本期封面所示为一幅画作，名叫“Dis-assembly”，是画家Daniel Kohn对一次“染色体破碎”(chromothripsis)事件的解读，来自其系列作品“Thinking about Science — DataSets”。“染色体破碎”是剧烈的染色体事件，涉及巨大的染色体断裂和重排，一般只限于一个细胞的一个或少数几个染色体，已在各种癌症和先天性疾病中被发现。一项新的研究将活细胞成像与单细胞基因组测序相结合来重新生成与“染色体破碎”相似的重排。结果表明，在单个染色体被误隔离到所谓的“微核”(micronuclei)内后，它们会破碎。在细胞分裂之后，这些碎片会被重新整合到基因组中，产生重排，这些重排在某些情况下具有“染色体破碎”的典型特征。在“微核”中破碎的染色体还会导致小的环形染色体碎片的形成，这是形成所谓的“double minute染色体”过程中的第一步，后者携带癌症中扩增的致癌基因。因而，这项研究为“染色体破碎”的一个分子机制提供了首次实验演示。
在导航时，我们不仅要对关于位置和轨迹的信息进行整合，而且要对我们的行进路线是否体现我们决策的目标和结果进行监测。我们对海马体是怎样接收后一个信息的还不是很了解。在这项研究中，Hiroshi Ito等人发现，丘脑的连结核是大鼠海马区CA1的位置细胞(place cells)中依赖于路径或轨迹的活动的来源。在连接核层面上破坏丘脑-海马体之间的连接，会降低海马体中朝向目标的信号发射。作者提出，对于位置来说和对于朝向目标的一条未来路径的表述来说，丘脑都是导航过程中信号整合的一个关键节点。
回想正面记忆是否能减轻抑郁？Susumu Tonegawa 及同事利用与一个正面的、中性的或负面的经历相关的、通过光遗传学方法标记的特定海马体记忆印迹对这一问题进行了研究。这些记忆之后可以通过光被人工激活。正面印迹的急性激活被发现会抑制暴露于慢性压力的小鼠类似抑郁症的行为，这是由 “海马体-杏仁核-伏隔核”通道介导的一个效应。重要的是，正面印迹的慢性激活也会抑制处于压力状态下的小鼠类似抑郁症的行为，即便在激活已经结束以后也是这样，说明这种抗抑郁效应并不取决于对印迹的实时人工激活。作者提出，对与一个正面记忆相关的海马体齿状回细胞的直接激活，也许能为减轻一类与抑郁相关的行为提供一个潜在的治疗节点，尽管在目前阶段还不清楚这些发现对人类是否适用。
淋巴内皮过去被认为完全是从静脉内皮的转分化形成的。本期Nature上发表的两篇研究论文显示，这种脉管的起源要比人们所预料的更为多样。Karina Yaniv及同事通过对转基因斑马鱼胚胎进行活体成像来跟踪各个淋巴内皮细胞和它们后代的世系。他们发现，淋巴祖细胞是从以前没有被表征的位于主静脉床上的一组多能成血管细胞形成的，后者具有不仅形成淋巴细胞、而且形成动脉细胞和静脉细胞的潜力。Paul Riley及同事通过对小鼠采用“genetic fate-mapping”方法显示，心脏淋巴内皮细胞有两个起源，既涉及静脉内皮细胞，又涉及源自卵黄囊细胞的另一个非静脉祖细胞来源。他们还发现心脏中的淋巴管生成会受到心肌梗塞的影响，并且还提出，通过VEGF-C促进淋巴管生成可以在发生梗塞后改善心脏功能。
空间工作记忆是通过额叶前部脑区域与海马体之间的活动协调来维持的，但一直不清楚这些区域之间的精确解剖联系是什么，也不清楚它们是在什么时间尺度上工作的。在这项研究中，Joshua Gordon及同事确定了额叶前部皮层与海马体之间的一个直接路径，该路径是空间提示信息的正确编码所必需的，但却并不是这些提示信息的维持和提取所需要的。海马体信息在空间工作记忆任务的编码阶段向额叶前部皮层中的神经单元流动，成功的编码需要这两个脑结构之间在网络活动的伽马频带内的同步。这些发现显示了海马体-额叶前部直接输入在空间信息的连续更新中的至关重要性。
Yi Guan及同事对H7N9流感病毒2013年第二轮爆发期间的演变和传播情况进行了追踪。他们提供了来自从2013年10月到2014年7月在中国全国范围内所进行的流感监测期间收集到的分离毒株的大量新的H7N9病毒序列。他们发现，该病毒已分化成截然不同的分支，已在鸡身上安营扎寨，并且已经传播到了更大的地域范围。H7N9病毒在中国流感生态系统中扎根的方式强烈显示，这种病毒应当作为有可能对人类造成疫情的一个首要病毒种类加以考虑。
为什么一些肿瘤会转移到特定组织如肺脏或骨中去在很多情况下还不清楚。Janine Erler及同事发现，某些乳腺癌向骨头的转移可以被由转移性肿瘤细胞产生的酶“赖氨酰氧化酶”(LOX)驱动。LOX通过促进吸收骨头的破骨细胞的形成来诱导骨骼病变。这些病变似乎为在血液中循环的乳腺癌细胞提供了一个着陆点，它们可以从这里发展成转移的癌细胞。因此，LOX的抑制也许能提供一个阻断骨转移的方式，同时一个肿瘤中LOX的表达也可以充当肿瘤向骨头转移之倾向的一个生物标记。
本期Nature Communications上发表的一项研究，报告了能通过让肥胖小鼠将多余热量燃烧掉来促进其减肥的一种药物。该药物会让小鼠产生更多棕色和米色脂肪，这些脂肪是专门燃烧脂质分子来产生热量的组织。
现在，Alexander Pfeifer及同事发现，由被称为“可溶性鸟苷酸环化酶”(sGC)的酶驱动的一个细胞信号作用通道激发肥胖小鼠棕色和米色脂肪的形成。在用刺激sGC的一种实验药物处理之后，小鼠燃烧掉了更多脂质，而这又使得它们变得更瘦，原因是白色(贮存)脂肪减少了。
虽然该药物还没有进行过人体试验，但作者猜测它可能是比较安全的，因为它与最近被批准用于肺高血压治疗的药物“瑞司瓜特”在化学上相似，并属于同一类别。作者希望，他们的发现也许能为肥胖症和某些相关疾病的治疗提供一种潜在的候选药物。
本期Nature Communications报告了对哺乳动物的骨骼肌所做的首次光遗传刺激。这项研究描述了对通过手术从小鼠身上去除的声带的收缩所实施的由光介导的控制，而这些实验鼠则是经过了遗传工程处理，让它们表达光响应通道 Channelrhodopsin2 (ChR2)。
光遗传学技术允许对特定细胞类型(通常是神经元)进行精确刺激，这些细胞类型也经过了遗传处理， 使其对光敏感。这一技术以前曾被用来经由次运动皮层或周围运动神经元间接刺激骨骼肌。对骨骼肌细胞的直接光遗传刺激以前只在实验室中对线虫和对单一肌肉纤维做过。这些实验并未为了解该方法应用于完好骨骼肌的可行性提供信息，因为要产生足够大的力来引起肌肉收缩，需要同时对多个肌肉纤维进行刺激，而且过去也不清楚是否有足够多的光通过肌肉来让这种情况发生。
现在，Philipp Sasse及同事通过遗传工程方法来让小鼠表达ChR2，发现用短至2毫秒的光脉冲刺激能诱导通过手术从小鼠身上去除的喉肌的收缩。他们还发现，通过调制光脉冲的持续时间和强度，他们可以微调所产生的力。
作者提出，对肌肉的直接光遗传刺激可能优于电刺激，因为它能克服由于感觉神经的激发所产生的不舒服感以及电脉冲对附近肌肉所产生的不必要刺激。他们还猜测，鉴于小鼠和人类喉部的相似性，这一方法将来有一天也许可以改造成针对喉部麻痹患者的一个治疗方案(对这种患者施行神经刺激不是一个选择方案)，尽管还需要进行相当多的进一步验证工作来确定是否是这种情况。
Nature Communications发表的一篇论文报告说，似乎是红血球和与胶原蛋白相似的纤维的结构已在来自白垩纪的距今7500万年前的恐龙骨头中被识别出。这一发现表明，化石中有机结构的保存可能远比以前所想的更为普遍。
软组织成分(包括看起来像与蛋白相似的细胞和分子的结构)以前曾在距今数千万年前的化石中被发现，但只是在保存极为完好的化石样本中被发现，而且它们的识别也是有争议的。人们早就假设，蛋白分子会在相对较短的时间内衰变，其保存时间不会长于400万年，因此普遍认为最初的蛋白中只有部分会被保存下来，完整结构已经失去。
现在，Sergio Bertazzo、Susannah Maidment及同事报告了来自八块白垩纪恐龙骨头的有机结构的发现，这些骨头中没有一块是被特别好地保存下来的。其中的一些骨头含有似乎是含细胞核的红血球的结构，当用质谱仪进行检测时，这些结构显示了与鸸鹋血相似的特征。其他结构似乎含有结构性蛋白“胶原蛋白”，其分子扭曲成了胶原蛋白特征性的绳状结构，并含有组成该蛋白的氨基酸的片段。这些发现表明，即便是最不起眼的化石也可能值得进行分子分析。蛋白在地质学时间尺度上的保存也许还能让研究人员对早已灭绝的动物的生理和行为进行研究。
本期Nature Communications 上报告了小鼠孕期高纤维饮食可以提高其后代不发生哮喘的几率的一个机制。这项研究显示，来自雌性小鼠饮食的纤维代谢物与其后代的某些过敏性免疫反应的表观遗传抑制之间存在一种关系。
近年来的哮喘流行已被发现与缺少纤维的西式饮食的消耗量增加有关联。另外，高纤维摄取量在用小鼠所做的实验中也被发现能防止过敏反应。然而，此前尚不清楚这样一种饮食所具有的好处能持续多久，也不清楚饮食中的纤维摄取什么时候最有好处。
Charles Mackay及同事给怀孕的小鼠吃纤维含量不同的食物，然后让它们的成年后代接触能诱发哮喘的过敏原。在子宫中接触高纤维饮食的小鼠成年后对哮喘的发生有抵抗力。作者发现，这是因为某些肠道细菌对纤维的消化会产生被吸收到血流中去的代谢产物，这些代谢产物还会抑制炎性反应和过敏反应。这些代谢产物对小鼠胎儿还有表观遗传效应，抑制人类哮喘和过敏性呼吸道疾病(人类哮喘的一个小鼠模型)。
作者还发现，怀孕妇女的高纤维饮食会导致同样代谢产物的存在，这些代谢产物与出生后第一年因呼吸病要看医生超过2次的婴儿数量的显著降低有关。
Nature Communications上发表的一篇研究论文报告说，中药中用的一种被称为“灵芝”的蘑菇，被发现能通过改变肠道微生物群的组成降低小鼠的肥胖程度。这些结果表明，灵芝补品对于肥胖症和相关疾病的治疗也许会有用，但还需要进一步的研究来证实在人身上是否也有这些效应。
肥胖症的高发是对公共卫生的一大威胁，全世界大约有5亿肥胖的人和14亿体重超重的人。灵芝在亚洲药材中已经被使用了几个世纪，用来促进健康，也曾被提出有抗糖尿病效应。
Hsin-Chih Lai及同事利用一个小鼠模型来研究向用高脂肪饮食饲养的小鼠食物中添加灵芝的一种提取物的效应。这样处理过的小鼠显示出由高脂肪饮食诱导的肠道微生物失衡的逆转和体重降低，同时又保持了肠道屏障的完整性。作者还观察到，将处理过的小鼠的粪便移植给其他肥胖的小鼠，会重现由灵芝提取物的消耗所造成的有益代谢效应。这是灵芝首次被发现有益生和降低体重的功能。
根据本周发表在《科学报告》上的一项研究显示，人类眼眶的结构和其他猿类相比很特别，这一演化特征可能帮助扩展了人类的周边视力。
Eric Denion和他的研究团队比较了100个人类头骨的眼眶和120个猿类头骨的眼眶。他们发现人类和长臂猿的眼眶与黑猩猩，倭黑猩猩，大猩猩和红毛猩猩的相比，向前突出聚合的少的多。他们也发现人类的眼眶宽度大于高度，而且宽和高的比在猿类（人也是猿的一种）中最高。这些特征有助于人类获得比其他猿类更宽广的侧向视野。
研究者发现眼眶的最外围，又叫做眶外侧缘（lateral orbital margin，LOM）在人类的头骨的位置和其他非人猿类相比，更加靠后。这一点再加上人类眼球更靠前的的位置，减少了对于视觉的阻碍，增强了眼球巡视环境的能力。研究者表示这一特征可能是在选择其他现代人面部特征的一个副产品，例如不那么突出的口鼻部。研究者还认为，人类祖先离开了森林可能推动了眶外侧缘向后的演化，住在森林里的非人猿类需要更靠前的眶外侧缘来保护他们的眼球不受到树枝的伤害。最后，他们表示人类更靠前的眼球让人们更容易遭受和紫外线相关的眼科疾病，例如翼状胬肉和白内障，但换来的好处就是视野更大。
对HIV被动施用 “广谱中和抗体” (bNAbs)在HIV-1感染的人化小鼠和猕猴模型中对防止HIV-1感染一直都是有效的。曾有人提出，bNAbs(被动施用或通过病毒载体来施用)对于人类的预防和免疫治疗来说可能也是有效的。该方法的安全性和疗效以前没有在人体上进行过试验，但在这篇论文中，Michel Nussenzweig及同事报告了将中和抗体指向CD4结合点的一项I-期被动免疫研究的结果，发现这种治疗方法可以瞬时降低人体的HIV病毒载量。