Science 一周论文导读 | 2018 年 7 月 13 日

审校：访冬 小锅 小勺 邓卓

封面设计：访冬

制版：阿金

生物学

Biology

Retinal isomerization in bacteriorhodopsin captured by a femtosecond x-ray laser

通过飞秒X射线激光捕获的细菌视紫红质中的视网膜异构化

Przemyslaw Nogly, Jörg Standfuss, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/eaat0094

（导读 郭怿暄）视网膜的超快速异构化是人类视觉和细菌离子跨膜运输等光应答过程中的主要步骤。本研究利用X射线激光对光驱动的质子泵细菌视紫红质的视网膜异构化的结构动态变化进行研究，捕捉到近原子级别飞秒结构，揭示了天冬氨酸残基和席夫碱附近的功能性水分子的高速协同移动对立体选择性和高效的光化学反应至关重要。

Abstract

Phylogenomics reveals multiple losses of nitrogen-fixing root nodule symbiosis

系统基因组学揭示固氮根瘤共生的多重丢失

Maximilian Griesmann, Shifeng Cheng, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/eaat1743

图片来源：IRD

（导读：阿金）具有固氮细菌的植物根瘤共生影响全球氮循环和食物生产，但限于开花植物单个进化分支中一个属的子集。本研究对10种涵盖结节形态型、细菌共生体和感染策略多样性的植物进行全基因组测序，与37种植物比较，发现“多重独立丢失”特征，以及与此不可或缺的共生调节因子，揭示了当前植物中固氮物种更广泛的分布规律。

Abstract

Programming self-organizing multicellular structures with synthetic cell-cell signaling

利用合成细胞间信号编程出自我组织的多细胞结构

Satoshi Toda, Leonardo Morsut, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/156

（导读：阿金）细胞间信号网络可诱导多细胞自我组织发生形态变化。本研究使用synNotch近分泌信号平台通过特异的细胞间作用诱导钙粘蛋白细胞粘附的变化。借此获得的装配结构具有自然发育系统的标志性特点，表明细胞信号诱导的空间重组改变每个细胞接收到的局部信号从而改变细胞类型的确定。该研究为了解多细胞演化提供见解，证明编程设计自组装组织和材料的潜力。

Abstract

Sensitivity to “sunk costs” in mice, rats, and humans

小鼠，大鼠和人类对“沉没成本”的敏感性 

Brian M. Sweis, A. David Redish, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/178

（导读 陈月欣）沉没成本是无法收回的投资；它不应影响决策，因为决策应以期望中的未来结果为导向。人类和其他动物都对沉没成本有敏感性，但相关研究成果说法不一。本研究以时间为成本的实验，发现沉没成本的敏感性来源于实验对象因已经投入的时间而不愿终止活动的行为。实验结果显示，小鼠、大鼠和人类在做决定时对于时间沉没成本有着相似的敏感性。

Abstract

Dual-spindle formation in zygotes keeps parental genomes apart in early mammalian embryos

哺乳动物受精卵中的双纺锤体形成使得早期胚胎中的双亲基因组分离

Judith Reichmann, Jan Ellenberg, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/189

（导读 郭怿暄）哺乳动物胚胎中来自双亲的遗传物质在受精卵分裂时相遇，但双亲基因组如何分离尚不清楚。本研究采用光片显微技术观察发现受精卵中形成两个双极纺锤体，分别代表母方和父方基因组。两个纺锤体在分裂后期之前将两极排列好，并在第一次分裂中分离。这一发现揭示了胚胎两细胞期时双亲基因组分别处于独立核室的机制。

Abstract

Ethylene-gibberellin signaling underlies adaptation of rice to periodic flooding

水稻通过乙烯-赤霉素信号对周期性洪水的产生适应  

Takeshi Kuroha, Susan R. McCouch, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/181

图片来源：Tohoku University

（导读 卓思琪）多数植物被水淹时生长不佳，深水稻通过激活茎节间生长使其保持在水面之上，从而避免缺氧，在周期性洪水中得以存活。本文发现赤霉素生物合成基因SD1与淹水诱导的节间伸长有关。当植物被淹没时，乙烯响应转录因子OsEIL1a激活SD1的转录，进而增加赤霉素的合成，促进节间伸长。进化分析显示深水稻来源于野生水稻中存在的变异，在孟加拉被选育。

Abstract

地球科学

Geoscience

The rise, collapse, and compaction of Mt. Mantap from the 3 September 2017 North Korean nuclear test

2017年9月3日朝鲜核试验引起万塔山（Mt. Mantap）的升高、沉降和压实

王腾（南洋理工大学新加坡对地观测中心）, Douglas Dreger, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/166

（导读 胡琦琳）对秘密核试验的监控依赖于全球地震台网，但星载监测尚未得到充分利用。本研究利用卫星雷达图像确定完整地表位移场的移动与朝鲜最大的地下核试验有关。结合大地测量和地震遥感发现，最初爆炸变形的后果包括与地下坍塌有关的沉降和试验地受损岩石的抗震压实。结果说明星载遥感测量有助于表现大型地下核试验的特征。

Abstract

Late inception of a resiliently oxygenated upper ocean

弹性氧化的上层海洋的最晚出现时间

Wanyi Lu, Zunli Lu, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/174

（导读：阿金）随时间推移的海洋和大气氧含量上升对提高地球表面环境的适宜性非常重要。本研究分析了海相碳酸盐中的碘/钙比（I/Ca）记录，结果支持4亿年前大气中氧分压的大幅上升，揭示2亿年前海洋上层氧化作用越级变化至接近现代水平。地球系统模型表明有机物质再矿化转向更深处，可能驱动了2亿年前的I/Ca变化。

Abstract

Assessment of methane emissions from the U.S. oil and gas supply chain

美国石油和天然气供应链的甲烷排放量评估

Ramón A. Alvarez, Daniel Zavala-Araiza, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/186

（导读：阿金）利用测量地面设施规模估算和飞机观测确认，对美国石油和天然气供应链30%进行甲烷排放量测算。本研究将范围扩大至全国，基于设施估算2015年排放量为13±2Tg，比美国环境保护局的估算值高60%，相当于天然气燃烧产生二氧化碳20年的辐射强迫。快速找出高排量的根本原因、使用更少故障倾向的系统可有效减少排放量。

Abstract

天文学

Astronomy

Multimessenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A

与高能中微子IceCube-170922A事件重合的爆发中耀变体的多信使观测

The IceCube Collaboration, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/eaat1378

图片来源：Astrobites

（导读：阿金）以往中微子的单个天体物理来源仅限于太阳和超新星1987A。本研究报道了IceCube天文台在2017年9月22日探测到的高能中微子事件IceCube-170922A，其抵达方向与一个已知耀变体TXS 0506+056一致，后者被观测到正在爆发中，并伴随极高能量的γ射线发射。观测结果表明耀变体可能是高能中微子的来源。

Abstract

Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert

 IceCube中微子天文台在170922A警报发生之前探测到来自耀变体TXS 0506 + 056方向的中微子发射

IceCube Collaboration

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/147

（导读：阿金）IceCube天文台在2017年9月22日观测到的高能中微子事件与来自耀变体 TXS 0506+056的伽马射线爆发在方向上和时间上一致。由此出发，本研究调查了IceCube天文台共9.5年的中微子观测数据，在TXS 0506+056方向发现了从2014年9月到2015年3月间的大量高能中微子事件，其信号置信度达到3.5倍标准差。研究结果表明耀变体是高能中微子流的源头。

Abstract

其他

【Materials-材料】Metal-free three-dimensional perovskite ferroelectrics

不含金属的三维钙钛矿铁电体

Heng-Yun Ye, 熊仁根（东南大学）, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/151

（导读：向菲菲）有机铁电体因柔韧性好，重量轻，生产过程环保，工作温度低等优点受到广泛关注。然而理想的钙钛矿铁电材料还比较稀少。本研究发现了一类具有三维结构且不含金属的有机钙钛矿铁电材料家族，其中MDABCO–NH4I3具有22μC/cm²

的自发极化，很高的相变温度（448K）以及8个可能的极化方向。这些独特的性质使其可用于柔性器件， 软机器人等领域。

Abstract

【Physics-物理】Phase transitions in a programmable quantum spin glass simulator

可编程量子自旋玻璃模拟器中的相转变

R. Harris, Y. Sato, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/162

（导读：向菲菲）量子模拟硬件的出现为实验上研究量子系统中的磁相变提供了新方法。本研究用D-Wave处理器在三维立方晶格中实现互作用伊辛自旋的量子力学模拟。其控制和读取单个自旋状态的能力可直接获取几阶参数，以用来决定晶格磁相位，临界无序度等。通过调制无序度和横向磁场，可观察到顺磁，反铁磁和自旋玻璃相之间的相转变。

Abstract

【Chemistry-化学】Deconstructive fluorination of cyclic amines by carbon-carbon cleavage

通过碳-碳裂解对环胺进行解构氟化  

Jose B. Roque, Richmond Sarpong, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6398/171

（导读 卓思琪）碳-碳双键断裂的解构功能化已很好实现，但无张力 C(sp³)–C(sp³）键断裂和官能化的先例不多。本研究采用让饱和氮杂环中C(sp³)–C(sp³）键断裂的解构氟化，构造单/二氟胺衍生物。使用选择性氟化试剂Selectfluor的银介导开环氟化突出了环胺官能化策略，确立环胺作为氨基烷基的合成子。

Abstract

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