Science 一周论文导读 | 2017 年 11 月 24 日

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Science 一周论文导读 | 2017 年 11 月 24 日

2017 年 12 月 2 日 科研圈 科研圈

审校邓卓咖喱大头紫苏

生物学

Biology

Crystal structure of a TAPBPR–MHC I complex reveals the mechanism of peptide editing in antigen presentation

TAPBPR-MHC I 复合物晶体结构揭示了抗原呈递过程中抗原肽编辑的机制

David H. Margulies, Jiansheng Jiang, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1064

（导读严冰）分子伴侣介导的 MHC I 与高亲和性抗原肽结合是 CD8⁺T 细胞免疫的重要步骤。本文报导 MHC I 与抗原肽编辑蛋白 TAPBPR 所组成复合物的晶体结构，发现 TAPBPR 可以使 MHC I 抗原肽结合区域的结构变得松散，导致低亲和性抗原肽的释放，使 MHC I 处于可结合高亲和性抗原肽底物的状态。该发现有助于进一步研究 TAPBPR 的抗原肽编辑机制。

Abstract

Structure of the TAPBPR–MHC I complex defines the mechanism of peptide loading and editing

TAPBPR-MHC I 复合物结构揭示了抗原肽结合与编辑的机制

Christoph Thomas and Robert Tampé

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1060

图片来源： AG Tampé

（导读严冰）分子伴侣甲巯蛋白（Tapsin）和 TAP 结合蛋白（TAPBPR）可促进 MHC I 选择性地结合高亲和性抗原。本文报导 TAPBPR–MHC I 复合物的 X 射线晶体结构，该构象中 TAPBRR 处于具备催化活性的构象。其中，TAPBPR 稳定 MHC I 未结合多肽的凹槽，并将自身的 loop 结构插入此凹槽中以干扰抗原肽的结合。该复合物结构暗示了一种统一的抗原肽校读机制。

Abstract

Architecture of eukaryotic mRNA 3′-end processing machinery

真核生物前体 mRNA 3' 端的 CPF 加工机制

Lori A. Passmore, Ana Casaña, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1056

（导读严冰）CPF 复合物可剪切刚被转录出来的前体 mRNA，在其 3' 端添加 poly-A 尾巴，并引起转录终止。本文报导，酵母 CPF 中核酸酶、多聚酶、磷酸酶活性是由三个功能区完成的，并利用冷冻电镜技术解析了大小约为 200 kDa 的多聚酶功能区结构。结合体外重建实验，本研究揭示了 CPF 多聚酶功能区招募相关因子并辅助前体 mRNA 3' 端处理的机制。

Abstract

An interferon-independent lncRNA promotes viral replication by modulating cellular metabolism

干扰素非依赖性 lncRNA 通过调节细胞代谢来促进病毒复制

曹雪涛（第二军医大学）等

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1051

（导读齐睿娟）病毒通过调节宿主代谢网络以改善其生存，但机制不明。本文中我们发现一种由病毒而非I型干扰素诱导的长非编码 RNA（lncRNA-ACOD1）可以促进人和小鼠细胞中病毒的复制。胞质的 lncRNA-ACOD1 会直接与代谢酶谷氨酸-草酰乙酸转氨酶（GOT2）结合增强其催化活性，其代谢产物可以帮助病毒复制并增加致死率。此项工作揭示出病毒诱导的 lncRNA 介导的促病毒感染的代谢反馈机制，可作为广谱抗病毒治疗的一个潜在作用靶点。

Abstract

Major role of nitrite-oxidizing bacteria in dark ocean carbon fixation

亚硝酸盐氧化细菌在深海碳固定中的主要作用

Ramunas Stepanauskas, Maria G. Pachiadaki, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1046

（导读阿金）化能自养微生物在深海中的碳固定对全球碳循环和海洋内部的生态关系影响重大，但仍未知类群和能量来源。本研究利用单细胞测序和群落宏基因组测序，发现硝化刺菌属的细菌为最为广布的海洋固氮细菌，主要通过亚硝酸盐氧化途径，固定了北大西洋中层带约 15%-45%的无机碳。

Abstract

Molecular and cellular reorganization of neural circuits in the human lineage

人类谱系中神经回路的分子和细胞重组

Nenad Sestan, André M. M. Sousa, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1027

图片来源：actualite.housseniawriting.com

（导读郭怿暄）为了解人类和非人灵长类动物大脑的差异，本研究对成年人类、黑猩猩以及恒河猴大脑的 16 个区域进行转录组测序，结合人类大脑单细胞转录组测序揭示了不同物种全脑，区域性以及细胞类型特异性的多种不同功能基因表达差异，并通过组织学以及功能学分析得以证实。这一研究揭示了人类大脑在系统发生学重组中多样的分子和细胞学特征，为研究大脑功能和疾病奠定基础。

Abstract

RNA editing with CRISPR-Cas13

用 CRISPR-Cas13 进行 RNA 编辑

张锋, David B. T. Cox, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1019

（导读郭怿暄）核酸编辑为在 RNA 水平进行碱基修改从而获得功能性蛋白产物并治疗遗传疾病带来可能。本研究发现 VI 型 CRISPR-Cas 系统中可直接靶向特异 RNA 的 Cas13，将其与 ADAR2 融合可对哺乳细胞转录本进行腺苷-肌苷（A-I）编辑。这一 REPAIR 系统具有高特异性、体积小易于病毒输送的特点，为 RNA 编辑广泛应用于研究和疾病治疗提供可靠平台。

Abstract

Structural insights into ion conduction by channelrhodopsin 2

视紫红质通道蛋白 2（ChR2）的结构

Ernst Bamberg, Valentin Gordeliy, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/eaan8862

（导读阿金）从莱茵衣藻中提取的 ChR2 是一种光遗传学工具，但其受光信号调控而开放的结构基础仍不明朗。本研究成功解析出高分辨率的 ChR2 野生型和 C128T 突变体结构，该结构显示三层门控（gate）将分别位于膜内侧和外侧的四个空腔分隔开来，这些结构单元之间的构象调整构成了其门控机制的基础。

Abstract

物理

Physics

Current-induced strong diamagnetism in the Mott insulator Ca2RuO4

Mott 绝缘体 Ca2RuO4 中由电流引起的强反磁性

Chanchal Sow, Yoshiteru Maeno, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1084

（导读阿金）Mott 绝缘体中冷冻的电子受微扰时会产生各种量子现象，包括超导电性、金属-绝缘体转变等等。本研究报道 Mott 绝缘体钌酸钙（Ca2RuO4）在施加每平方厘米 1 安培的直流电流密度后，可被诱导产生比其他非超导材料更强的反磁性现象。研究结果表明直流电可以控制材料在 Mott 绝缘性转变区附近的性能。

Abstract

Double-trap measurement of the proton magnetic moment at 0.3 parts per billion precision

利用双陷阱测量技术对质子磁矩进行高精度测量

Georg Schneider, Andreas Mooser, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1081

图片来源：Georg Schneider

（导读阿金）精确掌握质子的基本属性对了解原子结构至关重要。本研究报告了利用双陷阱技术对单个质子磁矩（μp）进行测量，其精度达到十亿分之 0.3，而其数量值为 2.79284734462 (±0.00000000082) μN,。研究结果在测量质子和反质子之间的对称性具有重要意义。

Abstract

Creation of a Bose-condensed gas of ⁸⁷Rb by laser cooling

通过激光冷却产生 ⁸⁷Rb 的玻色凝聚气体

Jiazhong Hu, Vladan Vuletić, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1078

（导读甜甜）目前要在原子气体中获得量子简并几乎都要依赖于蒸发冷却，但此方法耗时并伴随着大量的原子损失。本研究对 ⁸⁷Rb 原子气体进行激光冷却实现了量子简并。该方法快速且没有原子损失。原子被束缚在二维光学晶格中并通过压缩循环增加密度，之后通过拉曼边带冷却降低温度。该方法可广泛应用于不能实现蒸发冷却的玻色子和费米子体系。

Abstract

Topological origin of equatorial waves

赤道波的拓扑起源

Pierre Delplace, J. B. Marston and Antoine Venaille

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1075

（导读阿金）地球物理流体动力学中的波有抗扰动性，可通过拓扑结构来解释。本研究展示两个有名的赤道波——Kelvin 波和 Yanai 波的拓扑起源，将第一陈氏数值设定为 2 编码入庞加莱波模型中确认了上述赤道波的存在。研究结果证明拓扑结构在地球气候系统中发挥意想不到的作用。

Abstract

Structure-property relationships from universal signatures of plasticity in disordered solids

从无序固体中塑性的普遍特征得到结构与性质的关系

D. S. Gianola, Andrea J. Liu, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1033

（导读阿金）当形变超出晶态固体弹性极限时，晶态固体会发生塑性流动。本研究利用通过机器学习设计得到的微观结构物理量，即“柔软度”，来最大限度地预测原子重排，实验和计算结果将测量柔软度的空间相关性和应变响应与原子重排大小和屈服应变联系在一起，从而将无序固体中的结构与塑性联系起来。

Abstract

The fundamental advantages of temporal networks

时态网络的功能优势

王龙（北京大学）, A.-L. Barabási, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1042

（导读雷鸣）本文运用分析框架研究时态网络的优势。研究表明，相对静态网络，时态网络易控制，能耗低，紧凑简约。所以时态网络拥有网络难以企及的灵活度。

Abstract

其他

【封面故事】【Materials-材料】Three-dimensional mechanical metamaterials with a twist

含有扭曲结构的三维机械超材料

Tobias Frenzel, Muamer Kadic and Martin Wegener

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1072

图片来源：science.sciencemag.org

（导读阿金）人造材料在静态情况下有着旋光性对应的扭曲严格为零的限制。本研究实现微结构三维弹性手性机械超材料，在整个毫米级的样品上，测量得到的每个轴的应变扭曲都超过 2°/%.，从而克服了上述限制。超材料的硬化保证稳健的扭曲，使得诸如模式转化和基于坐标变换的机械设计应用得以实现。

Abstract

【Chemistry-化学】Control of zeolite framework flexibility and pore topology for separation of ethane and ethylene

控制分子筛骨架的弹性和孔结构用以分离乙烷和乙烯

Avelino Corma, Edward W. Corcoran Jr., et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1068

（导读阿金）通过吸附来分离乙烯的新材料是分子分离的关键技术，具有巨大节能潜力。本研究介绍一种柔性纯硅沸石（ITQ-55）的合成和结构测定。该材料可动态地从乙烷中分离乙烯，得益于其大型心型笼的独特拓扑结构和分子骨架灵活性，具有接近 100 的选择性。这些性质的控制可扩大应用的边界。

Abstract

【Psychology-心理学】Ten-month-old infants infer the value of goals from the costs of actions

十个月大的婴儿能从行动成本推断出目标的价值

Shari Liu, Tomer D. Ullman, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6366/1038

（导读董堃）婴儿能够理解人们追求目标的行为，但是他们怎么知道人们更倾向于哪个目标呢？本研究调查了婴儿是否是通过转换行动计划的心理模型，权衡奖励行为带来的代价来解决这个问题。在看到他人以不同的代价以相同频率实现两个目标之后，婴儿期待他更倾向于实施代价更高的行动。此外，研究人员将婴儿的期望模型通过效用理论计算贝叶斯推理进行量化分析，为量化人类的理解性行为提供了途径。

Abstract