Science 等一周论文导读（下）| 2017年1月第4期

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Science 等一周论文导读（下）| 2017年1月第4期

Original 2017-02-04 科研圈 科研圈

审校：半夏史静雯赵维杰

基因组学

Genomics

A chemical genetic roadmap to improved tomato flavor

改善番茄风味的化学遗传路线图

Denise Tieman, Guangtao Zhu, Marcio F. R. Resende Jr…Sanwen Huang, Harry Klee

http://science.sciencemag.org/content/355/6323/391

（导读柳寒石）研究人员定量检测了398种来自不同遗传背景的番茄中风味相关的化学物质的含量。他们发现现代番茄的风味物质比古老番茄中的更少，并且利用全基因组测序的方法，进一步鉴定了影响番茄中糖类、酸类以及挥发性物质的基因遗传位点。从而勾勒出了改善番茄风味化学物质的遗产路线图。

Abstract

Evolutionary genomics of the cold-adapted diatom Fragilariopsis cylindrus

冷适应硅藻 Fragilariopsis cylindrus 的进化基因组学

Thomas Mock, Robert P. Otillar, Jan Strauss…Cock van Oosterhout & Igor V. Grigoriev

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature20803.html

（导读谭坤）人们对南冰洋的主要初级生产者硅藻如何适应极端环境还缺乏了解。本研究分析了一种冷适应物种Fragilariopsis cylindrus的基因组，发现其24.7%的等位基因高度分化，而这些基因在各种极端环境下有不同的表达。等位基因分化可能进化适应于南极地区环境的极端变化。

Abstract

神经生物学

Neuroscience

Overlapping memory trace indispensable for linking, but not recalling, individual memories

重叠记忆路径是连接而非唤起单独记忆所必需

Jun Yokose, Reiko Okubo-Suzuki, Masanori Nomoto…Fusao Kato, Kaoru Inokuchi

http://science.sciencemag.org/content/355/6323/398

（导读逸轩）将不同记忆整合为网络的神经机制未知。我们通过条件性厌味（CTA）和听觉条件恐惧（AFC）等两种杏仁核依赖模式行为研究，发现呈现CTA的条件刺激在记忆的自然联合激活之后会触发AFC条件反射，伴随基底外侧杏仁核重叠神经元集合增加。结果显示有一小群共享神经元调解记忆间的联系，但并非唤起单独记忆必需。

Abstract

Neurotoxic reactive astrocytes are induced by activated microglia

活化的小胶质细胞诱导星形胶质细胞产生神经毒性作用

Shane A. Liddelow, Kevin A. Guttenplan, Laura E. Clarke…Beth Stevens & Ben A. Barres

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature21029.html

（导读董堃）中枢神经系统（CNS）损伤及疾病会强烈诱导产生反应性星形胶质细胞，但其作用不明。本文研究了反应性星形胶质细胞的A1亚类，该亚类由活化的小胶质细胞通过分泌细胞因子诱导产生的。A1亚类在多种神经退行性疾病中大量出现，且能导致神经元和少突细胞的死亡，这为神经退行性病变的治疗带来新的可能。

Abstract

生物化学

Biochemistry

An N-end rule pathway that recognizes proline and destroys gluconeogenic enzymes

糖异生酶可以由其N-端脯氨酸被识别和降解

Shun-Jia Chen, Xia Wu, Brandon Wadas, Jang-Hyun Oh, Alexander Varshavsky

http://science.sciencemag.org/content/355/6323/eaal3655

（导读柳寒石）细胞能够根据自身的葡萄糖水平来决定是否启动合成葡萄糖的糖异生过程。研究人员在酵母中发现，泛素连接酶GID的Gid4亚基能够通过直接或间接的方式识别糖异生酶Pck1 N端的脯氨酸及附近序列，进而引发其降解，终止糖异生过程。这段可以被识别的N端序列在糖异生酶中是普遍存在的。

Abstract

A SUMO-ubiquitin relay recruits proteasomes to chromosome axes to regulate meiotic recombination

SUMO-泛素的传递招募蛋白酶体至染色体轴上以调控减数分裂重组过程

H. B. D. Prasada Rao, Huanyu Qiao, Shubhang K. Bhatt ... Neil Hunter

http://science.sciencemag.org/content/355/6323/403?rss=1

（导读柳寒石）在减数分裂过程中，RNF212和HEI10这两种E3泛素连接酶能够调节SUMO、泛素和蛋白酶体沿染色体轴向的定位。通过促进Hel10介导泛素化依赖的重组因子的降解更新，RNF212依赖的SUMO连接可以影响检查点类似过程来停滞重组。这表明SUMO连接可能通过选择性的蛋白质稳态来控制减数分裂中的交叉位点和染色体重组。

Abstract

Control of meiotic pairing and recombination by chromosomally tethered 26S proteasome

染色体上结合的26S蛋白酶体控制减数分裂中的配对和重组

Jasvinder S. Ahuja, Rima Sandhu, Rana Mainpal, Crystal Lawson, Hanna Henley, Patricia A. Hunt, Judith L. Yanowitz, G. Valentin Börner

http://science.sciencemag.org/content/355/6323/408

（导读柳寒石）减数分裂过程中，配对的同源染色体通过联会复合体（SC）和交叉连接到一起。该研究发现在缺少蛋白酶体功能的情况下，同源染色体不能配对。蛋白酶体催化核心和调节性蛋白酶体颗粒，能够被哺乳动物中E3连接酶RNF212的同源物Zip3和SC蛋白质Zip1招募到染色体上。这或许暗示了在减数分裂过程中蛋白酶体的功能在进化上是保守的。

Abstract

RPA binds histone H3-H4 and functions in DNA replication–coupled nucleosome assembly

RPA结合组蛋白H3-H4，在DNA复制偶联的核小体组装中发挥作用

Shaofeng Liu, Zhiyun Xu, He Leng, Pu Zheng, Jiayi Yang, Kaifu Chen, Jianxun Feng, Qing Li（李晴，北大）

http://science.sciencemag.org/content/355/6323/415

（导读柳寒石） DNA复制偶联的核小体组装对于维持基因组的完整性和表观遗传信息十分重要，该研究发现复制蛋白A（RPA）能够立即在临近的双链DNA处促进DNA-（H3-H4）的形成。而RPA突变后，核小体组装会减弱。这表明RPA通过将组蛋白结合在复制叉上从而偶联核小体的组装和DNA复制。

Abstract

生物医学

Biomedical Science

IgG antibodies to dengue enhanced for FcγRIIIA binding determine disease severity

登革热IgG抗体与FCγRIIIA结合增强决定疾病的严重程度

Taia T. Wang, Jaturong Sewatanon, Matthew J. Memoli…Rafi Ahmed, Jeffrey V. Ravetch

http://science.sciencemag.org/content/355/6323/395

（导读柳寒石）登革热病毒感染后出现反应性非中和免疫球蛋白G（RNNIgG）是登革出血热（DHF）或登革休克综合征（DSS）的高危因素。研究人员发现在DHF/DSS病人体内，由于 Fc多糖和IgG1被非岩藻糖基化，产生的IgG对活化的Fc受体FcγRIIIA的亲和力更强。故通过限制非岩藻糖基化 IgG1 RNNIg的产生，是用于开发针对登革热感染的新疗法和疫苗的可能思路。

Abstract

Communication between viruses guides lysis–lysogeny decisions

病毒间的信息交流指导裂解-溶原决定

Zohar Erez, Ida Steinberger-Levy, Maya Shamir…Gil Amitai & Rotem Sorek

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature21049.html

（导读峰子) 噬菌体感染宿主细胞后，可以选择复制并裂解宿主细胞或维持宿主生命（溶原化）。本研究发现噬菌体可以使用一种小分子交流系统：“arbitrium”系统，在不同宿主细胞之间传递信息，促使接收信息的宿主细胞内噬菌体进入溶原周期而非裂解途径。

Abstract

Translation from unconventional 5’ start sites drives tumour initiation

由非常规5’启动位点开始的翻译促进肿瘤的发生

Ataman Sendoel, Joshua G. Dunn, Edwin H. Rodriguez…Jonathan S. Weissman & Elaine Fuchs

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature21036.html

（导读柳寒石）研究人员在小鼠的皮肤肿瘤模型中发现，在肿瘤的发生阶段，细胞中整体翻译水平下降，但由非常规5’启动位点开始的致癌mRNA翻译水平提高，这一提高与eIF2、eIF2A等转录因子的调节相关。这表明基因5’端非编码区段的翻译可能调节肿瘤发生过程。

Abstract

The Hippo kinases LATS1 and 2 control human breast cell fate via crosstalk with ERα

Hippo激酶LATS1和2通过与ERα的交流控制人类乳腺细胞的命运

Adrian Britschgi, Stephan Duss, Sungeun Kim…Venkateshwar A. Reddy & Mohamed Bentires-Alj

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature20829.html

（导读柳寒石）乳腺上皮包含了几种不同类型的细胞，而细胞命运的异变则通常和疾病相关。研究人员利用以成像为基础的高通量shRNA筛选鉴定了在初级人类乳腺上皮细胞中调控乳腺细胞命运的肿瘤抑制子。其中Hippo通路中的LATS1和2可以促进雌激素受体α（ERα）的泛素化降解，从而通过内在和旁分泌机制控制细胞命运。

Abstract

生物物理学

Biophysics

Experimental measurement of binding energy, selectivity, and allostery using fluctuation theorems

利用波动理论实验性测量结合能、选择性和变构现象

Joan Camunas-Soler, Anna Alemany, Felix Ritort

http://science.sciencemag.org/content/355/6323/412

（导读韩宇）认识结合能是对大分子互作的功能理解的关键。本研究利用配体结合反应的波动理论和单分子力谱的实验方法，在不依赖反应模型的情况下测定了核酸和肽段的配体结合能，选择性和变构现象。该方法也可扩展至蛋白质，联系了热力学和化学平衡的基本定律。

Abstract

结构生物学

Structural Biology

Structure of a CLC chloride ion channel by cryo-electron microscopy

一个CLC氯离子通道的冷冻电镜结构

Eunyong Park, Ernest B. Campbell & Roderick MacKinnon

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature20812.html

图片来源：nature

（导读峰子）不同CLC蛋白的序列高度同源，但运输机制不同，或作为离子通道被动运输Cl⁻，或作为转运蛋白以两个Cl⁻交换一个H⁺。本文解析了牛CLC（CLC-K）的冷冻电镜结构，与CLC转运蛋白不同，CLC-K中含有一个保守的loop，使Cl⁻运输通道的胞质段更为收缩，进而使结构打通为Cl⁻通道蛋白。

Abstract

Structural basis for ArfA-RF2-mediated translation termination on mRNAs lacking stop codons

ArfA-Rf2介导缺失终止密码子的mRNA翻译终止的结构基础

Paul Huter, Claudia Müller, Bertrand Beckert, Stefan Arenz, Otto Berninghausen, Roland Beckmann & Daniel N. Wilson

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature20821.html

（导读柳寒石）在细菌中，缺失终止密码子的翻译终止可以通过tmRNA或是ArfA以及ArfB系统进行补救。研究人员解析了大肠杆菌70S核糖体在ArfA和RF2存在的条件下与截短mRNA结合的冷冻电镜结构，揭示了ArfA如何招募RF2并促进其在缺失终止密码子的情况下终止翻译。

Abstract

Mechanistic insights into the alternative translation termination by ArfA and RF2

ArfA和RF2介导的另类翻译终止的机理

Chengying Ma, Daisuke Kurita, Ningning Li, Yan Chen, Hyouta Himeno（日本弘前大学） & Ning Gao（高宁，清华大学）

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature20822.html

（导读柳寒石）该研究利用冷冻电镜方法解析了大肠杆菌中依赖ArfA和RF2的70S核糖体RNA翻译终止机器的三维结构，发现ArfA的C末端占据了30S亚基中mRNA进入通道，而N端则结合RF2导致其构象变化。RF2的保守催化GGQ基序位于tRNA P位点CCA末端旁边，从而揭示了ArfA通过RF2帮助缺少终止密码子翻译终止的机理。

Abstract

Structural basis of co-translational quality control by ArfA and RF2 bound to ribosome

ArfA和RF2结合核糖体进行共翻译质量控制的结构基础

Fuxing Zeng, Yanbo Chen, Jonathan Remis, Mrinal Shekhar, James C. Phillips, Emad Tajkhorshid & Hong Jin

http://www.nature.com/nature/journal/v541/n7638/full/nature21053.html

（导读卓思琪）质量控制系统在DNA翻译出错时介入，从而保证蛋白质合成系统的完整。在细菌中，ArfA识别停止的核糖体，并召募催化蛋白质合成终止的释放因子RF2。本文报道了ArfA和RF2在核糖体70s与nonstop mRNA复合物中的电子低温显微镜结构，为新蛋白识别核糖体翻译状态的理解提供了框架。

Abstract

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