封面图片：Tahar Amari/Centre de Physique Théorique, CNRS-Ecole Polytechnique
封面故事：磁笼与磁通量绳是太阳爆发的关键
本期封面展示了太阳爆发过程的模型。在本期《自然》中，Tahar Amari及同事表明有一种现象能够决定所有太阳爆发的性质和行为。爆发分两种：产生日冕物质抛射的喷发型，以及不会产生日冕物质抛射的约束型。对于约束型爆发的确切起源，科学家们分成两派，始终未能达成一致意见。一种指向太阳表面磁场结构的拓扑复杂性，另一种指向扭曲而不稳定的磁通量绳。Amari和他的团队表明第二种的可能性更大。
研究人员重点分析了2014年10月发生的一次爆发，使用一个二阶段模型预测其演化过程。他们的研究揭示了存在一个强大的多层磁笼（橙色），在笼中形成一根扭曲的磁通量绳（蓝色）。磁通量绳的磁能在爆发前的几个小时内不断增长，但是仍旧无法打破笼子的层层阻挡。然而，磁通量绳的扭曲足以激发不稳定性，导致磁笼在一定程度上被破坏。磁笼与磁通量绳的强弱对比决定了爆发的种类和爆发释放的能量大小。如果磁通量绳比磁笼更强大，能够冲破磁笼，那么结果是喷发型太阳爆发。如果磁笼比磁通量绳更强大，那么爆发为约束型。理解会导致太阳爆发的条件或有利于预测什么事件可能影响卫星、通信和地面发电工程。
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论文：Magnetic cage and rope as the key for solar eruptions
狮子和猎豹如何捕猎
本周《自然》在线发表的一篇论文详细分析了狮子如何捕猎斑马，猎豹如何捕猎高角羚。研究显示，虽然在这两个捕食者-猎物对中，捕食者在肌肉力量和加减速能力方面都比猎物强，但是猎物在较低速度下的灵活性更强，因此在这种情况下有可能逃脱捕食者的追捕。
英国皇家兽医学院的Alan Wilson和同事研究的是生活在博茨瓦纳大草原上的狮子-斑马和猎豹-高角羚。作者给这些自由生活的野生动物（5只猎豹、7只高角羚、9只狮子和7只斑马）带上特制的项圈，以便收集它们的速度和加速数据。他们研究了这些动物总计在博茨瓦纳北部进行的5000多次高速奔跑。作者还对6只猎豹、5只高角羚、8只狮子和8只斑马的后肢股二头肌进行活检，测量它们的肌肉力量。
最后发现猎豹和高角羚在速度、加速和转向方面普遍比狮子和斑马强，但是在每个捕食者-猎物对中，捕食者的肌纤维力量、加速能力和减速能力分别比猎物高20%、37%和72%。作者利用这些数据模拟捕猎场景，发现在较低的速度下，猎物可以利用自己最大程度的灵活性逃脱捕食者的追捕，而捕食者必须比猎物更强健才能维持可行的捕食成功率。
以上发现也有助于了解捕食者所偏好的猎物和捕猎周期。举例来说，根据作者的模型预测，狮子捕猎高角羚的成功率不高，印证了实际观察到的情况，即狮子捕到高角羚主要靠合适机会而非直接追捕。
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论文：Biomechanics of predator–prey arms race in lion, zebra, cheetah and impala
一篮子临床试验
《自然》在线发表的一项临床试验显示，一种靶向某类特定变异的抗癌药物的疗效取决于肿瘤组织的类型和变异的确切性质。研究强调了分子靶点驱动的临床试验可以如何被用于帮助我们更好地理解遗传变异的影响，研究结果有助于研发个性化癌症治疗方案。
HER2和HER3基因的不同变异在诸多癌症中被观察到。其中一些变异导致HER2蛋白的过度表达，从而引发癌症，但是大部分变异并未被表征。美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心的David Hyman及同事测试来那替尼在141名患不同癌症（乳腺癌、肺癌、膀胱癌和结直肠癌）的患者中以及在HER2和HER3基因的一系列不同变异中的疗效，这种药可阻断HER蛋白质的活性。他们发现对治疗的应答取决于变异和组织类型，而且仅限于有HER2变异的癌症。
开发个性化癌症治疗方案的道路阻碍重重，因为大部分遗传变异的临床和生物学重要性未知。该研究有助于改变这一现状，为我们带来临床前模型无法预测的新见解。它还强调了所谓的“篮子”试验（basket trials）的价值，试验关注的是变异类型（比如在HER基因中发现的），而非发生癌变的组织。
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论文：HER kinase inhibition in patients with HER2- and HER3-mutant cancers
新闻与观点：Many mutations in one clinical-trial basket
生物标记预测大脑中β-淀粉样蛋白积累
本周《自然》在线发表的论文报告了能够预测大脑中β-淀粉样蛋白沉积物（阿兹海默病的最早期病理特征）的血浆生物标志物。这些发现展示了血浆生物标志物在预测个体大脑中的β-淀粉样蛋白状态的潜在临床应用。然而，在被广泛应用于临床之前，还需要开展更多包含纵向数据的有效性研究。
目前，大脑中β-淀粉样蛋白水平只能通过PET成像或测量脑脊液中β-淀粉样蛋白水平来准确评估。所以，急需一种更经济的低侵入式诊断工具。通过结合免疫沉淀法及质谱分析法，日本国家老年病学和老年医学中心的Katsuhiko Yanagisawa及同事测量了血液中多个β-淀粉样蛋白相关肽段的水平。作者用两个独立的数据集测试其方法——一个是来自日本的包含121个样本的发现类数据集；另一个是来自澳大利亚的包含252个样本的验证型数据集。两个数据集的样本均来自人类，且都包括认知正常的个体、有轻度认知功能障碍的个体和阿兹海默病患者。他们表明靠不同β-淀粉样蛋白相关肽段的比例和一个综合打分，就能够准确预测个体大脑中β-淀粉样蛋白沉积的水平。
这些血浆生物标志物和目前的技术相比，侵入性低，而且更经济、扩展性更强，可能被广泛应用于临床。比如，改善病程进程的阿兹海默病的临床试验一般在处于疾病最早期的病人身上最有效；这些生物标志物或许能够帮助选择合适的临床试验参与者。未来，它们可能在不受社会经济因素影响的条件下被用于人口筛选，来鉴定患阿兹海默病的高危个体，虽然作者提出它们作为疾病监控工具的有效性仍有待评估。
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论文：High performance plasma amyloid-β biomarkers for Alzheimer’s disease
东部与西部：中国开花植物的历史
根据《自然》发表的一篇研究，中国的东部和西部孕育了大量演化历史独特的开花植物物种。论文表明中国东部有众多拥有古老起源的植物物种，因此堪称“植物博物馆”；而西部拥有大量最近演变出来的物种，因此被称为“演化的摇篮”。
全球10%的开花植物起源于中国。中国既是历史悠久的物种的避难所，也是快速崛起的近期物种的发源地。然而，还没有详细的研究专门分析中国开花植物是在何时、以什么样的方式聚集在一起形成如今的植被。
中国科学院的陈之端及同事调查中国92%的开花植物的空间和时间分布差异。作者发现中国66%的开花植物物种直到中新世早期（约2300万年前）才出现。作者还发现起源于中国东部（包括从中部到南部的地区）的物种和中国西部的相比拥有更古老的谱系。相反，中国西部（包括干旱的西北部和青藏高原）则有更多近期演化出的开花植物物种。
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论文：Evolutionary history of the angiosperm flora of China
评估取消化石燃料补贴的影响
根据本周《自然》发表的一项模型研究，到2030年，取消化石燃料补贴对全球能源需求和二氧化碳排放的影响相对较小，而且不会增加可再生能源的使用。研究结果表明终止补贴将减少化石燃料出口国的排放。但是，在大部分区域，此举带来的排放缩减幅度将低于《巴黎协定》的要求，而在另外一些区域，可能导致二氧化碳排放增加。
2016年，G20成员国重申其2009年所做的逐步取消化石燃料补贴的承诺，希望通过这样不鼓励低效的能源消费，并为可再生能源提供公平的竞争环境，来为缓解气候变化做出显著的贡献。尽管如此，这些国家取消补贴，甚至全球各国都取消补贴，是否能大幅缓解气候变化仍未可知。
奥地利国际应用系统分析研究所的Jessica Jewell与同事采用5个综合评价模型（IAM）来评估取消化石燃料补贴对于区域性和全球性二氧化碳排放和能源需求的影响。他们发现3个油气出口区域——中东及北非、俄罗斯和拉美——占2015年全球所有化石燃料补贴的三分之二。新兴发展中国家（印度、中国、亚洲其他国家和非洲国家）目前提供的补贴低于化石燃料出口国，但是未来可能会加速增长。如果不进行改革，到2030年，印度的补贴可能将与拉美国家和俄罗斯的补贴相当。
作者总结表示，在高收入的油气出口区域，取消补贴带来的二氧化碳排放量降幅最大，将超过他们自己承诺的幅度，而且受影响的贫困线以下的人口少于低收入区域。但是，取消补贴的全球性计划可能导致印度和非洲等地的二氧化碳排放量增加，因为这些地方的石油和天然气可能将被碳排放更加密集的煤取代。
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论文：Limited emission reductions from fuel subsidy removal except in energy-exporting regions
新闻与观点：Fossil-fuel subsidies assessed
新法制造高性能木材
本周《自然》发表的一篇论文介绍了一种可以将天然木材制成高性能结构材料的简易新方法。无论是强度、韧性，还是抗弹性能，都表现出众。这种密实（压缩）木材材质轻，耐用度几乎高于所有结构金属和合金。
一般而言，具有超凡力学性能的合成结构材料都比较重，而且对环境有害（钢铁与合金）或是制造成本高昂（基于聚合物的复合材料和仿生复合材料）。相比之下，天然木材成本低，资源丰富，作为一种结构材料用于建筑和家具的历史已有几千年之久。但是，它们的力学性能不能满足许多高级工程结构和应用的需要。
美国马里兰大学的Liangbing Hu与同事开发了一种在木材表面密实化之前处理木材的方法。在潮湿条件下，如果采用现有工艺处理， 木材易发软，但是作者所开发的方法不受影响。（木材表面密实化旨在大幅提高木材的尺寸稳定性和力学性能。）作者表明在热压前移除部分木质素和半纤维素成分，可以更加有效地压缩木材，厚度可以减少80%，密度可达原来的3倍。彻底移除木质素和半纤维素会导致材质低劣，因此作者认为必须保留部分木质素以便粘合木材。通过这种方法制成的材料拥有出众的强度、韧性和抗弹性能，而且防潮、轻质、加工简单便宜，对环境的破坏低于大量其它结构材料。
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论文：Processing bulk natural wood into a high-performance structural material
新闻与观点：Wood made denser and stronger
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