Science 等一周论文导读（下）| 2017年2月第2期

审校：史静雯 赵维杰 金庄维 半夏

神经生物学

Neuroscience

Activity-dependent spatially localized miRNA maturation in neuronal dendrites

神经元树突中活性依赖的空间定位miRNA的成熟

Sivakumar Sambandan, Güney Akbalik, Lisa Kochen…Alexander Heckel, Erin M. Schuman

http://science.sciencemag.org/content/355/6325/634

（导读 柳寒石）  microRNA能够通过阻止mRNA的翻译从而调节基因的表达。研究人员利用新开发的诱导荧光探针技术指示miRNA成熟的过程。神经元单突触刺激导致局部miRNA成熟和局部靶标RNA的蛋白质合成，表明时间和空间调节的pre-miRNA的成熟可以提高miRNA介导的翻译抑制的准确性和稳定性。

 Abstract 

Gamma oscillations organize top-down signalling to hypothalamus and enable food seeking

伽马振荡整合自上而下的信号至下丘脑并保证觅食行为

Marta Carus-Cadavieco, Maria Gorbati, Li Ye…Alexey Ponomarenko & Tatiana Korotkova

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21066.html

（导读 董堃）  大脑伽玛共振与多种高等认知行为相关。本文发现下丘脑外侧和上游脑区的伽玛共振可以自上而下地指导亚皮层网络活化并通过动态重组下丘脑功能细胞群促进觅食行为，为认知指导的非饥饿状态下觅食行为提供了解释。

 Abstract 

生物物理学

Biophysics

Nanometer resolution imaging and tracking of fluorescent molecules with minimal photon fluxes

利用最小光通量来实现纳米分辨率成像和荧光分子追踪

Francisco Balzarotti, Yvan Eilers, Klaus C. Gwosch…Johan Elf, Stefan W. Hell

http://science.sciencemag.org/content/355/6325/606

（导读 邓卓）  本研究介绍了一种对荧光光子进行高精度局域化的方案MINIFLUX。利用这种方法，研究人员在大肠杆菌的核糖体中对单个荧光蛋白进行追踪，其时间分辨率和局域化都获得了显著提升。研究人员预测该方法的极限尚有提升空间，可以为研究细胞中的大分子结构带来新的突破。

 Abstract 

Weak synchronization and large-scale collective oscillation in dense bacterial suspensions

密集细菌悬浮液中的弱同步集体振荡

Chong Chen（陈崇，香港中文大学）, Song Liu（刘松，香港中文大学）, Xia-qing Shi（施夏清，苏州大学）, Hugues Chaté & Yilin Wu（吴艺林，香港中文大学）

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature20817.html

（导读 Takeko）  集体振荡行为在许多生物过程中至关重要。本研究发现了一种弱同步机制，与以往的认识不同，这种集体振荡机制不需要个体细胞的固有振荡或长程耦合。这项研究有望为生物医学研究及自驱动活性物质（active matter）的物理研究提供新方向。

论文详情：港中大生物物理学者在细菌中发现新的集体振荡规律 | Nature论文推荐

 Abstract 

细胞生物学

Cell Biology

Deficiency of microRNA miR-34a expands cell fate potential in pluripotent stem cells

多能干细胞中microRNA miR-34a缺失会扩大细胞命运的潜力

Yong Jin Choi, Chao-Po Lin, Davide Risso…Terence P. Speed, Lin He（何琳，伯克利）

http://science.sciencemag.org/content/355/6325/eaag1927

（导读 柳寒石）  干细胞很少分化为胚外细胞类型，而研究人员在小鼠多能干细胞（PSC）中发现，微小核糖核酸（MicroRNA） miR-34a通过靶向转录因子Gata2抑制内源性逆转录病毒MERVL表达，而这会限制PSC只能发育成胚胎细胞。当miR-34a缺失时，PSC也能发育为胚外细胞类型。

 Abstract 

Newly born peroxisomes are a hybrid of mitochondrial and ER-derived pre-peroxisomes

新出生的过氧化物酶体是线粒体和内质网衍生的过氧化物酶体前体的杂交物

Ayumu Sugiura, Sevan Mattie, Julien Prudent & Heidi M. McBride

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21375.html

（导读 史静雯）  过氧化物酶体参与重要的生化过程，但其从头合成的来源尚不清楚。先前的理论是内质网起源，但在哺乳动物细胞的过氧化物酶体上存在线粒体定位的膜蛋白。本文通过观察缺少过氧化物酶体的患者的成纤维细胞，发现过氧化物酶体前体可从线粒体上被释放，而最终的成熟需要和内质网来源的囊泡进行融合。

 Abstract 

生物化学

Biochemistry

Gene duplication can impart fragility, not robustness, in the yeast protein interaction network

基因重复增加了酵母蛋白相互作用网络中的脆弱性而非稳健性

Guillaume Diss, Isabelle Gagnon-Arsenault, Anne-Marie Dion-Coté…Caroline M. Berger, Christian R. Landry

http://science.sciencemag.org/content/355/6325/630

（导读 Takeko）  重复基因的维持被认为能够保护细胞免于基因扰动，但该稳健性的分子基础仍然未知。本研究测量了野生型细胞与缺乏旁系同源物细胞中酵母蛋白与其结合伴侣的相互作用，表明基因重复在大量案例中可能增强突变的脆弱性而非稳健性。

 Abstract 

An Argonaute phosphorylation cycle promotes microRNA-mediated silencing

AGO2蛋白磷酸化循环促进miRNA介导的基因沉默

Ryan J. Golden, Beibei Chen, Tuo Li…Yang Xie & Joshua T. Mendell

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21025.html

（导读 柳寒石）  AGO蛋白参与miRNA介导的基因沉默。研究人员利用CRISPR-Cas9全基因组筛选技术，发现Argonaute 2（AGO2）上高度保守的氨基酸残基（S824-S834）能够被CSNK1A1磷酸化，随后被ANKRD52–PPP6C磷酸酶复合体快速去磷酸化。进一步的研究表明这种AGO2的磷酸化-去磷酸化循环能够促进miRNA介导的基因沉默。

 Abstract 

TZAP: A telomere-associated protein involved in telomere length control

TZAP：一种参与控制端粒长度的蛋白

Julia Su Zhou Li, Javier Miralles Fusté, Tatevik Simavorian, Cristina Bartocci, Jill Tsai, Jan Karlseder, Eros Lazzerini Denchi

http://science.sciencemag.org/content/355/6325/638

（导读 Winston）  位于染色体末端的端粒可以维持染色体的稳定。本研究发现TZAP（端粒锌指相关蛋白）易与有较少shelterin复合物的长端粒结合，促进端粒重复序列的修剪，从而限制端粒长度。

 Abstract 

Redox-based reagents for chemoselective methionine bioconjugation

基于氧化还原的试剂用于化学选择性的甲硫氨酸生物偶联

Shixian Lin, xiaoyu yang, Shang Jia…F. Dean Toste, Christopher J. Chang

http://science.sciencemag.org/content/355/6325/597

（导读 卓思琪）  甲硫氨酸的固有亲核性低，不能利用酸碱共轭的策略功能团化。本文利用基于氧杂吖丙啶的试剂（具有氧化还原活性），在生物适应的条件下迅速有力的完成了甲硫氨酸的高选择性标记。利用该方法能精确的向蛋白质中添加负载、合成抗体-药物缀合体，并还能识别蛋白质组中高度活化的甲硫氨酸。

 Abstract 

生物医学

Biomedical Science

A switch from canonical to noncanonical autophagy shapes B cell responses

从经典到非经典自噬的转换决定了B细胞应答

Nuria Martinez-Martin, Paula Maldonado, Francesca Gasparrini…Sharon A. Tooze, Facundo D. Batista

http://science.sciencemag.org/content/355/6325/641

（导读 Winston）  自噬在免疫反应中的作用尚不清楚。本研究发现在病毒感染时生发中心（GC）B细胞（激活时）会迅速发生以非经典途径为主的自噬。而敲除WIPI2会增强非经典自噬，从而影响细胞线粒体稳态以及GC B细胞和抗体分泌细胞的变化。

 Abstract 

Interspecies organogenesis generates autologous functional islets

跨物种生产有功能的自体胰岛

Tomoyuki Yamaguchi, Hideyuki Sato, Megumi Kato-Itoh…Masumi Hirabayashi & Hiromitsu Nakauchi 

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21070.html

图片: nature.com

（导读 Winston）  本研究通过将小鼠多能干细胞（PSC）注射到胰岛先天缺陷大鼠(Pdx-1 -/-)囊胚中，得到了由小鼠PSC组成的大鼠胰腺。而给糖尿病小鼠移植这种胰腺，可以在不使用免疫抑制剂的情况下（除了术后前5天）恢复并稳定其血糖水平。这为移植异种囊胚补全的自体再生胰岛治疗提供了可行性证据。

 Abstract 

Feedback control of AHR signalling regulates intestinal immunity

AHR信号的反馈调节影响肠道免疫

Chris Schiering, Emma Wincent, Amina Metidji…Daniel W. Nebert & Brigitta Stockinger

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21080.html

图片来源：nature.com

（导读 郭思瑶）  肠道中芳烃受体（AHR）识别特定底物后，可以上调CYP1酶表达，由CYP1氧化AHR底物起到解除底物毒性的作用。本研究在小鼠中发现，Cyp1a1的过量表达会造成AHR底物缺乏状态，使AHR活性下调并导致AHR依赖的肠道免疫活动下调，肠道感染敏感性增加，证明CYP1对AHR的反馈调节在肠道免疫中具有重要意义。

 Abstract 

The ligand Sas and its receptor PTP10D drive tumour-suppressive cell competition

配体Sas和其受体PTP10D驱动抑制肿瘤的细胞竞争

Masatoshi Yamamoto, Shizue Ohsawa, Kei Kunimasa & Tatsushi Igaki

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21033.html

（导读 史静雯）  正常的上皮细胞对邻近的原癌细胞有抑制作用，具体机制不明。本文通过遗传筛选研究了果蝇成虫上皮细胞中的这一现象，发现正常细胞表达的Sas作用于带有功能缺失突变的原癌细胞上表达的PTP10D受体，从而限制了异常细胞中的EGFR的信号通路，从而消除异常细胞。

 Abstract 

结构生物学

Structural Biology

Molecular mechanism for the regulation of yeast separase by securin

通过分离酶抑制蛋白（securin）调节酵母分离酶功能的分子机制

Shukun Luo & Liang Tong（哥伦比亚大学）

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21061.html

图片来源：nature.com

（导读 郭思瑶）  分离酶在姐妹染色单体分离过程中起着重要作用，其活性被分离酶抑制蛋白所调控。人类肿瘤细胞中分离酶被过量表达，使其成为潜在药物靶点。本研究报道了酵母Saccharomyces cerevisiae的分离酶-抑制蛋白复合体晶体结构，分辨率高达2.6 Å，该结构部分阐明了分离酶抑制机制和螺旋区域的重要作用。

 Abstract 

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