Science 一周论文导读 | 2019年4月26日

会员服务 ·

Science 一周论文导读 | 2019年4月26日

2019 年 5 月 5 日 科研圈

审校: 棒冰小锅邓卓水村山郭小勺访冬书牧

封面制作：棒冰

制版：阿金

生物学

Biology

Cell competition during reprogramming gives rise to dominant clones

重编程期间的细胞竞争产生显性克隆

（导读王思菲）将已分化细胞诱导为多功能干细胞过程中细胞的动态变化仍多有未知。本研究结合细胞条形编码、数学模型及谱系追踪方法，发现异质细胞群体重编程的动态过程由显性的“精英”克隆主导。来源于Wnt1表达细胞的待命小鼠胚胎成纤维细胞优先产生的克隆可代表神经嵴来源的细胞群。该结果揭示了精英细胞通过竞争方式占据并主导细胞重编程微环境。[论文详细息]

Identification of a mesenchymal progenitor cell hierarchy in adipose tissue

发现脂肪组织中的间充质祖细胞等级

图片来源：Bio-Rad

（导读王思菲）控制脂肪祖细胞分化的细胞等级及机制仍有诸多未知。本研究通过单细胞RNA序列分析发现脂肪祖细胞的谱系等级由组织内多种间充质细胞组成。位于网状间质中表达DPP4/CD26的多功能祖细胞具有高增殖能力，在皮下脂肪组织发育中可产生表达ICAM1/CD54的前脂肪细胞及表达Clec11a和F3/CD142的脂肪生成细胞群。TGF-β维持DPP4+细胞特性并抑制DPP4+及CD142+细胞的分化决定。[相关报道：脂肪组织形成的细胞来源]

Architecture of the heteromeric GluA1/2 AMPA receptor in complex with the auxiliary subunit TARP γ8

与辅助亚基TARPγ8复合的异聚GluA1 / 2 AMPA受体的构建

（导读MQ）AMPA型谷氨酸受体（AMPAR）介导兴奋性神经传递，是突触可塑性的中枢调节器，是学习和记忆的分子机制。其结构研究主要集中在同聚体组装上。本文提出了与两个跨膜AMPAR调节蛋白（TARP）γ8辅助亚基相关的异聚体GluA1/ 2受体的低温电子显微冷冻电镜结构，这是海马突触的主要AMPAR复合物。总的来说，该结构提供了破译突触AMPAR的信号转导机制的蓝图。[论文详细信息]

Architecture and subunit arrangement of native AMPA receptors elucidated by cryo-EM

通过cryo-EM阐明的揭示天然AMPA受体的结构和亚基排列

（导读MQ）AMPA受体是由四个亚基GluA1-GluA4组成的四聚体组装体。天然AMPA受体的亚基组成、亚基排列和分子结构仍然未知。本文通过单粒子低温冷冻电子显微镜技术（cryo-EM）揭示阐明了10种不同的天然AMPA受体复合物的结构。Cryo-EM图，定义了配体结合和跨膜结构域之间S2-M4连接子的结构，阐明神经递质结合如何与离子通道门控结耦合。[论文详细信息]

Mechanism of 5ʹ splice site transfer for human spliceosome activation

5'剪接位点转移激活为人剪接体激活的机制

（导读MQ）本文报告了在3.3埃分辨率下捕获的U1 snRNP催化前B剪切体的低温电子显微镜结构和在2.9埃分辨率下捕获的tri-snRNP结构。结构表明，5'SS-ACAGAGA螺旋的形成触发了复杂的蛋白质-RNA网络的重塑，以诱导Brr2解旋酶重新定位到其在U4 snRNA中的加载序列，促使Brr2能够解开U4/U6 snRNA双链，使U6 snRNA形成剪接体的催化中心。[论文详细信息]

The structure of a membrane adenylyl cyclase bound to an activated stimulatory G protein

连接活化G蛋白连接的腺苷酸环化酶结构研究

（导读陈欣桐）本文对哺乳动物G蛋白依赖性信号传导的核心酶——腺苷酸环化酶进行研究。通过分析牛科动物的中连接活化G蛋白连接的腺苷酸环化酶9（AC9）的冷冻电镜结构发现：揭示膜结构域和螺旋结构域的分布；发现催化结构域C端延长闭合阻断催化和变构区域，诱导产生一个不同于底物连接或活化剂连接时的构象，表明催化结构域对环腺苷酸的生成具有调控制的作用。[论文详细信息]

PAC, an evolutionarily conserved membrane protein, is a proton-activated chloride channel

PAC是一种演化保守的膜蛋白，是一种质子激活的氯离子通道

（导读MQ）严重的局部酸中毒是许多疾病的标志之一，但细胞对酸的反应机制尚不清楚。本文进行了无偏见RNA干扰筛选并发现PAC（TMEM206），是常见质子激活氯离子（PAC）电流（ICl,H）的必需分子。PAC敲除的细胞株中过表达人PAC，和内源性PAC一样能产生ICl,H。小鼠神经元特异性敲除Pac可消除ICl,H，减少缺血性中风后的脑损伤。提示PAC在酸性相关的生理和病理过程中具广泛作用。[论文详细信息]

Long-term functional maintenance of primary human hepatocytes in vitro

体外长期维持原代人类肝细胞的功能

（导读郭怿暄）体外维持终末分化细胞的功能极具挑战性。本研究通过添加五种化学物质（5C）建立了长期体外维持原代人类肝细胞的方法。该方法培养出的细胞在基因表达及肝细胞特有功能上与新鲜分离的细胞无异。细胞还可重现乙肝病毒（HBV）感染后4周的整个过程，包括产生感染性病毒颗粒及形成HBV共价闭环DNA。这一方法将为研究HBV及抗病毒药物开发奠定基础。[相关报道：小分子，大作为：邓宏魁/卢实春/袁正宏合作团队突破人肝细胞体外长期培养瓶颈]

地球科学

Geoscience

Sulfur isotopes in diamonds reveal differences in continent construction

钻石中的硫同位素揭示了大陆结构的差异

图片来源：Phys.org

（导读页一）新元古代西非钻石含硫，借此可在地幔中追溯太古代地表特征。其中记录了两次大陆俯冲：约30亿年前水平作用使大陆岩石圈增厚；约6.5亿年前再次作用并使钻石增加。全球钻石中硫同位素记录与太古代形成大陆岩石圈的构造变化一致，暗示克拉通构造通过传统俯冲式水平构造活动使地幔岩石圈平流增厚形成。[论文详细信息]

Nitrogen isotope evidence for expanded ocean suboxia in the early Cenozoic

新生代早期海洋缺氧状况扩张的氮同位素证据

（导读刘家甫）人们对百万年尺度的海洋氮循环变化知之甚少。5.7百万年前沉积物岩芯中氮同位素比值较高，表明水体缺氧和反硝化作用扩大。5千万年前北太平洋和大西洋δ氮15下降预示全球降温并似与板块碰撞早期阶段巧合。5-3.5千万年前比值低于现代，表明陆架广泛出现沉积反硝化作用；随冰盖扩张、海面下降和大陆架变窄，该值在3.5千万年前再度上升。[论文详细信息]

物理学

Physics

Phonon-mediated quantum state transfer and remote qubit entanglement

声子介导的量子态传输和远程量子比特纠缠

（导读胡琦琳）谐振结构中单个声子可以通过超导量子比特控制和检测，从而实现复杂静态声子的相干产生和测量。本研究利用2毫米长的声量子通信信道，展示了一个超导量子比特的声子发射和捕获，发现在两个超导量子比特之间的量子态传输效率可以高达67%，并且通过对声子的部分传输，展示了保真度可高达84%的纠缠的Bell对。[论文详细信息]

Observation of second sound in graphite at temperatures above 100 K

在100 K以上的温度下观察石墨中的第二声

（导读页一）第二声（固体中的波状热输运）以往仅在低温下的少数材料中发现。本研究利用时间分辨光学测量微米尺度的热输运，直接观测石墨在温度高于100 K时的第二声。实验结果与第一性原理计算的结果定性一致。研究结果表明第二声在二维和层状材料的微尺度瞬态热输运中有重要作用。[论文详细信息]

其他

【Chemistry-化学】Imaging covalent bond formation by H atom scattering from graphene

通过石墨烯的H原子散射形成成像共价键成像

（导读MQ）观察形成共价键所涉及的原子级运动和能量消耗途径具有挑战性。本文对来自石墨烯的H原子进行了散射实验，并观察到双峰平移能量损失分布，利用精确的第一原理动力学模拟，证明准弹性通道涉及通过物理吸附井的散射。这种显著快速的分子内振动弛豫形式是由C原子在键形成过程中的重杂化再结晶引起的，并与导致H在石墨烯上的意外高粘附概率相关。[论文详细信息]

【Materials-材料】Low–interfacial toughness materials for effective large-scale deicing

低界面韧性材料，用于有效的大规模除冰

图片来源：Joseph Xu/Michigan Engineering, Communications and Marketing

（导读页一）去除表面上的冰所需的力通常与冰的面积成比例，这就限制了疏冰涂料在表面积较大的结构上的使用。本文描述的材料与冰的界面韧性较低，所形成的体系在移除大面积（大于几个平方厘米）冰时所需的力较小，且与冰的面积无关。我们进一步证明，用该材料制成的涂层使得冰仅靠自重就能轻易地大面积（1平方米）脱落。[论文详细信息]

本周值得读 · 论文推荐每天多走路可以延缓大脑衰老；用雪花发电的纳米发电机诞生；海洋中发现的病毒种群增长了12倍

“领研网”（www.linkresearcher.com）是“科研圈”公众号的官方网站，欢迎扫描二维码关注我们的服务号。如需转载本文，请联系contact@linkresearcher.com，或通过“领研网”服务号菜单与我们取得联系。