Science 一周论文导读 | 18 Nov 2016
VOL 354, ISSUE 6314
审校：半夏 赵维杰 史静雯 邓卓
物理学
Physics
An integrated diamond nanophotonics platform for quantum-optical networks
一个可用于量子光学网络的集成式金刚石纳米光子平台
A. Sipahigil, R. E. Evans, D. D. Sukachev…M. Lončar, M. D. Lukin
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/847
金刚石量子桥中有一系列孔（紫色）, 其中镶嵌了两个硅原子（黄色）
图片来源：Sandia National Laboratories
（导读 宋伊梦） 可见光范围内操控量子物质-光界面对于实现量子通讯十分关键。在单个量子器件中整合并耦合多个光学发射极是该系列研究的重要目标。本研究通过在金刚石平台中嵌入两个硅原子，实现了量子发射极的有效耦合，为构建大型量子芯片网络铺平了道路。
Abstract
化学
Chemistry
A general catalytic β-C-H carbonylation of aliphatic amines to β-lactams
通用催化β-C-h羰化将脂肪胺转化为β-内酰胺
Darren Willcox, Ben G. N. Chappell, Kirsten F. Hogg, Jonas Calleja, Adam P. Smalley, Matthew J. Gaunt
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/851
图片来源：sciencemag.org
（导读 刘小鸥） 胺类的合成与功能化对化学应用十分关键。本研究报告了一种通用的碳氢键活化过程，能够在钯酸酐催化下将脂肪胺与一氧化碳化合形成β-内酰胺。该反应对大量仲胺有效，能够作为药学研究等领域中合成高度功能化胺类产物的最后步骤。
Abstract
材料科学
Material Science
Perovskite-perovskite tandem photovoltaics with optimized band gaps
具有最优化带隙的双层钙钛矿串联太阳能电池
Giles E. Eperon, Tomas Leijtens, Kevin A. Bush…Michael D. McGehee, Henry J. Snaith
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/861
（导读 雷文茜） 如何提高太阳能电池转换效率一直是研究热点之一。本研究通过串联两层钙钛矿太阳能电池，一层是实现近红外吸收的FA0.75Cs0.25Sn0.5Pb0.5I3材料，另一层是带隙较宽的FA0.83Cs0.17Pb(I0.5Br0.5)3材料，获得了17.0 %的转换效率。本研究为未来设计低成本高效率全钙钛矿太阳能电池提供了思路。
Abstract
Single-particle mapping of nonequilibrium nanocrystal transformations
非平衡纳米晶体形态变换成像
Xingchen Ye, Matthew R. Jones, Layne B. Frechette…Phillip L. Geissler, A. Paul Alivisatos
Affiliation: Department of Chemistry, University of California, Berkeley, USA
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/874
图片来源：sciencemag.org
（导读 宋伊梦） 金属纳米粒子的形状和大小受其形成条件调控。本研究从反向出发，通过实验和模拟手段对石墨烯胞腔中金纳米粒子的溶解过程（与晶体形成过程相反）进行了观察分析，得到了对瞬时存在的非平衡纳米晶体的状态描述。这些结果是正向研究中难以得到的。
Abstract
Command of active matter by topological defects and patterns
拓扑缺陷和拓扑模式操纵活动物
Chenhui Peng, Taras Turiv, Yubing Guo, Qi-Huo Wei, Oleg D. Lavrentovich
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/882
图片来源：sciencemag.org
（导读 雷文茜） 自推进细菌极有可能成为制备动态材料或微系统的动力来源，但是如何掌控细菌的无序运动一直难以解决。本研究将Bacillus subtilis置于各向异性轴方向不断变化的液晶环境中，可以通过设计拓扑缺陷调控细菌的空间分布、活动轨迹和运动方向。
Abstract
地球科学
Earth Science
Coseismic rupturing stopped by Aso volcano during the 2016 Mw 7.1 Kumamoto earthquake, Japan
阿苏火山在2016年日本熊本7.1级地震中阻止了同震断裂延伸
A. Lin, T. Satsukawa, M. Wang, Z. Mohammadi Asl, R. Fueta, F. Nakajima
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/869
图片来源：sciencedaily.com
（导读 刘小鸥） 2016年熊本7.1级大地震沿日奈久布田川（Hinagu-Futagawa）走滑断层带造成了约40千米长的地表破裂，但同震断裂在阿苏火山的火山锥内部终止。本研究数据显示，阿苏火山群下的岩浆阻止了破裂延伸，该地震发震断层与火山灾害的关系或需重新研究。
Abstract
The formation of peak rings in large impact craters
大陨击坑中峰环的形成
Joanna V. Morgan, Sean P. S. Gulick, Timothy Bralower…Kosei E. Yamaguchi, William Zylberman
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/878
（导读 赵维娜） 大碰撞会使深部物质与近地表岩石混合以此重构行星表面。本研究通过对希克苏鲁伯（Chicxulub）陨击坑中峰环样品研究发现，峰环被岩脉和剪切带横切，并呈现非常低的密度和地震速度。因此可以推测，大碰撞会在行星地壳中引发垂向流动并增加孔隙度。
Abstract
植物学
Botany
Improving photosynthesis and crop productivity by accelerating recovery from photoprotection
通过加快从光保护中恢复以提高光合作用与作物产量
Johannes Kromdijk, Katarzyna Głowacka, Lauriebeth Leonelli, Stéphane T. Gabilly, Masakazu Iwai, Krishna K. Niyogi, Stephen P. Long（封面文章）
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/857
（导读 张志伟） 农作物的叶子可以将吸收的过量有害光能转化为热能散发，但当阳光被遮挡时，这种保护作用将持续一段时间并削弱光合作用。本研究通过生物工程技术加快烟草对自然荫蔽的应答，从而提高了其在波动光中的二氧化碳吸收量和干重，为作物产量的飞跃性提升提供了一种广泛可行的方法。
Abstract
Phytochromes function as thermosensors in Arabidopsis
光敏色素是拟南芥的热传感器
Jae-Hoon Jung, Mirela Domijan, Cornelia Klose…Katja E. Jaeger, Philip A. Wigge
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/886
图片来源：miduhadi.booklikes.com
（导读 刘小鸥） 一定范围内的升温可以促进拟南芥的开花和生长。本研究发现光敏色素在夜间热传感中起到主要作用，光敏色素 B（phyB）在黑暗中直接作用于相关靶基因启动子，改变细胞转录组。其失活速率受温度控制，是植物在夜间整合温度信息的热计时器。
Abstract
Phytochrome B integrates light and temperature signals in Arabidopsis
拟南芥中的光敏色素B可以整合光信号和温度信号
Martina Legris, Cornelia Klose, E. Sethe Burgie, Cecilia Costigliolo Rojas Rojas, Maximiliano Neme, Andreas Hiltbrunner, Philip A. Wigge, Eberhard Schäfer, Richard D. Vierstra, Jorge J. Casal
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/897
图片来源：http://www.devbio.biology.gatech.edu/
（导读 郭思瑶） 外界温度可以调节植物的生长和发育，但是其感应器还未被发现。本研究发现，温暖的环境降低了拟南芥中光敏色素B（phyB）的Pfr-Pfr二聚体库丰度和相关核小体的大小。因此phyB在植物中除了有光受体功能，同时还有温度感应功能。
Abstract
Characterization of a dynamic metabolon producing the defense compound dhurrin in sorghum
高粱中产生防御化合物蜀黍苷的动态代谢元的表征
Tomas Laursen, Jonas Borch, Camilla Knudsen… Birger Lindberg Møller, Jean-Etienne Bassard
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/890
图片来源：phys.org
（导读 刘小鸥） 由多个相关酶形成的代谢元（metabolon）能够有效促进代谢通路中连续反应的组织进行。本研究分离并在脂质体中重组了催化蜀黍苷形成的动态代谢元，并对其功能与结构进行了研究，此结果能够帮助优化异源宿主中的生物合成途径。
Abstract
生物化学
Biochemistry
Asymmetric synthesis of batrachotoxin: Enantiomeric toxins show functional divergence against NaV
树蛙毒素的不对称合成：NaV对对映异构体毒素表现的功能差异
Matthew M. Logan, Tatsuya Toma, Rhiannon Thomas-Tran, J. Du Bois
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/865
图片来源：phys.org
（导读 彭晓晗 刘小鸥） 树蛙毒素是电压门控钠离子通道（NaV）的有效激动剂。本文对合成和天然的树蛙毒素对映异构体及二者的衍生物进行了研究，发现NaV对不同化合物的反应不同，并鉴定出了NaV与树蛙毒素的结合位点。
Abstract
A synthetic pathway for the fixation of carbon dioxide in vitro
体外二氧化碳固定的合成途径
Thomas Schwander, Lennart Schada von Borzyskowski, Simon Burgener, Niña Socorro Cortina, Tobias J. Erb
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/900
图片来源：sciencedaily.com
（导读 刘小鸥） 寻找二氧化碳的有效转化途径对未来绿色经济十分重要。本研究介绍了一种体外持续固定二氧化碳的合成循环CETCH，该反应网络包含17种转化酶，是第七个二氧化碳固定的合成途径，未来有希望应用于体内与体外。
Abstract
The DNA methyltransferase DNMT3C protects male germ cells from transposon activity
DNA甲基转移酶DNMT3C保护雄性生殖细胞免于转座子活性
Joan Barau, Aurélie Teissandier, Natasha Zamudio, Stéphanie Roy, Valérie Nalesso, Yann Hérault, Florian Guillou, Déborah Bourc’his
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/909
图片来源：science.sciencemag.org
（导读 郭思瑶） 哺乳动物基因组中普遍存在的DNA甲基化在表观遗传控制中扮演主要角色。研究人员在啮齿类动物中发现了第四种甲基转移酶基因DNMT3C。DNMT3C酶可以对雄性生殖细胞的逆转录转座子的启动子进行甲基化，这有助于维持小鼠的繁殖力。
Abstract
神经生物学
Neuroscience
The sacral autonomic outflow is sympathetic
骶部自主传出神经属于交感神经
I. Espinosa-Medina, O. Saha, F. Boismoreau, Z. Chettouh, F. Rossi, W. D. Richardson, J.-F. Brunet
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/893
图片来源：sciencemag.org
（导读 李骏） 人们长期认为骶部节前神经元属于副交感神经系统。本研究找出了15种用于区分小鼠副交感神经和交感神经传出的神经元表型和发育特征，发现骶部神经传出与源自脊髓的交感神经传出的特征类似，暗示其属于交感神经，而非副交感神经。
Abstract
生物医学
Biomedical Science
Site-specific phosphorylation of tau inhibits amyloid-β toxicity in Alzheimer’s mice
阿尔茨海默小鼠tau蛋白位点特异性磷酸化抑制β-淀粉样蛋白毒性
Arne Ittner, Sook Wern Chua, Josefine Bertz…Yazi D. Ke, Lars M. Ittner
http://science.sciencemag.org/content/354/6314/904
（导读 董堃） 阿尔茨海默氏症中的β-淀粉样蛋白毒性历来被认为是由磷酸化tau蛋白介导的，本研究却发现恰恰相反，最起码在疾病的早期，tau蛋白位点特异的磷酸化抑制了这种毒性。这项工作从突触后过程方面对AD病理进程提供了新见解并挑战了从前对tau蛋白磷酸化的片面认识。
Abstract
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