Science 一周论文导读 | 2017 年 9 月 29 日

审校 邓卓 咖喱 大头 访冬

生物学

Biology

Driving mosquito refractoriness to Plasmodium falciparum with engineered symbiotic bacteria

利用工程化的共生细菌使按蚊抗恶性疟原虫感染

王四宝（中国科学院上海植物生理生态研究所）, 

Marcelo Jacobs-Lorena等

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1399

（导读 郭思瑶）本研究发现从按蚊卵巢中分离的沙雷氏菌属（AS1）可在按蚊中肠、雌性卵巢和雄性附性腺稳定繁殖定居，并迅速在蚊群中传播。通过基因编辑使 AS1 分泌抗疟原虫效应蛋白，重组菌可抑制按蚊中镰刀形疟原虫的侵染。这对于利用细菌抑制疟疾传播有重要意义。

Abstract

Gating of social reward by oxytocin in the ventral tegmental area

腹侧被盖区中催产素对社交奖赏的调控

Robert C. Malenka, Lin W. Hung, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1406

（导读 董堃）从社交活动中获得奖赏会使亲社会行为增多，本文发现在社交活动中下丘脑室旁核催产素释放神经元活性增强并直接促进了亲社会行为的产生，而阻断位于腹侧被盖区的催产素释放神经元轴突末端的催产素释放，会使小鼠的社交行为显著减少。这些研究结果为社交正性经历获得的神经机制提供了新的证据。

Abstract

ZATT (ZNF451)–mediated resolution of topoisomerase 2 DNA-protein cross-links

ZATT（ZNF451）直接介导拓扑异构酶 2 DNA-蛋白质交联复合体水解

Felipe Cortés-Ledesma, R. Scott Williams, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1412

（导读 榴莲君）拓扑异构酶 2（TOP2）可与 DNA 结合为剪切复合物 TOP2cc，但 TOP2 与 DNA 之间的交联会破坏 DNA 结构稳定性。本研究发现 SUMO 连接酶 ZNF451 可识别 TOP2 造成的损伤，与 TOP2cc 结合并改变其构象，促进磷酸二酯酶 TDP2 直接催化水解 TOP2 与 DNA 之间的交联，从而维持细胞内 DNA 的正常态。该 ZNF451-TDP2-TOP2cc 途径为化疗干预提供新的研究思路。

Abstract

Mutations in the promoter of the telomerase gene TERT contribute to tumorigenesis by a two-step mechanism

端粒酶基因 TERT 启动子突变通过两步机制导致肿瘤发生

Dirk Hockemeyer, Kunitoshi Chiba, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1416

（导读 郭怿暄）端粒酶 TERT 启动子突变（TPMs）是肿瘤中最常见的非编码突变，然而对其致癌机制我们知之甚少。本研究发现 TPMs 在两个阶段通过促进细胞无限增殖化和基因组不稳定导致肿瘤发生：初始阶段，TPMs 通过增长最短端粒来延长细胞寿命；第二阶段，最短的端粒导致基因组不稳定，端粒酶表达进一步上调以维持细胞增殖。

Abstract

Kinetics of dCas9 target search in  Escherichia coli

dCas9 在大肠杆菌中进行靶序列搜寻的动力学

Johan Elf, Daniel Lawson Jones, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1420

（导读 郭思瑶）为了探究细胞利用单链寡核苷酸定位染色体中 DNA 序列的速度，科研人员探究了 Cas9 蛋白利用先导 RNA 在大肠杆菌内的搜索过程。结果发现单个荧光标记的 dCas9 蛋白需要花费 6 小时找到正确的序列，这说明每个潜在目标被结合的时间不超过 30 毫秒。高浓度的 Cas9 和先导 RNA 是保证快速靶定的先决条件。

Abstract

生态

Ecology

Changes in the microbiota cause genetically modified Anopheles to spread in a population

微生物群落的变化导致基因编辑的按蚊在群体中扩散

George Dimopoulos, Andrew Pike, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1396

图片来源：science.sciencemag.org

（导读 郭思瑶）按蚊的先天性免疫系统控制疟原虫和细菌感染。本研究改变了按蚊抗疟原虫免疫基因的表达，发现与野生型按蚊相比，基因编辑过的按蚊中肠的免疫活动增加，微生物侵染减少，适合度没有下降，使得雌雄基因编辑个体都较同性野生型个体更有交配优势，大大促进了基因编辑按蚊在蚊群中的扩散。

Abstract

【封面故事】Tsunami-driven rafting: Transoceanic species dispersal and implications for marine biogeography

海啸驱动的漂流：跨洋物种的分散和对海洋生物地理学的影响

James T. Carlton, John W. Chapman, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1402

图片来源：sciencedaily.com

（导读 刘晓娟）2011 年日本地震引发的海啸造成了史无前例的生物越洋活动。研究记录了 6 年来日本海岸的 16 门 289 个物种越过太平洋到达北美和夏威夷海岸。大多数物种扩散通过附着在非生物降解物上实现，日益扩大的海岸带基础设施建设提供了大量非生物降解塑料。海洋风暴使得塑料碎片漂洋过海为物种扩散提供媒介，加剧物种入侵。

Abstract

物理

Physics

Electronic crystal growth

电子晶体生长

T. Sato, K. Miyagawa and K. Kanoda

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1378

（导读 张奕林）尽管关联电子系统中互作用电子也会形成晶体，但观察电子晶体的时间演化在实验上一直是一个难点。本研究利用一种有机导体展示了过冷电荷液体或电荷玻璃是一种亚稳态，并通过电阻率与核磁共振谱测量观测了电子晶体生长中。结果显示晶体生长的温度特性与经典体系类似，揭示了电子结晶的两种独特机理。

Abstract

Crystallization and vitrification of electrons in a glass-forming charge liquid

玻璃形成电荷液中电子的结晶和玻璃化

 K. Hashimoto, S. Sasaki, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1381

（导读 张奕林）由强电子关联效应引起的电荷有序化通常会导致长程有序。本研究在一个几何不稳定性系统中观察到了一个无长程电荷序的玻璃电子态，并发现有着等腰三角形晶格的电荷有序有机材料展现出与电子结晶与玻璃化相关的电荷动力学。研究结果有助于理解液相-玻璃相转变。

Abstract

Spin-imbalance in a 2D Fermi-Hubbard system

二维 Fermi-Hubbard 系统中的自旋非平衡

Waseem S. Bakr, Peter T. Brown, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1385

图片来源：phys.org

（导读 张奕林）强相互作用与磁场的影响带来了量子多体系统中独特的超导和磁性形式。本研究通过改变塞曼场和掺杂研究了晶格上的强关联费米子。借助位点分辨测量， 研究人员观察到了强相互作用局域极化与掺杂之间的非单调关系，并归因于反铁磁绝缘体到金属相的相变。研究结果有助于在实验上建立 Fermi-Hubbard 模型与掺杂和自旋极化的关系。

Abstract

Frequency combs enable rapid and high-resolution multidimensional coherent spectroscopy

通过光学频率梳实现快速且高分辨率的多维相干光谱

Bachana Lomsadze and Steven T. Cundiff

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1389

（导读 阿金）双激光频率梳能快速测量高分辨率线性吸收光谱，但一维线性技术还无法区分混合分析物的谐振源以及均匀和非均匀展宽。本研究成功结合高分辨率多维非线性相干光谱和光学频率梳，区别并标识出铷原子的两个同位素样品（⁸⁷Rb 和 ⁸⁵Rb）的多普勒展宽特征。研究结果为高分辨率多维光谱的测量提供了重要参考。

Abstract

Nanophotonic rare-earth quantum memory with optically controlled retrieval

具备光学控制检索功能并结合稀土元素的光量子存储器

Andrei Faraon, Tian Zhong, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1392

（导读 阿金）量子网络节点要求在读出时间可控的情况下在芯片上实现量子位存储功能。本研究将介观尺度上的钕元素与光子晶体共振腔耦合，展示了一种高保真纳米光量子存储器。器件的自旋极化程度超过 95%，得以有效初始化原子梳状频率和数据输出时间。研究结果为发展基于光量子网络的长距离信息传输提供重要参考。

Abstract

其他

【化学-Chemistry】Synthesis of mixed hypermetallic oxide BaOCa⁺ from laser-cooled reagents in an atom-ion hybrid trap

在 47 32063 47 15287 0 0 3413 0 0:00:09 0:00:04 0:00:05 3413子-离子混合阱中利用激光冷却底物合成混合超金属氧化物 BaOCa⁺

Eric R. Hudson, Prateek Puri, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1370

（导读 阿金）本研究使用最新的冷原子物理技术，并结合高性能电子结构计算方法，对人工合成碱土金属超金属氧化混合物 BaOCa⁺ 过程中化学键和结构的变化，以及 Ca（³PJ）和以BaOCH3⁺ 的无过渡态反应进行了详细的研究。反应过程中动力学参数与碰撞能量的关系，以及单个 Ca 精细结构也符合基于长程俘获理论的计算结果。

Abstract

【天文-Astronomy】Supersonic gas streams enhance the formation of massive black holes in the early universe

超音速气流增强了早期宇宙中巨大黑洞的形成

Shingo Hirano, Takashi Hosokawa, et al.

http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1375

图片来源：phys.org

（导读 刘晓娟）目前学术界对于在宇宙初期形成的巨大黑洞了解仍然甚少。本研究对早期黑洞的形成进行数值模拟，得出从大爆炸中遗留下的超音速气体阻碍了早期气体云形成，直到原始星系光环中的气体凝结被触发。原恒星形成于稠密湍流的气体云，以零星的物质吸积方式达到 34000 个太阳质量，最后坍缩形成黑洞。

Abstract

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