Science 一周论文导读 | 2018 年 11 月 16 日

审校 邓卓 访冬 书牧 小勺 咖喱 棒冰

封面制作 访冬

制版 阿金

生物学

Biology

In vivo modeling of human neuron dynamics and Down syndrome

人类神经元动力学和唐氏综合症的体内建模

Raquel Real, Frederick J. Livesey, Vincenzo De Paola, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/eaau1810

图片来源：iStock

（导读 王思菲）本研究发现将人类多能干细胞诱导分化的皮质神经元移植入成年小鼠大脑皮质中，可以在小鼠体内分化组装为复杂的细胞结构。在几个月的观察时间内，该结构内神经元的生长、连接和电信号活动模式均与人类胚胎中的脑组织类似。研究者还使用两名唐氏综合症患者来源的细胞进行了移植，发现其组织更紧密但细胞间神经活动更少。该模型可用于研究人类大脑发育和脑疾病的病理机制。

Abstract

Molecular, spatial, and functional single-cell profiling of the hypothalamic preoptic region

对下丘脑视前区进行分子，空间和功能性单细胞分析

Jeffrey R. Moffitt, Catherine Dulac, Xiaowei Zhuang, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/eaau5324

（导读 郭怿暄）下丘脑参与基本社交行为和稳态的调控，但对下丘脑核的细胞结构仍知之甚少。本研究开发出一种基于成像的细胞类型原位鉴定和定位方法，结合单细胞RNA测序对小鼠下丘脑视前区的细胞进行了分子注释和空间定位。发现了70种具有独特神经调节特征和空间分布的细胞类型。定义雌雄小鼠社会行为时激活的特定神经细胞群。这一发现为剖析行为回路的机制奠定基础。

Abstract

SFXN1 is a mitochondrial serine transporter required for one-carbon metabolism

SFXN1是单碳代谢所必需的线粒体丝氨酸转运蛋白

Nora Kory, David M. Sabatini, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/eaat9528

（导读 郭怿暄）单碳代谢产生合成许多重要代谢物所必需的单碳分子，但该通路的分子机制尚不清楚。本研究通过CRISPR筛选出人类细胞中位于线粒体内膜的多次跨膜蛋白SFXN1。缺乏该蛋白造成与缺乏单碳代谢线粒体部分类似的甘氨酸和嘌呤合成障碍。同时缺乏SFXN1和SFXN3缺陷更加严重。体外提纯的SFXN1可转运丝氨酸。该发现提示SFXN1是单碳代谢中线粒体上的丝氨酸转运蛋白。

Abstract

Reversible self-assembly of superstructured networks

超结构网络的可逆自组装

Ronit Freeman, Erik Luijten, Samuel I. Stupp, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/808

（导读 过泽远）蛋白质组件等软结构，可以自然地通过非共价作用可逆地组成功能性的层级结构，其分子编码人工合成却难以实现。本文通过水凝胶实验和模拟表明，该反应需要强大的非共价键相互作用，其化学可逆结构被限制在有限的超分子内聚能范围内。

Abstract

Light-driven fine chemical production in yeast biohybrids

酵母生物杂种中的光驱精细化学品生产

Junling Guo, Neel S. Joshi, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/813

（导读 过泽远）无机-生物杂化系统通过结合半导体的采光特性和生物细胞的合成潜力，有可能成为可持续的、高效的、多功能的化学合成平台。本文开发了一个模块化的生物无机杂交平台，由高效捕光的铟磷化纳米颗粒和转基因的酿酒酵母构成。酵母从被照射的纳米粒子中获得光生电子，并用于胞质中再生辅助因子。该成果提供了一个高效而复杂的生物制造设计平台。

Abstract

Protein assemblies ejected directly from native membranes yield complexes for mass spectrometry

直接从天然膜中弹出的蛋白质组件产生适合质谱分析的复合物

Dror S. Chorev, Carol V. Robinson, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/829

图片来源：University of Surrey

（导读 阿金）膜蛋白存在于脂质双分子层中，常常被提取出来用于研究，但其完整性也往往遭到破坏。本研究将蛋白质从脂质膜中弹出，毫无化学破坏，通过质谱分析确定其成分。由此从大肠杆菌外膜β桶状组装机制中识别出一种伴侣-孔蛋白结合和脂质相互作用。研究结果强调了天然膜环境对维持小分子结合、亚基互作和相关伴侣蛋白的重要性。

Abstract

Small-molecule inhibitor of OGG1 suppresses proinflammatory gene expression and inflammation

OGG1的小分子抑制剂抑制促炎基因表达和炎症

Torkild Visnes, Istvan Boldogh, Thomas Helleday,et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/834

（导读 王思菲）炎症发生与DNA中8-oxoG等大分子的氧化损伤有关。DNA糖基化酶OGG1能与8-oxoG结合，OGG1缺陷小鼠能抵抗急性及系统性炎症。本研究使用OGG1抑制剂（TH5487），阻碍OGG1和8-oxoG的结合及修复。TH5487能阻止OGG1和促炎基因启动子相互作用，降低促炎基因的表达，从而降低小鼠肺部的免疫细胞浸润。以上结果证明OGG1可以成为减轻炎症反应的靶标。

Abstract

Programmed DNA destruction by miniature CRISPR-Cas14 enzymes

通过微型CRISPR-Cas14酶程序化地破坏 DNA

Lucas B. Harrington, Jennifer A. Doudna, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/839

（导读 郭思瑶）CRISPR-Cas系统被广泛应用于基因编辑。科学家在未经培养的古细菌中发现了一类体积格外小（400-700个氨基酸）的Cas酶—— Cas14。它可以有效捕捉单链DNA无需限制性序列进行非特异性切割，实现高保真单核苷酸多态性（SNP）基因分型。该酶有潜力被应用于医学快速诊断。

Abstract

化学

Chemistry

Heterobiaryl synthesis by contractive C–C coupling via P(V) intermediates

通过P（V）中间体的收缩C-C偶联合成杂双芳基  

Michael C. Hilton, Robert S. Paton, Andrew McNally, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/799

（导读 卓思琪）由哌啶和二嗪构建的异二烯醇对于药学十分重要，本研究利用磷配体偶联的收缩C-C，在金属催化下使用交叉偶联来合成异二烯醇：磷首先选择性取代两个连续杂环中与氮对应的C-H键，接着配体偶联在酸性醇溶液中被激发，从而形成异二烯醇键。机理研究表明该配体偶联过程是异步发生的，该策略可被应用于复杂药物分子的合成。

Abstract

Wafer-scale single-crystal hexagonal boron nitride film via self-collimated grain formation

通过自准直晶粒的形成来制作晶圆级的单晶六方氮化硼膜

Joo Song Lee, Ki Kang Kim, Soo Min Kim, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/817

（导读 卓思琪）多晶六方氮化硼中存在的晶界和缺陷会引入电荷散射和陷阱，阻碍高性能电子器件的发展。本研究报道了通过化学气相沉积法来合成晶圆级单晶hBN（SC-hBN）的单层薄膜。通过B和N边缘的自准直生成紧密堆积的单模晶粒，最终形成了晶圆级的SC-hBN膜。这种膜可用于合成晶圆级的石墨烯/hBN异质结构和单晶二硫化钨。

Abstract

其他

【Physics-物理】Beyond the molecular movie: Dynamics of bands and bonds during a photoinduced phase transition

超越分子电影：光诱导相变期间能带和化学键的动力学

C. W. Nicholson, M. Wolf, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/821

（导读：向菲菲）超快非平衡动力学过程为研究微观相互作用提供了途径，尤其是固体中的光致相变（PIPTs）过程。本研究利用飞秒光发射技术，在硅（111）表面上的铟纳米线系统的PIPTs中获得了瞬态电子结构。通过其直接反应路径与理论预测做出对比，进一步揭示了局域光空穴对形成势能图谱起到的关键作用，并使PIPTs的动量和实空间的描述成为可能。

Abstract

【Materials-材料】Templated nanofiber synthesis via chemical vapor polymerization into liquid crystalline films

通过化学气相聚合与液晶薄膜实现模板化纳米纤维合成

Kenneth C. K. Cheng, Nicholas L. Abbott, Joerg Lahann, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/804

（导读 卓思琪）固定尺寸、形状的纳米纤维的定向排列受到目前技术的限制。本研究利用化学气相聚合和液晶涂层表面，合成了定向组装的纳米纤维。试验中在气相里形成低浓度自由基单体扩散到液晶模板中，最小化了单体诱导的液晶相的变化，且获得了具有复杂精细结构的纳米纤维阵列。该纳米纤维阵列能实现许多功能，其中包括依赖于纳米纤维手性的粘附性。

Abstract

【Geoscience-地球科学】Dominant effect of relative tropical Atlantic warming on major hurricane occurrence

相对热带大西洋变暖对主要飓风发生的主导作用

H. Murakami, E. Levin, T. L. Delworth, R. Gudgel, P.-C. Hsu

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/794

（导读 过泽远）本文探讨了2017年大西洋大飓风活动增强有关的潜在因素。我们通过使用了一套高分辨率的模型试验展现出拉尼娜现象并不是大部分2017年主要飓风在太平洋产生的原因。 这些飓风反而是由北大西洋热带地区显著温暖的海面条件引起的。此外，我们将类似的北大西洋表面变暖的数据叠加在长期海平面温度上升的趋势上(温室气体浓度增加和气溶胶减少的结果)，以表明这种变暖趋势可能在未来会导致更多飓风。影响大西洋飓风活动的关键因素似乎是热带大西洋相对于其他海洋的温暖程度。

Abstract

【Social Science-社会科学】Quantifying reputation and success in art

量化艺术中的声望和成功

Samuel P. Fraiberger, Albert-László Barabási, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6416/825

图片来源：Deloitte

(导读 郭思瑶)人类有关活动常常难以客观量化，而声誉和关系网络在资源和奖励的获取上起着关键作用。作者利用49万名艺术家的展览历史构建共同展览网络，来捕捉不同机构间的艺术活动轨迹。网络的居中性突显机构声誉的作用，结果表明早期就在著名的机构展出有利于日后长期声名不落，并且这些人半途而废的概率更低。

Abstract

本周值得读· 论文频道：好伴侣让你活更久、吃橘子皮预防肿瘤（？）、越怕苦越爱喝咖啡、新一代蛋白质测序方法 等

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