Science 等一周论文导读（上）| 2017年2月第2期
审校：金庄维 邓卓 谭坤 半夏 赵维杰
天文学
Astronomy
Lifetime of the solar nebula constrained by meteorite paleomagnetism
用陨石古磁学约束太阳星云的寿命
Huapei Wang（王华沛，麻省理工学院&中国地质大学）, Benjamin P. Weiss, Xue-Ning Bai…Roger R. Fu, Maria E. Zucolotto
http://science.sciencemag.org/content/355/6325/623
图片来源：sciencedaily.com
（导读 Takeko） 太阳星云及其磁场的寿命难以确定。本研究报道了对钛辉无球粒陨石的古磁学分析，证明其形成于在太阳系形成后约380万年的接近零磁场(<0.6毫特斯拉)中，暗示太阳星云场及星云气体可能同期消失，确定了气体巨星与行星迁移的时间尺度，及陨石球粒的形成条件。
Abstract
An intermediate-mass black hole in the centre of the globular cluster 47 Tucanae
球状星团杜鹃座47中心的中等质量黑洞
Bülent Kızıltan, Holger Baumgardt & Abraham Loeb
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21361.html
图片来源：sci-news.com
（导读 Takeko） 中等质量黑洞能够帮助理解恒星黑洞如何演化为超大质量黑洞，但这种黑洞是否存在仍不确定。本研究表明，证据显示杜鹃座47（NGC104）中心存在中等质量黑洞，其质量约为1400至3700个太阳质量，或能生长为超大质量黑洞。
Abstract
物理学
Physics
Solving the quantum many-body problem with artificial neural networks
利用人工神经网络解决量子多体问题
Giuseppe Carleo, Matthias Troyer
http://science.sciencemag.org/content/355/6325/602
（导读 Takeko） 描述多体波函数的指数复杂性是多体量子物理中的一个困难。本研究证明了波函数的系统化机器学习能够将该复杂性降低至易处理计算的形式。研究人员还提出了一种基于人工神经网络引入量子态的变量表达，能够较精确描绘一维与二维典型相互作用自旋模型。
Abstract
Deterministic entanglement generation from driving through quantum phase transitions
通过量子相变产生确定性量子纠缠
Xin-Yu Luo（罗鑫宇，清华大学）, Yi-Quan Zou（邹奕权，清华大学）, Ling-Na Wu（吴玲娜，清华大学）,…, Meng Khoon Tey（郑盟锟，清华大学&量子物质科学协同创新中心）, Li You（尤力，清华大学&量子物质科学协同创新中心）
http://science.sciencemag.org/content/355/6325/620
（导读 Takeko） 多体纠缠的实现方法通常具有很大不确定性。本研究报道了对纠缠双数（Twin-Fock）相的近确定性实现方法，观测结果能够推断超过标准量子极限的纠缠加强相的灵敏度。研究结果展示了利用量子相变分隔不同纠缠环境来产生大型纠缠态的能力。
Abstract
Symmetry-protected collisions between strongly interacting photons
强相互作用光子间的对称保护碰撞
Jeff D. Thompson, Travis L. Nicholson, Qi-Yu Liang…Mikhail D. Lukin & Vladan Vuletić
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature20823.html
（导读 Takeko） 在强相互作用系统中实现稳健的量子现象是现代物理的主要挑战之一。本研究利用超冷原子气体中光与里德伯激发态的相干耦合，展示了两个光子间的相干交换碰撞，并伴随π/2的相移。该效应稳健性良好，因为相移由相互作用对称性保护，并且实验在光子吸收极小的条件下进行。
Abstract
材料科学
Material Science
Double-heterojunction nanorod light-responsive LEDs for display applications
基于双异质结纳米柱的光响应LED
Nuri Oh, Bong Hoon Kim, Seong-Yong Cho…John A. Rogers, Moonsub Shim
http://science.sciencemag.org/content/355/6325/616
（导读 邓卓） 双重功能显示器件可以实现同时传输和接收光信息。本研究展示了一种基于胶状半导体纳米柱的双异质结能在单个器件中同时产生光电流和电致发光。这种具双重功能的光响应LED结构为包括非触摸显示屏、能量采集、光数据传输等一系列新型应用开辟了广阔前景。
Abstract
地球科学
Earth Science
On the deep-mantle origin of the Deccan Traps
德干高原玄武岩的地幔深部来源
Petar Glišović, Alessandro M. Forte
http://science.sciencemag.org/content/355/6325/613
图片来源：phys.org
（导读 Takeko） 印度德干高原拥有世界上最大的大陆溢流玄武岩省，但追溯其深部地幔来源仍然困难。本研究将反复迭代法应用至倒序时间对流模型，结合现今地幔的不均一性重建新生代初期地幔结构，发现了留尼旺与科摩罗热点下的地幔上涌。
Abstract
Recent increase in oceanic carbon uptake driven by weaker upper-ocean overturning
海洋上层翻转减弱导致近期海洋碳吸收增加
Tim DeVries, Mark Holzer & Francois Primeau
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21068.html
图片来源：ecowatch.com
（导读 Takeko） 本研究显示海洋环流变化是改变其CO2吸收的主要驱动力。研究通过量化年代际海洋环流平均变化及预测其对CO2吸收的影响，发现继续减弱的上层海洋翻转环流或能在不久将来增强海洋CO2汇，但最终可能限制海洋对人为排放CO2的吸收。
Abstract
Vigorous lateral export of the meltwater outflow from beneath an Antarctic ice shelf
南极冰架下剧烈的融水横向流出
Alberto C. Naveira Garabato, Alexander Forryan, Pierre Dutrieux…Yvonne L. Firing & Satoshi Kimura
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature20825.html
图片来源：phys.org
（导读 Takeko） 南极冰架融水的纵向分布尚不明确，监测表明与现有模型假设不同， 冰架融水集中于深层。本研究监测南极快速融化的冰架下融水流出的湍流特性，确定了决定融水深度的机制，南极冰架融水在深层普遍产生，应被模拟纳入考量。
Abstract
生态学
Ecology
Ecosystem restoration strengthens pollination network resilience and function
生态系统恢复增强授粉网络的恢复力及功能
Christopher N. Kaiser-Bunbury, James Mougal, Andrew E. Whittington, Terence Valentin, Ronny Gabriel, Jens M. Olesen & Nico Blüthgen
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21071.html
图片来源：sciencedaily.com
（导读 Takeko） 植被恢复是目前减小生态系统破坏的主要方式，而授粉功能的恢复是该过程的关键。本研究运用野外试验调查植被恢复对授粉的影响，表明植被恢复能够提高授粉，生态系统功能退化部分可逆，强调了环境管理中相互作用网络的用处。
Abstract
进化生物学
Evolutionary Biology
Decoupled ecomorphological evolution and diversification in Neogene-Quaternary horses
马在新近纪-第四纪不耦合的生态形态学的进化与分化
J. L. Cantalapiedra, J. L. Prado, M. Hernández Fernández, M. T. Alberdi
http://science.sciencemag.org/content/355/6325/627
图片来源：sciencenews.org
（导读 Takeko） 进化论认为性状进化与分化速率之间具有一定关联。本研究运用系统发育方法，对新近纪与第四纪的马的谱系特异性的物种形成速率与身体大小及牙齿形态进化间的关系进行评估了，发现马亚科的多样性动态主要由生态边界，而非形态分化控制。
Abstract
Meiofaunal deuterostomes from the basal Cambrian of Shaanxi (China)
中国陕西寒武系底部发现的小型底栖后口动物
Jian Han（韩健，西北大学）, Simon Conway Morris, Qiang Ou（欧强，中国地质大学&卡塞尔大学）, Degan Shu（舒德干，西北大学） & Hai Huang（黄海，西安石油大学）
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21072.html
图片来源：geol.umd.edu
（导读 Takeko） 后口动物的进化历程与起源特性仍不清楚。本研究报道了中国南部寒武纪初的类奥斯坦型化石库的毫米级化石Saccorhytus coronarius，它是地层学上最早的后口动物之一 ，揭示了后口动物进化的关键环节 ，或能帮助解释化石与分子钟之间的不一致。
文章详情：中国发现的丑萌生物化石，又让我们对祖先又了新猜测 | Nature 论文推荐
Abstract
基因组学
Genomics
A prominent glycyl radical enzyme in human gut microbiomes metabolizes trans-4-hydroxy-l-proline
人类肠道菌群中存在可代谢反式-4-羟基-1-脯氨酸的甘氨酰自由基酶
B. J. Levin, Y. Y. Huang, S. C. Peck…C. Huttenhower, E. P. Balskus
http://science.sciencemag.org/content/355/6325/eaai8386
（导读 卓思琪） 人体内微生物编码许多不典型的酶。本文整合酶化学与定量宏基因组学信息，研究了健康人体内微生物甘氨酸自由基酶超家族各成员的丰度和分布。研究者鉴定了多个不典型家族成员，发现它们能帮助肠道共生菌与病原体对反式-4-羟基-1-脯氨酸脱水。故“化学功能导向分析”可用于生态环境下微生物群体中酶的发现。
Abstract
Rare and low-frequency coding variants alter human adult height
稀有和低频编码突变改变成人身高
Eirini Marouli, Mariaelisa Graff, Carolina Medina-Gomez…Panos Deloukas & Guillaume Lettre
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21039.html
（导读 卓思琪） 身高是多基因决定的性状。本文报道了83个影响身高的低频率基因突变，其中部分突变对身高的影响可高达2厘米左右，是一般突变的十倍。后续研究证实克增高身高的STC2基因突变可以提高胰岛素样生长因子的生物利用率。本研究说明增大普查样本量有助于发现对多基因形状有较大决定性的低频突变。
Abstract
New CRISPR–Cas systems from uncultivated microbes
未培养微生物中的新型CRISPR-CAS系统
David Burstein, Lucas B. Harrington, Steven C. Strutt…Jennifer A. Doudna & Jillian F. Banfield
http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7640/full/nature21059.html
图片来源：nature.com
（导读 郭思瑶） CRISPR-Cas系统是微生物利用DNA短序列引导Cas蛋白剪切外源DNA的获得性免疫系统。研究者利用宏基因组技术，直接从自然微生物群落中提取DNA，发现了一系列未培养微生物中的CRISPR-Cas系统，首次在古菌中发现Cas9 蛋白，并在细菌中发现了CRISPR-CasX与CRISPR-CasY两个新系统。
Abstract
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