Science 一周论文导读 | 2019 年 1 月 4 日

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Science 一周论文导读 | 2019 年 1 月 4 日

2019 年 1 月 14 日 科研圈

审校邓卓访冬小勺棒冰小锅书牧

封面制作：访冬

制版：阿金

生物学

Biology

Synaptotagmin-3 drives AMPA receptor endocytosis, depression of synapse strength, and forgetting

突触结合蛋白-3驱动AMPA受体内吞作用，抑制突触强度和遗忘

Ankit Awasthi, Camin Dean, et al.

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/eaav1483

（导读郭怿暄）遗忘是非常重要的。本研究发现突触结合蛋白-3（Syt3）位于突触后的内吞作用区域，并在刺激后从突触细胞膜上移除AMPA受体。而AMPA受体内化，突触强度出现长期抑制（LTD），长期增强作用（LTP）发生衰减都依赖钙敏Syt3。敲除Syt3导致小鼠可以正常学习，但不会遗忘。破坏Syt3:GluA2结合与缺乏LTP衰减和遗忘表型相似。该发现表明Syt3内化AMPA受体抑制突触强度，促进遗忘。

Abstract

Commensal-specific T cell plasticity promotes rapid tissue adaptation to injury

共生特异性T细胞的可塑性加速组织对损伤的适应

Oliver J. Harrison, Yasmine Belkaid, et al.

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/eaat6280

（导读王思菲）屏障组织是环境压力的第一道防线，也是包括共生特异性T细胞在内的抗原接触淋巴细胞的主要存在场所。本研究发现位于皮肤的共生特异性T细胞兼具17型程序和静息2型状态特征。当组织损伤并暴露于炎症因子如白介素-18时，这些细胞快速释放2型细胞因子，从而促进组织修复。因此共生特异性T细胞协调组织驻留及细胞内在可塑性促进局部免疫及组织应对损伤的适应性。

Abstract

Synthetic glycolate metabolism pathways stimulate crop growth and productivity in the field

合成的乙醇酸代谢通路刺激作物生长和产量

Paul F. South, Amanda P. Cavanagh, Helen W. Liu and Donald R. Ort

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/eaat9077

图片来源：pixabay

（导读阿金）碳三植物通过光呼吸作用来排除内部的有毒代谢产物乙醇酸，但是会减少作物产量。本研究将合成乙醇酸代谢通路引入烟草叶绿体中，通过抑制叶绿体中的乙醇酸输出，使合成通路的通量最大化，从而将光合作用量子产率提高20%。在田间实验中，纯合转基因种系生物量生产力可增加40%。该结果表明替代性乙醇酸代谢通路工程设计的潜在应用价值。

Abstract

A collicular visual cortex: Neocortical space for an ancient midbrain visual structure

丘脑视觉皮层：位于新皮质区域古老的中脑视觉结构

Riccardo Beltramo and Massimo Scanziani

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/64

（导读郭怿暄）大脑视觉应答依赖膝状体输入投射到初级视觉皮层（V1）。V1损伤严重降低全皮层视觉应答。视觉信息还可通过上丘脑（SC）传入但功能不详。本研究发现独立于膝状体-皮质的SC初级视觉皮层。SC损伤对皮层视觉应答的影响比V1损伤小，没有视觉皮层区域完全依赖SC输入。小鼠嗅缘皮质的视觉应答独立于V1，在沉默SC后完全消失。该区域在辨别移动物体上优于V1。

Abstract

Metagenomic sequencing at the epicenter of the Nigeria 2018 Lassa fever outbreak

对尼日利亚2018年拉沙热爆发中心进行宏基因组测序

L. E. Kafetzopoulou, S. T. Pullan, et al.

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/74

（导读阿金）2018年尼日利亚拉沙热疫情爆发，出现有史以来最多病例激增。本研究为了解爆发背后的分子流行病学，在疾病爆发中心直接获得病人样本进行宏基因组纳米孔测序，并将获得信息及时与政府和WHO沟通指导公共卫生措施。对36个基因组进行实时分析并利用120例样品确认后，发现具有前几年病毒株的广泛多样性以及株间发生系统发生混合，表明并未出现全新病毒株或广泛人与人间传播。

Abstract

An elephant-sized Late Triassic synapsid with erect limbs

晚三叠世似哺乳爬行动物（单孔亚纲）体型与大象相当，具有直立的四肢

Tomasz Sulej and Grzegorz Niedźwiedzki

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/78

（导读 Westin）波兰晚三叠世的伯氏利索维斯兽（Lisowicia bojani）是最年轻的二齿兽化石记录，也是体型最大的三叠纪非恐龙陆生四足动物。利索维斯兽可能发育适于奔跑的直立四肢。生长停滞线缺失和皮质骨的高度重塑表明其终生快速生长。与恐龙一样，干群哺乳动物在三叠纪演化出了巨大的体型，直到始新世末期哺乳动物才再次达到这种体型。

Abstract

DNA fragility in the parallel evolution of pelvic reduction in stickleback fish

棘鱼骨盆缺失平行进化中的DNA脆性

Kathleen T. Xie, David M. Kingsley, et al.

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/81

（导读阿金）演化产生生命形式多样性，但很多特征会重复演化，其中一例就是棘鱼骨盆后鳍的缺失。本研究确认骨盆缺失所映射的Pitx1基因反复删除的分子机制，Pitx1增强子序列形成体外替代性DNA结构，增加体外的双链断裂和删除。增加的突变率能够影响同棘鱼和人类相关的统计学条件下的演化过程。

Abstract

Structure of the posttranslational Sec protein-translocation channel complex from yeast

解析酵母翻译后Sec蛋白 - 易位通道复合体的结构

Samuel Itskanov and Eunyong Park

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/84

（导读郭怿暄）Sec61蛋白传导通道介导许多蛋白质翻译中或翻译后的转运。翻译后转运还依赖Sec63和Sec62但机制未知。本研究解析了酵母Sec复合体（Sec61-Sec63-Sec71-Sec72）的冷冻电镜结构。发现Sec63通过胞质跨膜ER-腔结构域与Sec61紧密结合，使Sec61侧门打开，孔易位，激活通道促进底物结合。Sec63优化调控复合体与胞质和腔内分子伴侣的结合位点促进多肽高效易位。该发现揭示了真核细胞蛋白质翻译后易位的机制。

Abstract

Functionally diverse type V CRISPR-Cas systems

功能多样的V型 CRISPR-Cas系统

Winston X. Yan, David A. Scott, et al.

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/88

（导读郭怿暄）V型CRISPR-Cas系统通过RNA引导且包含RuvC结构域的单个效应子Cas12加以区分。本研究鉴定出Cas12c，-g， -h和-i并进行表征：Cas12c, -h, 和-i具有RNA引导的双链DNA干扰活性。Cas12i在CRISPR RNA间隔序列的互补和非互补链上表现出差异巨大剪切效率。Cas12g是RNA引导的核糖核酸酶同时兼有单链DNase活性。该发现揭示了V型CRISPR-Cas的功能多样性，扩展了现有的CRISPR工具箱。

Abstract

物理学

Physics

Dynamic response and hydrodynamics of polarized crowds

极化人群的动态响应和流体动力学

Nicolas Bain, Denis Bartolo

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/46

图片来源：Phys.org

（导读胡琦琳）本研究利用成千上万的公路参与者，并将他们围起来，通过探究其边界运动的动态响应阐明极化人群的流动行为。基于观察，研究人员提出了极化人群的流体力学理论，并证明了这项理论的预测能力。研究人员希望可以将这样的人类群体描述作为连续统，为人群管理提供定量的指导。

Abstract

Rovibrational quantum state resolution of the C60 fullerene

富勒烯C60的振转量子态分辨

P. Bryan Changala, Marissa L. Weichman, Kevin F. Lee, Martin E. Fermann and Jun Ye

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/49

（导读阿金）富勒烯C60分子的全量子态分辨光谱一直备受关注，但目前由于制备高密度冷气相C60的难度较高，尚无实验观测。本研究报道了在8.5微米光谱区域的C60高分辨率红外吸收光谱，观察到量子态可分辨的振转跃迁。其核自旋统计强度的特征模式确认60个碳12原子的不可分辨性。

Abstract

Counter-propagating charge transport in the quantum Hall effect regime

量子霍尔效应中的反向传播电荷输运

Fabien Lafont, Amir Rosenblatt, Moty Heiblum and Vladimir Umansky

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/54

（导读阿金）在垂直磁场中二维电子气观察到的量子霍尔效应会沿着样品边缘产生电荷载流子的一维状手性下行输运。本研究分析了GaAs-AlGaAs异质结构中的正则自旋极化和自旋非极化V = 2/3类-空穴态，在自旋非极化态的短程传播距离中观察到明显的上行电流。

Abstract

Laser cooling of ions in a neutral plasma

中性等离子体中的离子激光冷却

Thomas K. Langin, Grant M. Gorman and Thomas C. Killian

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/61

（导读阿金）由于等离子体通常处于高温状态，对中性等离子体进行激光冷却颇具挑战。本研究利用超冷原子气体光电离出的超冷中性等离子，克服了上述障碍，在经历了135微秒的冷却之后，观察到离子温度下降到原来的1/4，最低达到50毫开尔文。该结果有助于深入了解强耦合下的中性等离子体。

Abstract

其他

【Materials-材料】Fluorine-programmed nanozipping to tailored nanographenes on rutile TiO2 surfaces

在金红石TiO2表面上利用氟程序化纳米拉链裁剪纳米石墨烯

M. Kolmer, K. Amsharov, et al.

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/57

（导读：向菲菲）直接在非金属表面上合成纳米石墨烯和碳纳米条带一直是较难实现的目标。研究人员发现活化碳-氟键是一种可靠的工具，能在金属氧化物表面上实现分子内芳基-芳基偶联。激发碳-氟键诱导的多步反应转化能引起多米诺似的偶联反应，可在金红石TiO2表面上剪裁纳米石墨烯。这种高效的氢氟“拉链反应”，使得直接在绝缘和半导体表面上程序合成纳米石墨烯和纳米条带成为可能。

Abstract

【Geoscience-地球科学】The Little Ice Age and 20th-century deep Pacific cooling

小冰期与二十世纪太平洋深层降温

G. Gebbie and P. Huybers

http://science.sciencemag.org/content/363/6422/70

图片来源：www.history.com

（导读 Westin）在现代人为活动导致变暖之前，地球均处于自中世纪暖期到小冰期的冷却状态中。这些历史上的海表异常可能与正在进行的深海温度调整有关。我们推断太平洋深层仍处于进入小冰期的冷却过程，而海洋表层和大西洋深层的温度变化趋势反映了现代变暖现象。自1750年以来的深海热损失抵消了全球变热对上层海洋温度增量的四分之一。

Abstract