Science 中文摘要 | 15 July 2016
VOL 353, ISSUE 6296
审校 史静雯 魏若妍 杨柳 谭坤
ER-mitochondria contacts couple mtDNA synthesis with mitochondrial division in human cells
人类细胞中内质网-线粒体相互作用偶联线粒体DNA合成与线粒体分裂
翻译 雷文茜
SamanthaC. Lewis, Lauren F. Uchiyama, Jodi Nunnari
线粒体DNA(mtDNA)编码对细胞功能至关重要的RNAs和蛋白质。在人体细胞中，成千上万的mtDNA副本被异步复制，包装成为蛋白质-DNA拟核，分布在动态线粒体网络中。其中拟核是如何被选择复制和分布的机理仍然不为所知。线粒体分布依赖于发生在内质网（ER）和线粒体接触位点的分裂。这些位点与被mtDNA聚合酶选择性标记的一小群拟核在空间上相连接，并且参与mtDNA合成过程，其中mtDNA的合成发生在线粒体收缩和分裂机械组装的上游。研究数据表明近拟核ER小管对于mtDNA的合成是必需但是不充分的。因此，ER-线粒体的相互接触协调了mtDNA合成的许可和分裂，从而在子代线粒体中分布新复制的拟核。
Gradual caldera collapse at Bárdarbunga volcano, Iceland, regulated by lateral magmaoutflow
冰岛巴达本加火山受岩浆横向流出控制的缓慢破火山口塌陷
（图片来源：http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/119332.php）
翻译 刘小鸥
MagnúsT. Gudmundsson, Baldur Bergsson, Amy Donovan, Mike R. Burton, Alessandro Aiuppa
地球上大型火山喷发通常伴随着地壳岩浆库顶部结构的塌陷，形成破火山口。该类塌陷每个世纪仅发生少数几次，详细观测的缺乏影响了人们对塌陷与喷发之间机械相互作用的认识。我们运用多参数的地球物理与地球化学数据表明，在2014–2015年间，巴达本加破火山口110平方千米大小、65米深的塌陷始于12千米深的岩浆库，由岩浆回撤引发，并通过48千米长的岩脉横向迁移。通过岩浆库顶部施加的压力与地下流动通道的物理性质间的相互作用解释了180天内塌陷速率与喷发的强度的逐渐的、近指数下降。
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Shrinking light to allow for bidden transitionson the atomic scale
在原子尺度上通过光收缩来实现禁戒跃迁
翻译 邓卓
NicholasRivera1, Ido Kaminer, Bo Zhen, John D. Joannopoulo, Marin Soljačić
从一个物质系统中所能观测到的光 - 物质相互作用的多样性受限于该物体远小于其发光波长的原子尺寸，以及较小的精细结构常数数值。我们建立了一个可描述基于等离子体激元（plasmons）的二维系统中光 - 物质相互作用的一般理论。这些等离子体激元能有效地增大精细结构常数并且缩小原子和光之间的尺寸差距。这个理论揭示了在传统意义上禁戒的光 - 物质相互作用 — 例如异常高阶的多极性跃迁，双 - 等离子体激元自发辐射和单重 - 三重磷光过程 — 可以发生在与传统快速跃迁相比拟的超短时间尺度上。我们的研究结果为光谱、传感与宽频段发光提供了新的平台，同时也提供了在超强耦合状态下量子电动力学（QED）的潜在测试场地，以及利用辐射体整个电子光谱的能力。
Emergence of healing in the Antarcticozone layer
南极臭氧层空洞修复出现
（图片来源：http://sciencebulletin.org/archives/2793.html）
翻译：刘小鸥
Susan Solomon, Diane J. Ivy, Doug Kinnison, MichaelJ. Mills, Ryan R. Neely, Anja Schmidt
在《蒙特利尔议定书》的规定下，造成臭氧层损耗的罪魁祸首工业氯氟烃已逐步被淘汰。作为这一具有历史意义协定的响应，南极臭氧层应该会在在化学作用的驱动下增加（即“修复”）。监测数据及模型计算都显示出，南极臭氧层的修复在九月份已经开始。自2000年9月开始记录的指纹图谱表明：（1）臭氧气柱数量的增加，（2）臭氧浓度纵向分布的变化及（3）臭氧空洞面积范围的缩小。与化学作用一道，动力学及温度变化均有助于臭氧层空洞修复，但同时也促进了化学作用下的修复。火山喷发会短暂地干扰修复，尤其是2015年卡尔布科火山喷发后，当年10月份臭氧层即出现一处空洞。
Discoveryof robust in-plane ferroelectricity in atomic-thick SnTe
在原子层厚度的SnTe薄膜中发现了很强的平面内铁电性
翻译 邓卓
KaiChang, Junwei Liu, Xi Chen, Shuai-HuaJi
在纳米结构中具有高转化温度并且稳定的铁电性质对铁电材料的微型化是非常必要的。在本文中，我们发现并报道了原子层极限厚度薄至1个单位晶胞（1-UC）的碲化锡（SnTe）薄膜中具有稳定的平面内自发极化现象。1-UC原子层厚度的SnTe薄膜的铁电转化温度（Tc）从体材料状态下的数值98K 大幅增加到了接近270 K. 此外，2-4-UC原子层厚度的SnTe薄膜在室温下显示出了很强的铁电性。这种二维材料的半导体性质和铁电性质之间的相互作用可支持广大范围的应用，例如永久性高密度存储器、纳米传感器和电子器件等。
Arylamination using ligand-free Ni(II) salts and photoredox catalysis
利用游离配体的镍盐和光催化氧化还原的芳胺化
翻译 朱思洁
EmilyB. Corcoran, Michael T. Pirnot, Shishi Lin, Spencer D. Dreher, Daniel A.DiRocco, David W. C. MacMillan
http://science.sciencemag.org/content/353/6296/279
在过去的二十年中，芳卤化物在金属催化下的胺化转变过程取得了重大发展，胺化后形成苯胺，一种在药剂、天然产物分离以及精细化学品中很常见的结构。许多的胺化反应都通过特殊的配位体来达到高效和高选择性的耦合，促进围绕不稳定金属中心的还原消除反应。我们推测，通过不稳定光催化氧化还原金属酰氨的复合体，可以开发出一种形成C- N键的通用的补充的方法，从而代替结构复杂的配位体系统。本文介绍了一种使用游离配位体镍（II）盐的独特的机械范式，其通过光催化还原电子转移来引发镍金属中心的还原消除，从而诱导芳胺化。
Oceanforcing of glacier retreat in the western Antarctic Peninsula
西南极半岛冰川消退的海洋强迫作用
（图片来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160714152418.htm）
翻译 刘小鸥
A.J. Cook, P. R. Holland, M. P. Meredith, T. Murray, A. Luckman, D. G. Vaughan
近数十年来，数以百计排干南极半岛（南纬63至70度）的冰川已经历了系统性的、渐进性变化。这些变化主要是由于区域地表气温的快速升高，但这显然不是唯一的驱动力。本研究中，我们发现了中深度海水温度与沿西海岸线的约1000千米冰川前端变化之间的明显关联。在南部，终止于温暖的绕极深层水的冰川已经明显消退，而位于遥远西北、终止于较冷海水的冰川尚未消退。此外，自20世纪90年代的南部海洋中部变暖与广泛的冰川消退加速同时发生。我们的结论是，海洋引起的融化的变化是该区域冰川消退的主要原因。
Ducklings imprint on the relational concept of“same or different”
小鸭子对“相同或不同”关系概念的印随行为
翻译 赵晴
Antone Martinho III, Alex Kacelnik
识别和保持逻辑关系刺激，并将其用于新的刺激的能力，被称为关系概念学习。已经在对一些动物物种进行广泛的强化训练后，证实了它们具有这种能力，并且揭示了大脑处理抽象属性的能力。这里，我们描述了新生鸭子在没有进行强化训练时的关系概念学习。简单地给刚孵出来的家养绿头鸭展示形状或颜色上相同或是不同的一些物体，之后它们更喜欢跟随具有相同逻辑关系的新物体。因此，即使在一个看似死板和非常快速的学习形式，比如说子女印记，大脑也会运用抽象的概念推理，这种能力经常被认为仅存于高智慧的生物中。
Has land use pushed terrestrialbiodiversity beyond the planetary boundary? A global assessment
土地的使用是否已经使陆地生物多样性超越了安全界限？- 一个全球范围内的总体评估
翻译 陈肖
Tim Newbold,Lawrence N. Hudson, Andrew P. Arnell, Sara Contu, Adriana De Palma, SarahWhitmee, Hanbin Zhang, Jörn P. W. Scharlemann, Andy Purvis
土地的使用及其造成的环境压力已经减少了地域性的陆地物种多样性，但是对于变化的幅度和最近提出的星球底线(“安全界限”)的相关性仍然不清楚。我们的研究估计，地球上超过58.1%的陆地面积，因为土地使用及其造成的环境压力破坏了当地生物多样性的完整性-即保留在当地生态系统中的自然物种多样性的平均比例，程度超越了最近提出的星球底线，然而全球71.4%的人口生活在此58.1%的陆地上。大多数生物群落(尤其是草地群落)、生物多样性热点区域，甚至一些野生区域的物种多样完整性，都被断定越过了此界限。如此大规模的突破安全界限表明，如果不及时制止，物种多样性的损失将会从根本上破坏致力于长期可持续发展的努力。
Return to quiescence of mouseneural stem cells by degradation of a proactivation protein
通过激活前蛋白的降解使小鼠神经干细胞回复静息状态
翻译 闫海洋
Noelia Urbán, Jeroen A. A.Demmers, Charles Hunt, Olivier Ayrault, François Guillemot
静息状态是长期维持成熟干细胞的基础。微环境信号调控干细胞从静息状态到活化状态的转变。本文展示E3泛素连接酶Huwe1(含有HECT, UBA, 和WWE 结构域1)对成熟小鼠海马增殖干细胞回复静息状态必不可少。Huwe1使激活前蛋白Ascl1(achaete-scute 家族 bHLH 转录因子1)在海马干细胞增殖过程时失去稳定性，这阻止细胞周期因子cyclin Ds的积累同时促进静息状态的回复。当干细胞未能回到静息状态时，增殖干细胞池会枯竭。因此，海马神经发生的长期维持取决于关键激活前因子的快速降解造成的干细胞短暂静息状态的回复。
Structural basis for integration of GluD receptors within synaptic organizer complexes
突触组织者复合体中GluD受体整合的结构基础
翻译 雷文茜
JonathanElegheert, erunaga Nakagawa, Michisuke Yuzaki, A. Radu Aricescu
离子型谷氨酸受体（iGluR）家族成员被整合为超分子复合物，可以在兴奋性突触中调节它们的位置和功能。然而目前超出孤立受体或者片段的结构信息的缺乏限制了人们对于生理iGluR信号转导的认识。本研究报道了通过类C1q 突触组织者——Cbln1连接iGluRδ2 (GluD2)和突触前β轴突蛋白(β-NRX1)的典型分子桥的结构和功能解析。我们说明了Cbln1六聚物是如何将GluD2氨基端域二聚体”抛锚“在单体β-NRX1。这种排布促进了突触发生并且其对于D-丝氨酸依赖（D-serine–dependent）的GluD2体内信号转导十分关键，是发育小鼠小脑平行纤维-浦肯野细胞(PF-PC)突触长期抑制和运动协调的基础。研究结果形成了一个蛋白质和小分子配体协同控制突触iGluR功能的模型。
Chromatin remodeling inactivates activity genes andregulates neural coding
核染色质重塑使活性基因失活并调节神经编码
翻译 卓思琪
Yue Yang, Javier F. Medina, Timothy E. Holy,Azad Bonni
活动依赖性转录影响神经连接，但是，活动依赖性基因的失活机理和其扮演的角色还了解甚少。小鼠小脑的全基因分析显示，核小体的重塑和脱乙酰酶（NuRD）复合体使组蛋白H2A.z变体在活动依赖性基因启动子处沉积，从而触发它们的失活。从同步发育的颗粒神经元(Sync-TRAP)中纯化信使RNA显示，在神经进行树突棘修剪时，条件性敲除核心NuRD亚基Chd4损害了活动依赖性基因的失活。Chd4的敲除或者被NuRD调节的活动基因的表达损害了树突棘修剪。小鼠行为成像表现出了经Chd4敲除，颗粒神经元对运动感觉刺激表现出过度响应。我们的发现定义了一个表观遗传学机制能使活动依赖的转录失活、调节树突模式和大脑中的运动感觉编码。
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