響的試驗(yàn)，產(chǎn)生了形成對(duì)比強(qiáng)烈的結(jié)果。Forest Isbell等人將來(lái)自46個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)相結(jié)合發(fā)現(xiàn)，生物多樣性，的確會(huì)提高一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)極端氣候事件的抵抗力。只有少量物種的地塊，在極端氣候事件期間生產(chǎn)力下降了50%，而這種影響隨著物種數(shù)量的增加會(huì)被減半。然而，生物多樣性，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)彈性沒(méi)有明顯影響，低生物多樣處理，和高生物多樣性處理，在一年內(nèi)，都能夠從極端氣候事件中恢復(fù)過(guò)來(lái)。

原文來(lái)自：Biodiversity increases the resistance of ecosystem productivity to climate extremes

doi: 10.1038/nature15374

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