Science 一周论文导读 | 2018 年 7 月 27 日

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Science 一周论文导读 | 2018 年 7 月 27 日

2018 年 8 月 5 日 科研圈

图片来源：thexplan.net

审校：棒冰邓卓咖喱小锅

封面设计：访冬

制版：阿金

生物学

Biology

Imaging dynamic and selective low-complexity domain interactions that control gene transcription

控制基因转录的动态和选择性低复杂度结构域相互作用的成像

Shasha Chong, Claire Dugast-Darzacq, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/eaar2555

（导读阿金）真核转录因子（TFs）通常具有固有无序低复杂度序列结构域（LCDs），目前尚不清楚其反式激活机制。本研究使用活细胞单分子成像揭示LCDs可形成局部高浓度相互作用中心，稳定DNA结合，招募RNA聚合酶II并激活转录。该中心高度动态化，对结合对象具有选择性，对己二醇破坏具有不同敏感性。生理状态下，TFs和 RNA Pol II间快速可逆的LCD-LCD相互作用没有发生相分离。

Abstract

Coactivator condensation at super-enhancers links phase separation and gene control

共同激活因子在超级增强子的聚集将相分离和基因控制联系起来

Benjamin R. Sabari, Richard A. Young, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/eaar3958

（导读阿金）超级增强子（SEs）是一簇可以协同组装高密度转录装置的增强子，从而驱动细胞中发挥主要作用的基因强力表达。本研究展示转录共同激活因子BRD4和MED1的固有无序区域（IDRs）发生相互作用，在SEs处发生相分离形成液滴，并发生区室化，将转录装置聚集在SEs附近。该发现为了解细胞识别关键基因的表达调控机制提供新见解。

Abstract

Three-dimensional intact-tissue sequencing of single-cell transcriptional states

解析三维完整组织中单细胞的转录状态

Xiao Wang, Karl Deisseroth, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/eaat5691

（导读郭怿暄）在细胞水平获取基因表达信息的同时保留三维的解剖位置信息非常困难。本研究开发了3D完整组织RNA测序（STARmap）技术，可同时在单细胞水平对小鼠大脑组织切片中160-1020个基因进行检测，具有高效、准确性高和可重复的特点。该技术同样可探测到立方毫米级空间中兴奋性神经元亚型的梯度分布以及多种抑制性神经元亚型短程的三维自我聚集。

Abstract

The hippocampal engram maps experience but not place

海马印迹细胞映射经验而不是位置

Kazumasa Z. Tanaka, Thomas J. McHugh, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/392

图片来源：cosmosmagazine.com

（导读阿金）情景记忆由少量的海马神经元编码。本研究发现在记忆编码过程中只有部分CA1区域的细胞作为印迹神经元发挥作用，在回忆时这些神经元保持高度的上下文情境特异性，但偏好重新定位它们的局部位置。该研究数据表明不同的海马集群在精确空间编码和上下文索引相互分离，而海马印记细胞具有记忆内容索引的功能。

Abstract

Social regulation of insulin signaling and the evolution of eusociality in ants

社交调控胰岛素信号和蚂蚁的社会性演化

Vikram Chandra, Daniel J. C. Kronauer, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/398

（导读王思菲）具有真社会性的膜翅目中蚁后和工蚁的角色与其祖先亚社会性生命周期中繁殖和育雏阶段同源，但其分子演化机制尚不明确。本研究发现胰岛素样多肽2（ilp2）在繁殖蚁中上调，疑与营养状况相关。Ooceraea biroi蚁群幼虫信号可通过下调ilp2抑制成虫繁殖，从而形成群体生殖周期。上调ILP2水平可逆转幼虫抑制，打破群体周期，诱导群体产生稳定的繁殖分支。

Abstract

Lectins modulate the microbiota of social amoebae

凝集素调节社会阿米巴的微生物群

Christopher Dinh, Adam Kuspa, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/402

（导读王思菲）盘基网柄菌（社会阿米巴）在多细胞发育时期具有微生物组，并在蛞蝓体、阿米巴和孢子时期发生内共生。其所分泌的网柄菌凝集素I （lectin discoidin I）保护细菌不被杀伤并留在阿米巴中，植物凝集素同理可促进细菌DNA转移至阿米巴。哺乳动物细胞中异源凝集素可诱导细菌保留并发生内共生。因此内源性或环境来源的凝集素可能影响真核生物内微生物群稳态。

Abstract

LKB1 deficiency in T cells promotes the development of gastrointestinal polyposis

T细胞中LKB1缺乏促进胃肠息肉的发展

M. C. Poffenberger, R. G. Jones, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/406

（导读郭怿暄）编码LKB1的STK11发生生殖系突变促进癌前病变珀茨－杰格斯综合征（PJS）胃肠道息肉的发生。本研究发现T细胞Stk11发生杂合缺失（LThet小鼠）即可产生胃肠道息肉。该小鼠和PJS患者息肉中均出现炎性免疫细胞浸润，STAT3激活以及与癌症相关炎性因子表达增加。靶向T细胞、IL6或STAT3信号均可有效抑制息肉的生长。这一发现为寻找治疗PJS方法提供全新见解。

Abstract

Mediator and RNA polymerase II clusters associate in transcription-dependent condensates

中介子与RNA聚合酶II簇聚集在转录依赖的凝聚物中

Won-Ki Cho, Ibrahim I. Cisse, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/412

（导读郭怿暄）现有的基因调控模型中缺少对活细胞中空间组织和动态变化的考虑。本研究利用活细胞超分辨率和光片成像技术直接对中介子和RNA聚合酶II（Pol II）进行研究，发现胚胎干细胞中二者可分别形成“小、不稳定”和“大、稳定”两种蛋白簇，这两种稳定的蛋白簇共定位，并与染色质发生相互作用，形成具有相分离特点的凝聚物，该结构对转录抑制剂敏感。

Abstract

其他

【Physics-物理】Dirac-source field-effect transistors as energy-efficient, high-performance electronic switches

可用作高效能电子开关的狄拉克源场效应晶体管

邱晨光（北京大学信息科学技术学院）, 张志勇（北京大学）,彭练矛（北京大学）等

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/387

图片来源：北京大学

（导读胡琦琳）降低工作电压是降低电子设备功耗的有效方法，但在场效应晶体管中这种电压受限于60mV/dec亚阈值摆幅（SS）的热电子限制。本研究展示了一种石墨烯狄拉克源(DS)，其电子密度分布在费米能级附近比传统的FETs窄的多，从而可以降低SS。与目前最先进的14nm 硅基FETs相比，这种DS-FET可以在较低电压下（0.5 V v.s. 0.7 V）实现同样的导通电流，而关断状态下的SS低于35mV/dec.

Abstract

【Chemistry-化学】Teaching an old carbocation new tricks: Intermolecular C–H insertion reactions of vinyl cations

形成碳阳离子的新技巧：乙烯基阳离子的分子间碳-氢键插入反应

Stasik Popov, Hosea M. Nelson, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6400/381

（导读阿金）乙烯基碳阳离子在化学领域被关注已久，但相关研究多局限于溶剂分解反应或分子内过程。本研究发现，在甲硅烷基-弱配位阴离子催化产生乙烯基阳离子的反应过程中，各中间体会经历包括分子间碳-氢键插入反应在内的温和分子间碳-碳键结合。计算机模拟则揭示了该过程中的非经典过渡结构。该分叉式反应模式为使用简单酮衍生物催化碳氢化合物的官能化提供框架。

Abstract