Science 等一周论文导读（上）| 2017年第1期

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Science 等一周论文导读（上）| 2017年第1期

Original 2017-01-14 科研圈 科研圈

审校：邓卓半夏赵维杰

天文学

Astronomy

Extensive water ice within Ceres’ aqueously altered regolith: Evidence from nuclear spectroscopy

谷神星水蚀变的风化层中存在大量水冰：从核谱中获得的证据

T. H. Prettyman, N. Yamashita, M. J. Toplis…C. A. Raymond, C. T. Russell

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/55

（导读刘小鸥）谷神星的表面元素组成包含风化层冰含量、水蚀变过程等信息。本研究利用“黎明号”获取的核谱数据，确定了谷神星的氢、铁及钾元素的浓度，表明表面物质在内部曾经历水作用的过程，推测谷神星可能经过一定的冰岩分离作用。

Abstract

A direct localization of a fast radio burst and its host

快速射电暴及其来源的直接定位

S. Chatterjee, C. J. Law, R. S. Wharton…L. G. Spitler & H. J. van Langevelde（Nature 封面文章）

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7635/full/nature20797.html

（导读访冬）快速射电暴（FRB）来自银河系外、持续数毫秒，物理性质未知，光度远超所有已知成因的辐射爆发。我们使用高时间分辨干涉观测仪对已知的唯一一个重复性FRB：FRB 121102进行了成像，并推测其来源为低亮度的活动星系核或银河系外的未知辐射源。

Abstract

物理学

Physics

Density functional theory is straying from the path toward the exact functional

密度泛函理论保真度的丢失

Michael G. Medvedev, Ivan S. Bushmarinov, Jianwei Sun, John P. Perdew, Konstantin A. Lyssenko

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/49

（导读韩宇）密度泛函理论大大扩展了可被模拟计算的分子大小和复杂性，泛函所能计算的能量越精确，其精度就被认为越高。本研究检测了这些功能在一系列中性和阳性原子中计算电子密度的能力。虽然能量和密度的精度相继提高，但某些泛函丧失了对真实密度的保真度。

Abstract

材料科学

Material Science

Evidence for bulk superconductivity in pure bismuth single crystals at ambient pressure

纯铋单晶在常压下体超导电性的存在证据

Om Prakash, Anil Kumar, A. Thamizhavel, S. Ramakrishnan

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/52

（导读邓卓）铋体材料一直以来被认为不可能存在超导电性。本研究在常压且温度低于0.53毫开的条件下在纯铋单晶中观察到了体超导电性，同时指出了像这种存在于低载流子浓度和异常能带结构的材料（例如：铋）中的超导电性无法利用传统的BCS理论来解释，需要做更深入的理论分析。

Abstract

Highly stretchable polymer semiconductor films through the nanoconfinement effect

通过纳米限制效应实现具有高弹性的聚合物半导体薄膜

Jie Xu, Sihong Wang, Ging-Ji Nathan Wang…Jong Won Chung（斯坦福）, Zhenan Bao（鲍哲楠，斯坦福）

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/59

（导读邓卓）目前能用于可穿戴电子设备的弹性半导体材料都需要牺牲载流子迁移率来获得弹性。本研究探索了一种基于纳米限制效应的半导体聚合物薄膜，其拉伸可达100%而不影响载流子迁移率（可比拟非晶硅）。利用这种薄膜研究人员还开发了像皮肤的穿戴式LED驱动器件。

Abstract

Correlated fluorescence blinking in two-dimensional semiconductor heterostructures

二维半导体异质结构中的相关荧光闪烁

Weigao Xu, Weiwei Liu, Jan F. Schmidt…Denis V. Seletskiy & Qihua Xiong（熊启华，南洋理工）

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7635/full/nature20601.html#author-information

（导读访冬）荧光源的“闪烁”现象通常在零维量子点中发生，由量子点在中性和带电状态间的随机变换产生。我们在由层间范德华力连接的双层二维半导体异质结构中发现独特的闪烁效应，与零维和一维中的双态闪烁不同，二维闪烁中存在三种亮度不同的状态，可以为相关研究提供新平台。

Abstract

化学

Chemistry

Catalyst support effects on hydrogen spillover

催化剂载体对氢溢流的影响

Waiz Karim, Clelia Spreafico, Armin Kleibert, Jens Gobrecht, Joost VandeVondele, Yasin Ekinci & Jeroen A. van Bokhoven

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7635/full/nature20782.html

图片来源：nature

（导读访冬）氢溢流是活性氢原子在金属催化剂表面移动以完成远距离催化的现象。我们利用纳米结构制备技术，在可还原的钛氧化物和不可还原的铝氧化物催化载体上测定了氢溢流效应，发现铝氧化物表面的氢溢流比钛氧化物表面慢十个数量级且距离严重受限。该观测为研究催化剂载体的协同作用提供新机遇。

Abstract

地球科学

Earth Science

Volcanic tremor and plume height hysteresis from Pavlof Volcano, Alaska

阿拉斯加巴甫洛夫火山的火山颤动与烟羽高度滞后现象

David Fee, Matthew M. Haney, Robin S. Matoza, Alexa R. Eaton, Peter Cervelli, David J. Schneider, Alexandra M. Iezzi

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/45

（导读刘小鸥） 2016年巴甫洛夫火山喷发制造了烟羽并产生强烈震颤。震颤振幅与烟羽高度间关系在喷发涨落间变化，这种滞后现象表明流动与侵蚀过程能够产生不可逆的结构变化，并反映在地球物理数据上。这些数据或能提高对火山气体排放及喷发规模的相关预测准确度。

Abstract

Centennial-scale Holocene climate variations amplified by Antarctic Ice Sheet discharge

南极冰盖碎裂加剧百年尺度的全新世气候变化

Pepijn Bakker, Peter U. Clark, Nicholas R. Golledge, Andreas Schmittner & Michael E. Weber

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7635/full/nature20582.html

（导读赵晴）本研究分析了全新世时期次表层海温小幅度升高导致的南极冰盖碎裂为冰山过程的历史观测记录，并结合相应模拟分析发现：这一过程可以对过程后几百年中局部和全球气候波动产生影响，说明南极冰盖碎裂对气候的影响比之前的认识更为长远。

Abstract

Sub-ice-shelf sediments record history of twentieth-century retreat of Pine Island Glacier

冰架下沉积物记录二十世纪松岛冰川的消退历史

J. A. Smith, T. J. Andersen, M. Shortt…S. Crowhurst & D. G. Vaughan

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7635/full/nature20136.html

（导读刘小鸥）过去40年西南极冰架加速消退，多个模型认为冰川接地线正经历不可逆后退。本研究对松岛冰川（Pine Island Glacier）下沉积岩心的分析表明，其消退减少是上世纪40年代触发的气候驱动下趋势的一部分，即使当气候驱动减弱，冰架消退仍旧继续。

Abstract

古人类学

Paleoanthropology

Permanent human occupation of the central Tibetan Plateau in the early Holocene

全新世早期人类永久性定居青藏高原中部

M. C. Meyer, M. S. Aldenderfer, Z. Wang, D. L. Hoffmann, J. A. Dahl, D. Degering, W. R. Haas, F. Schlütz

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/64

（导读韩宇）先前研究认为人类约在3600年前农业社会建立时第一次永久性定居青藏高原。但本文对海拔4270米的青藏高原中部藏族聚居地的年代学研究表明，人类可能于7400年前或更早的时期就已定居高原中部，早于农业社会的形成。

Abstract

进化生物学

Evolutionary Biology

Eocene lantern fruits from Gondwanan Patagonia and the early origins of Solanaceae

来自冈瓦纳古陆巴塔哥尼亚的始新世灯笼果与茄科的早期起源

Peter Wilf, Mónica R. Carvalho, María A. Gandolfo, N. Rubén Cúneo

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/71

图片来源：Wilf P. et al. 2016

（导读韩宇）茄科植物具有重要的经济和农业价值，但化石证据的缺乏使它们的起源尚不清楚。本文介绍了在阿根廷发现的5200万年前的灯笼果化石，属现代酸浆属（Physalis）。这一发现提前了灯笼果支系的起源时间，并认为茄科分化于冈瓦纳古陆最终分裂之前。

Abstract

Cognition-mediated evolution of low-quality floral nectars

认知介导的低质量花蜜的演化

Vladislav Nachev, Kai Petra Stich, Clemens Winter, Alan Bond, Alan Kamil, York Winter

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/75

（导读韩宇）传粉者选择和植物性状之间的不匹配是一种未解决的演化矛盾。本研究在热带雨林中实行虚拟进化实验，表明“悖论”仅在物理刺激与主观感觉间非线性相关，且食物竞争激烈时存在。蝙蝠对低浓度花蜜的选择导致花整体上演化出低甜度的花蜜。

Abstract

基因组学

Genomics

CRISPRi-based genome-scale identification of functional long noncoding RNA loci in human cells

基于CRISPRi的人类细胞中功能性长非编码RNA的基因组水平鉴定

S. John Liu, Max A. Horlbeck, Seung Woo Cho…Jonathan S. Weissman, Daniel A. Lim

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/aah7111

图片来源：sciencemag

（导读郭思瑶）人类基因组可以编码产生大量功能未知的长非编码RNA（lncRNA）。研究人员开发了一个CRISPR干扰（CRISPRi）平台，在7个不同的人源细胞系中鉴定了16401个lncRNA位点，其中499个与细胞生长相关。这些数据显示了lncRNA的重要作用及其细胞特异性。

Abstract

分子生物学

Molecular Biology

A global view of meiotic double-strand break end resection

对减数分裂双链断裂末端切除的全面解析

Eleni P. Mimitou, Shintaro Yamada, Scott Keeney

http://science.sciencemag.org/content/355/6320/40

图片来源：sciencemag

（导读韩宇）减数分裂重组过程中的DNA双链断裂末端切除过程由核酸外切酶执行。本研究对酵母全基因组中的DNA双链断裂末端切除位点进行了分析，确认激酶Tel1促进切除的起始而切除过程由核酸外切酶Exo1执行。细胞内核小体的存在可以对Exo1的切除造成阻碍。

Abstract

生物技术

Biotechnology

Synthetic recording and in situ readout of lineage information in single cells

单细胞谱系信息的合成记录和原位读出

Kirsten L. Frieda, James M. Linton, Sahand Hormoz…Michael B. Elowitz（MIT）& Long Cai（蔡龙，MIT）

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7635/full/nature20777.html

（导读访冬）在自身空间环境中重现单细胞谱系关系和动力事件是生物学的长久挑战。我们报告了一种将历史事件记录在染色体中的合成系统 (MEMOIR)，通过分析逐步和随机的突变原位重构谱系信息。结合基因表达分析，可以了解胚胎干细胞在不同基因表达状态间的转换率，为跨越不同生物系统的信息存储和原位读取提供了一种多能平台。

Abstract

植物学

Botany

Reducing phosphorus accumulation in rice grains with an impaired transporter in the node

敲除水稻节中的转运蛋白可以降低籽粒中的磷元素积累

Naoki Yamaji, Yuma Takemoto, Takaaki Miyaji, Namiki Mitani-Ueno, Kaoru T. Yoshida & Jian Feng Ma（马建锋，日本冈山大学）

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7635/full/nature20610.html

图片来源：nature.com

（导读郭思瑶）粮食作物中超过60%的磷最终保留在谷粒中，但人类和非反刍动物不能消化肌醇六磷酸（磷在谷物中的主要形式），排泄出的磷会造成水体富营养化。研究人员发现了与磷分配相关的基因SPDT。敲除该基因可减少磷在谷粒中的积累而增加其在叶子中的含量。这项发现可能为减少水体富营养化提供新策略。

Abstract

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