Science 一周论文导读 | 2018 年 1 月 26 日

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Science 一周论文导读 | 2018 年 1 月 26 日

2018 年 2 月 4 日 科研圈 科研圈

审校邓卓咖喱小勺大头紫苏

生物学

Biology

【封面故事】Moving in the Anthropocene: Global reductions in terrestrial mammalian movements

人类纪全球陆地哺乳动物活动衰减

Marlee A. Tucker, Thomas Mueller, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/466

图片来源：science.sciencemag.org

（导读寒雨）动物活动是生态系统功能和物种生存的基础。本研究利用 57 个物种 803 个个体的独特 GPS 追踪数据，发现人类足迹相对集中地区比足迹稀少地区的动物活动平均减少至 1/2-1/3，这可能归因于人类活动导致的物种行为改变和长距离运动受限。此外，全球动物活动减少可能会广泛影响种群延续和生态进程。

Abstract

The nature of nurture: Effects of parental genotypes

培育的本质：父母基因型的影响

Augustine Kong, Kari Stefansson, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/424

（导读郭怿暄）以往的遗传学研究中，父母基因组中未传递到子代中的序列变异往往被忽略。本研究通过对双亲中至少一位基因型确定的 21637 位被试者的非传递等位基因进行多基因得分计算，评价其对被试者教育程度的影响，提出了“基因培育”现象，即，非传递等位基因可以通过影响父母和其他亲属来影响孩子

Abstract

The ER membrane protein complex is a transmembrane domain insertase

内质网膜蛋白复合物是一种跨膜结构域插入酶

Ramanujan S. Hegde, Alina Guna, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/470

（导读郭怿暄）蛋白质插入膜结构是一项基本的细胞活动。本研究发现现有已知的膜插入通路无法将尾端锚定并含有中度疏水跨膜区的膜蛋白有效插入生物膜，这些蛋白在细胞质中被钙调蛋白所保护，被钙调蛋白释放后则通过内质网膜蛋白复合物（EMC）完成插膜。细胞中和体外重构实验都证实了 EMC 的插膜酶属性。

Abstract

材料科学

Materials

A platform for automated nanomole-scale reaction screening and micromole-scale synthesis in flow

自动纳米水平反应筛选和微摩尔水平流动合成平台

Paul Richardson, Neal W. Sach, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/429

（导读阿金）药物研究中复杂中间体的稀缺要求优化亚毫克水平上的反应方案。本研究报道一种基于流动的自动化合成平台，将快速纳米级别的反应筛选和微摩尔水平合成整合到同一单元模块中，可以在 24 小时内运行约 1500 次以上反应。通过在同一位点重复注射，新系统可直接制造微摩尔水平数量的目标材料。

Abstract

Mechanistic origin and prediction of enhanced ductility in magnesium alloys

强相互作用二维费米气体中的高温配对

W. A. Curtin, Zhaoxuan Wu, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/447

（导读阿金）强相互作用费米系统的相位属性是量子多体物理学中的一个重要问题。本研究使用空间分辨射频光谱测量，在超过超流体临界温度以上观察到费米子多体配对现象。在超冷费米原子二维气体的强相互作用体系中，发现正常相位的配对能量明显超过系统内部双体结合能量，暗示了配对来源于多体互作用。

Abstract

物理学

Physics

Resonantly driven CNOT gate for electron spins

电子自旋的谐振驱动 CNOT 门

J. R. Petta, D. M. Zajac, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/439

图片来源：princeton.edu

（导读阿金）单量子位旋转和双量子位 CNOT 是量子计算的关键组成，但实现稳健 CNOT 门仍具挑战。本研究在硅中展示电子自旋谐振驱动的 CNOT 门，实现单个量子位旋转保真度大于 99%，交换耦合的门控则允许在 200 纳秒的谐振中执行一个量子 CNOT 门。该量子点器件有望于在硅中实现多量子位算法。

Abstract

Nanoscale chiral valley-photon interface through optical spin-orbit coupling

通过光学自旋-轨道耦合的纳米手征能谷-光子界面

L. Kuipers, Su-Hyun Gong, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/443

（导读阿金）二维过渡金属双硫族化合物材料的能谷信息可以用光的自旋角动量编码并检测。本研究使用等离子纳米线-二硫化钨（WS2）层系统展示能谷依赖的光定向耦合。 WS2 中的谷赝自旋耦合相同手性的横向光子自旋，耦合效率达到 90 ± 1%。研究结果为调控、检测和处理电子能谷和自旋信息提供平台。

Abstract

High-temperature pairing in a strongly interacting two-dimensional Fermi gas

强相互作用二维费米气体中的高温配对

Puneet A. Murthy, Mathias Neidig, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/452

Abstract

其他

【Ecology-生态】Plastic waste associated with disease on coral reefs

珊瑚礁疾病与塑料废物有关

Joleah B. Lamb, Bette L. Willis, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/460

图片来源：science.sciencemag.org

（导读寒雨）保护珊瑚礁免受塑料废物影响已迫在眉睫。塑料废物可以促进与海洋疾病爆发相关的病原体微生物定植。本文以亚太地区 159 个珊瑚礁的 12.4 万只造礁珊瑚为研究对象，发现塑料废物导致珊瑚患病的可能性增加了 20 多倍，结构复杂的珊瑚受塑料影响的可能性增至 8 倍。珊瑚礁上的塑料来自处理不当的陆地塑料废物，预计到 2025 年，其数量将在 111 亿的基础上增加 40%。

Abstract

【Cognitive science-认知科学】Learning and attention reveal a general relationship between population activity and behavior

学习和注意力揭示了群体活动与行为之间的一般关系

M. R. Cohen, A. M. Ni, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/463

（导读郭怿暄）曾有研究表明相关变异性会随着认知过程改变并提高认知表现。本研究试图探索相关变异性与被试主体表现是否存在共变，即认知表现会随着注意力迅速提高还是随着感知学习缓慢改善。结果显示不管时间范围，相关变异性和行为表现存在单一不变的关系。相关变异性与动物参与做出决定所运用的神经群体空间维度保持一致，研究主体的选择可由与相关变异性轴相一致的特定维度来预测。

Abstract

【Geoscience-地球科学】Substantial convection and precipitation enhancements by ultrafine aerosol particles

超细气溶胶粒子引起的对流与降水增强

Jiwen Fan, Daniel Rosenfeld, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/411

（导读刘晓娟）一般认为富集在对流层的超细气溶胶粒子（UAP<50）不会影响云的形成。我们对亚马逊地区深对流云（DCCs）进行观测和模拟，表明在低气溶胶环境下 DCCs 形成过程易产生大量的过饱和水汽。污染羽流中的 UAP<50 能促进 DCCs 中微小云滴的形成，而云滴能够加速过饱和凝聚体、形成更多的云水和潜热，进而强化对流强度。这种机制表明人类活动能在 DCCs 形成中产生明显的增益效果。

Abstract

【Computer science-计算机科学】Superhuman AI for heads-up no-limit poker: Libratus beats top professionals

超级人工智能 Libratus 击败一对一无限注扑克顶级专业玩家

Noam Brown and Tuomas Sandholm

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/418

（导读雷鸣）一对一无限注德州扑克（HUNL）是典型的不完全信息博弈游戏，加之庞大的博弈树，而成为人工智能长期以来难以攻克的挑战。本文报道了超级人工智能系统 Libratus 通过 120000 手 PK，击败四位 HUNL 顶级专业玩家。该系统采用应用独立技术：预设全局战略、实战中生成子战略、向对手学习修复战略漏洞。

Abstract

【Chemistry-化学】Synthesis of partially and fully fused polyaromatics by annulative chlorophenylene dimerization

通过环化氯苯二聚体合成部分稠合和完全稠合多环芳烃

Kei Murakami, Kenichiro Itami, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/435

（导读卓思琪）目前还没有利用芳卤反应生成稠环芳香系统的方法。本文报道了一个合成三亚苯为母核的芳稠环的一步反应。反应在钯催化下激活两个碳氢键的活性，使芳氯完成环化二聚反应。反应合成的部分稠合多环芳烃可以进一步转变为完全稠合多环芳烃。该反应对光电领域功能性 π 系统的研究有所助益。

Abstract

【Anthropology-人类学】The earliest modern humans outside Africa

非洲以外最早的现代人类

Israel Hershkovitz, Gerhard W. Weber, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6374/456

图片来源：Gerhard Weber, University of Vienna

（导读寒雨）此前，在非洲以外发现的最早的现代人化石可追溯至更新世晚期。本研究在以色列 Misliya 洞穴发掘出一块上颌骨及其牙列化石，将智人离开非洲迁徙的时间提早至 17.7 万到 19.4 万年前。遗址中的记载也表明成熟的 Levallois 技术与智人在该地区的出现有关。这一发现改变了我们对现代人类分布的看法，并与最近的基因研究结论一致。

Abstract