Science 中文摘要 | 12 AUG 2016
Vol 353, Issue 6300
审校：赵维杰 邓卓 史静雯
结构生物学
Structure of the voltage-gated K+ channel Eag1 reveals an alternative voltage sensingmechanism
Eag1电压门控钾离子通道的结构揭示了另一种电压传感机制
翻译 王相丽
JonathanR. Whicher, Roderick MacKinnon
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/664
电压门控钾离子通道（Kv）的开关由跨膜电压传感器的运动控制，电压传感器通过螺旋S4-S5连接链与钾离子孔相耦合。我们解析了分辨率为3.78埃的结合有通道抑制剂钙调蛋白（calmodulin）的哺乳动物Kv10.1（或称Eag1）单颗粒冷冻电镜结构。与之前解析的Kv结构不同，Eag1的S4-S5连接链是一段5个氨基酸残基的无规则卷曲，而且跨膜段没有发生结构域交换，这暗示着另一种电压依赖门控机制的存在。此外，S4-S5连接链的结构和位置允许钙调蛋白与胞内结构域结合并靠近钾离子孔，此过程不依赖电压传感器的位置。该结构揭示了Kv通道的另一种门控机制，并提供了进一步理解Eag1及相关通道门控特性的一个模板。
神经生物学
Local modulation of human brain responses by circadianrhythmicity and sleep debt
昼夜节律和睡眠负债对人脑反应的局部调节
翻译 李昕骥
Vincenzo Muto, Mathieu Jaspar, Christelle Meyer,Caroline Kussé, Sarah L. Chellappa, Christian Degueldre, Evelyne Balteau,Anahita Shaffii-Le Bourdiec, André Luxen, Benita Middleton, Simon N. Archer,Christophe Phillips, Fabienne Collette, Gilles Vandewalle, Derk-Jan Dijk,Pierre Maquet
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/687
人的行为受到昼夜节律和睡眠平衡的调节。这种调节作用是否会在大脑局部水平上表现出来还没有被确定。我们定量测量了33位健康参与者连续42小时不睡觉后，以及补觉后，大脑反应在一项持续注意力测试中的差异，在整个周期中共进行了13次功能性磁共振成像测量。大脑皮质的反应显示出了显著的昼夜节律，其具体位相随大脑区域而变化。皮质反应也会随着睡眠负债的累积而显著降低。皮质下区域则主要展现出一种紧随褪黑素表达模式的昼夜调节节律。这些研究结果扩大了我们对维持白天的认知能力、以及在睡眠不足和昼夜颠倒情况下认知能力退化的机制的理解。
Imprinting and recalling cortical ensembles
印迹和印迹唤醒中的皮质神经元集群
翻译 谭坤
Luis Carrillo-Reid, Weijian Yang, Yuki Bando, Darcy S.Peterka, Rafael Yuste
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/691
神经元集群是一组共同作用的神经细胞，它们是皮质神经回路的基本模块。这些集群由神经元可塑性（赫布理论）形成，在此过程中相互作用的神经元间的突触连接增强。我们报道在清醒小鼠的视皮层神经细胞集群中，双光子光遗传操作引入的重复活动在印记产生以后自发构建新的细胞集群，而不会破坏旧有集群。此外，印记集群能被单细胞的刺激所唤醒，并在连续几天内保持集群的整体性。我们的结果说明，利用双光子光遗传操作可以将皮质回路重配置为持续性的神经元集群，而这种集群可以进行模式完善。
动物学
Eye lens radiocarbon reveals centuries of longevity in the Greenlandshark (Somniosus microcephalus)
眼晶状体放射性碳测年揭示格陵兰鲨（Somniosus microcephalus）寿命可达数世纪
翻译 李昕骥
Julius Nielsen, Rasmus B. Hedeholm, Jan Heinemeier,Peter G. Bushnell, Jørgen S. Christiansen, Jesper Olsen, Christopher BronkRamsey, Richard W. Brill, Malene Simon, Kirstine F. Steffensen, John F.Steffensen
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/702
格陵兰鲨（Somniosus microcephalus）是北冰洋的一个标志性物种。它生长缓慢，总长度可达500厘米以上，表明它拥有远超过其它脊椎动物的寿命。研究者们对28头雌性格陵兰鲨（总长在81到502厘米之间）的眼部晶状体核使用放射性碳测年技术，结果显示它们的寿命至少可达272年。只有在最小的鲨鱼（体长在220厘米或以下）中发现了放射性碳炸弹脉冲，其为20世纪60年代早期的时间标记。炸弹前鲨鱼的年龄范围（以中值显示，可能范围为95.4%）显示，它们性成熟的年龄至少有156 ± 22岁，并且最大个体（502厘米）有382 ± 120岁。我们的结果显示，格陵兰鲨是已知最长寿的脊椎动物，对该物种的保护值得关注。
生物医学
Spt4 selectively regulates the expression of C9 or f72 sense and antisense mutanttranscripts
spt4选择性调节C9orf72正义和反义突变转录本的表达
翻译 王相丽
NicholasJ. Kramer, Yari Carlomagno, Yong-Jie Zhang…Leonard Petrucelli, Aaron D. Gitler
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/708
C9orf72中一段扩大的六核苷酸重复序列会导致肌萎缩性侧索硬化症和额颞叶失智症（c9FTD/ALS）。针对包含扩大重复序列（GGGGCC）RNAs的疗法正在开发中，然而，这种方法因为反义链转录产生的扩大GGCCCC重复序列而变得复杂。我们发现针对转录延伸因子Spt4的方案可选择性地减少正义链和反义链扩大转录本的产生，同时其二肽重复（DPR）翻译产物减少，并能减轻动物模型中的退化。敲除人体Spt4直接同源基因SUPT4H1同样可以减少患者细胞中正义链和反义链RNA病灶及其DPR蛋白。针对单一因子以消除c9FTD/ALS病理特征的治疗方案相比于需要分开靶向正反义重复序列的方案更具优势。
物理·材料
Laserspectroscopy of muonic deuterium
μ子氘的激光光谱测量
翻译 陈肖
RandolfPohl, François Nez, Luis M. P. Fernandes…Aldo Antognini, The CREMACollaboration
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/669
氘核是最简单的复合原子核，由一个质子和一个中子组成。氘核的性质，例如均方根电荷半径rd以及极化性，可以为理解核力和原子核结构提供重要的参照基准。μ子氘(muonic deuterium, μd)是一种由一个氘核和一个负μ子(μ–)组成的奇异的原子。我们测量了μd的三种2S-2P跃迁，得到rd = 2.12562(78) fm，这个值相比CODATA-2010测量到的值rd = 2.1424(21) fm准确了2.7倍，但是却小了7.5σ。此外我们测量的值也比通过测量普通氘原子的电子能谱得到的的rd值小了3.5σ。 更小的rd值与电子同位素位移相结合时得到的“小”质子半径rp，类似于在测量μ子氢时的情况，使得质子半径之谜变得更加深入了。
Highly stretchable, transparent ionictouch panel
具有高度伸缩性和透明性的离子触摸屏
翻译 邓卓
Chong-Chan Kim, Hyun-Hee Lee, Kyu HwanOh, Jeong-Yun Sun
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/682
随着人机互动的应用变得越来越重要，触摸屏需要具备更好的伸缩性和生物相容性才能增强与人体之间的集成度。然而，目前大部分的触摸屏都是基于刚性和易碎的电极材料来开发的。在本文中我们展示了一种基于含有氯化锂盐的聚丙烯酰胺水凝胶的离子触摸屏。这种显示屏很柔软并且可以伸缩，使其可以承受很大的形变。得益于水凝胶很高的透明性，这种显示屏对可见光的透射率达到98% ，使得它可以自由地去传播光学信息。通过一个表面电容触摸系统的应用，这种屏幕可以轻易地感应到触摸动作。不仅如此，它还可以在超过1000% 的表面区域应变下正常工作，而不会损失任何的正常功能。我们把这种屏幕用在表皮触摸屏上顺利的展示了多种功能，包括写字、弹钢琴和玩游戏。
天文
Direct imaging discovery of a Jovian exoplanet within a triple-star system
通过直接成像发现三合星系统中的系外类木行星
（图片来源：http://phys.org/news/2016-07-newly-planet-suns.html）
翻译 刘小鸥
Kevin Wagner, Dániel Apai, Markus Kasper…MassimoRobberto, Jean-Luc Beuzit
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/673
直接成像能够通过系外行星的热发射对其进行探测和表征。我们报导了通过成像在三合星系统内发现的一颗年轻的类木行星，并通过近红外光谱学表征了它的大气性质。相比起等级式三合星系统，该行星的半长轴比任何已知双星或三星系统中的系外行星都要近，这使得HD131399动态上不同于其它任何已知系统。HD131399Ab位于三合星系统远距轨道上，证明了大量行星有可能在多恒星系统中距离长且可能不稳定的轨道上被发现。HD131399Ab是已被直接成像的质量最小（4 ± 1个木星质量）与温度最低（850 ± 50开氏度）的系外行星之一。
地质
Continental patterns of submarine groundwater dischargereveal coastal vulnerabilities
海底地下水排泄的大陆模式揭示了滨海脆弱性
（图片来源：http://www.archdaily.com/473188/case-studies-in-coastal-vulnerability-boston-seoul-hamburg-bangladesh-and-new-york）
翻译 刘小鸥
Audrey H. Sawyer, Cédric H. David, James S. Famiglietti
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/705
海底地下水排泄（SGD）从大陆向海洋输送水与溶解的化学物质，其空间分布影响着沿海水质。不同于河流，SGD分布广泛并相对难以测量，尤其是在大陆尺度下。我们报导了，基于历史气候记录与高分辨率水道测量数据，对邻近美国（陆源）淡水SGD的空间分辨估算性研究。气候控制着淡水SGD区域模式，而滨海排水系统的几何结构造成明显的局部差异。由于淡水SGD补给区的人口分布较为密集，淡水SGD的质与量均对人为干扰十分脆弱。我们的分析揭示了污染物排放至海水与盐水入侵滨海含水层的热点区域。
化学
Isolation and structural and electroniccharacterization of salts of the decamethylferrocene dication
二茂铁癸烷双阳离子盐的2离析、结构及电性表征
翻译 卓思琪
M. Malischewski, M. Adelhardt, J. Sutter,K. Meyer, K. Seppelt
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/678
二茂铁及其癸烷衍生物[Cp*2Fe]中的 Fe(II)/Fe(III) 可逆氧化还原对有着溶液依赖小、且定义明确的性质，因此它们通常被作为非水溶液电化学研究的标准。目前，对于高价氧化态的研究尚少。本文中，我们用置于纯二氧化硫中的AsF5, SbF5,或ReF6，和置于纯氟化氢中的[XeF](Sb2F11)来氧化[Cp*2Fe]，从而得到[Cp*2Fe]2+双离子。这些[Cp*2Fe]2+双离子中的Fe(IV)十分稳定，我们进而对Fe(IV)进行离析和晶体结构与光谱表征。Sb2F11–盐如期展现出与Cp环相互平行的金属茂络合物，然而As2F11–, AsF6–, SbF6–, 和ReF6–盐却出现了4°到17°的倾斜角。57Fe的穆斯堡尔能谱和超导量子干涉器件磁化研究显示，在所有[Cp*2Fe]2+中，相同的d轨道在基于3d电子构型e2g3a1g1的S = 1, 3E的基态下都产生了分裂。
Atmospheric photochemistry at a fatty acid–coated air-water interface
被脂肪酸覆盖的空气-水界面的大气光化学
翻译 邓卓
Stéphanie Rossignol, Liselotte Tinel,Angelica Bianco…D. James Donaldson, Christian George
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/699
尽管在光化学中脂肪酸通常被认为是惰性的，我们在一个被单层羧酸所包覆的空气-水界面上观察到了复杂挥发性有机化合物在光照下的产生。当包含壬酸（NA）的水溶液在体积浓度下产生稍多于一个单层NA包覆物被光化辐射照射时，我们观察到了饱和及不饱和的气态乙醛，还有许多水溶液态的高度氧化产物。这种反应可能是由水界面处通过光直接吸收所激发的三重态NA分子引起的。由于被脂肪酸包覆的界面结构在自然环境中无处不在，这种光化学处理过程将会对臭氧和粒子形成产生本质性的影响。
社会科学
The impact of homelessness prevention programs onhomelessness
无家可归者预防计划对无家可归者的影响
（图片来源：http://www.sciencemag.org/news/2016/08/bit-cash-can-keep-someone-streets-2-years-or-more）
翻译 刘小鸥
William N. Evans, James X. Sullivan, Melanie Wallskog
http://science.sciencemag.org/content/353/6300/694
针对那些面临无家可归的人士，短期经济援助计划广泛实施，但有关其影响的证据极为有限。我们运用2010至2012年间（n=4448）芝加哥的数据，证明了可用资金的不稳定导致了寻求援助个体间资源分配的几乎随机的差异。我们比较了在资金充足时与短缺时打电话求助的家庭以估计其影响。我们发现，资金充足时打电话的家庭进入无家可归收容所的可能性减少了76%。通过经济援助来预防无家可归的人均花费估计为10300美元，而如果能更精准地针对低收入求助者，这个花费还可以进一步降低。估计的福利金（不包括多种健康福利金）超过20000美元。
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