Science 一周论文导读 | 2017 年 10 月 13 日

审校 邓卓 咖喱 大头 紫苏

生物学

Biology

The microanatomic segregation of selection by apoptosis in the germinal center

生发中心内通过凋亡进行选择的显微解剖隔离结构

Michel C. Nussenzweig, Christian T. Mayer, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/eaao2602

（导读 陈月欣） B 细胞在淋巴器官中的生发中心（GC）里增殖、成熟和凋亡，但凋亡的生物学意义尚不明确。本研究通过观察有凋亡指示的小鼠发现，GC 中 B 细胞的凋亡为普遍现象。明区的 B 细胞在没有被正向选择时凋亡，暗区的 B 细胞则在抗原受体受损时凋亡。

Abstract

The Drosophila embryo at single-cell transcriptome resolution

单细胞转录组分辨率的果蝇胚胎

Nikos Karaiskos, Robert P. Zinzen, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/194

（导读 马欢）在胚胎形成期间，果蝇胚胎由约 6000 个具有不同基因表达谱的细胞组成。 本文作者对胚胎精确阶段进行单细胞测序和算法开发，生成了交互式三维（3D）果蝇虚拟胚胎”，胚胎中每个细胞约含有 8000 个基因。该虚拟胚胎为从转录因子、长非编码 RNA 表达到信号通路的空间调节的发育机制的研究提供新方法。 

Abstract

Scalable synthesis of bryostatin 1 and analogs, adjuvant leads against latent HIV

潜伏性 HIV 抑制剂草苔虫素 1 及其类似物的大规模合成

Paul A. Wender, Clayton T. Hardman, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/218

图片来源：sciencenews.org

（导读 唐诗语）草苔虫素 1（Bryostatin 1）是一种由海洋生物分泌的天然产物，在艾滋病、癌症和阿尔兹海默症的治疗方面有潜在应用，但其产量十分有限且不稳定，阻碍了进一步的研发和临床试验。本文提供了一种草苔虫素 1 的 29 步全合成方法，预计每年产量达到 20 克，足以满足目前的临床需求。

Abstract

Use of CRISPR-modified human stem cell organoids to study the origin of mutational signatures in cancer

利用 CRISPR 修饰的人类干细胞类器官来研究癌症中突变特征的起源

Edwin Cuppen, Hans Clevers, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/234

（导读 郭思瑶）癌症发生过程中的基因突变特征对于癌症的治疗与机理研究有重要意义。本文利用 CRISPR-Cas9 技术敲除结肠类器官中关键的 DNA 修复基因，并进行亚克隆化和全基因组测序。错配修复基因 MLH1 缺陷的类器官中的突变累积是由复制错误所驱动并很好的模拟了结直肠癌的突变图谱。敲除癌症易感基因 NTHL1 后，离体器官也出现了与乳腺癌患者相似的表型。该技术为探究癌症起源相关的突变特征提供了新方法。

Abstract

Innovative scattering analysis shows that hydrophobic disordered proteins are expanded in water

新型散射分析表明疏水性无序蛋白在水中呈舒展态

 Patricia L. Clark, Tobin R. Sosnick, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/238

（导读 阿金）固有无序蛋白质（IDPs）没有确定的结构形态，IDP 相关的精确物理模型和实验解析难度较大。本研究使用单个小角 X 射线散射测量，发展了一种测量 IDP 空间占位和溶剂作用水平的通用方法，对一系列 IDP 的测量结果显示 IDP 在水中呈高度舒展状态，这与其低净电荷、高疏水性的性质相悖。此结构状态可能是可减少错误折叠和聚集的演化结果。

Abstract

物理

Physics

Quantum acoustics with superconducting qubits

耦合超导量子位的量子声学

Yiwen Chu, Robert J. Schoelkopf, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/199

（导读 阿金）电机领域追求一种耐用的高相干器件以测量和连接非线性量子系统。本研究展示了一种高频体声波谐振腔，使用协调性达到 260 的压电转导，与超导量子位进行强耦合，使得量子位和机械相干时间达到 10 微秒。该器件工艺简单，可调控多种声子模式，能在单个量子级别上对千兆级别声子进行控制和测量。

Abstract

Hanbury Brown and Twiss interferometry of single phonons from an optomechanical resonator

利用汉伯里·布朗及特维斯（HBT）干涉法来测量光机械谐振腔内的单个声子

Markus Aspelmeyer, Simon Gröblacher, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/203

（导读 阿金）能够稳定生成非典型运动态的纳米和微机械固态量子器件对解决宏观量子现象和发展量子技术意义非凡。本研究使用量子光控技术，一定条件下在纳米机械谐振腔中产生单个声子的福克（Fork）态，并用 HBT 干涉法检测该声子态的非典型属性。研究结果使得在单个声子级别上建立机械振荡腔的纯光量子控制成为可能。

Abstract

Stretchable surfaces with programmable 3D texture morphing for synthetic camouflaging skins

用于合成伪装皮肤的可编程三维结构弹性表面

R. F. Shepherd, J. H. Pikul, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/210

图片来源：science.sciencemag.org

（导读 李骏）弹性材料的使用变得日益重要，然而目前还无法精细地控制这些材料如何进行伸缩。受到投足纲动物肌肉形态的启发，本研究研发了一种人工合成的组织，能够通过编程将二维弹性表面变换成三维形状。这种人工合成的组织能够通过简单制造工艺和建模方法伸展成与目标形状相差不到 10%，并且可以将自身伪装到背景环境中。

Abstract

化学

Chemistry

Imaging the halogen bond in self-assembled halogenbenzenes on silver

在银上形成自组装卤素苯中卤素键过程的成像

Ruqian Wu, W. Ho, et al. （加利福尼亚大学（Irvine分校）武汝前、Wilson Ho研究组）

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/206

（导读 魏甜甜）对不同卤族元素分子键的形成过程，需要进行各自不同的描述。本研究利用非弹性隧道探针得到了金属表面上卤素苯二维自组装分子键结构的实空间图像，直接显示了此过程中分子间引力和完全卤化的分子间键的“风车”图像。该结果补充了对卤素键性质的认识。

Abstract

Anti-Markovnikov alkene oxidation by metal-oxo–mediated enzyme catalysis

通过金属-氧代介导的酶催化反马氏烯烃氧化

Frances H. Arnold, Stephan C. Hammer, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/215

（导读 阿金）催化烯烃原料的反马氏氧化反应能够简化许多重要分子的合成路径。本研究对细胞色素 P450 酶进行了酶工程改造，使之能高效率催化由金属-氧代介导的乙苯烯反马氏氧化反应。该酶使用双氧作为终端氧化剂，通过捕获高能中间产物和催化氧代转移，实现反马氏氧化选择性。该方法可与其他合成方法组合，为反马氏功能性反应提供新方法。

Abstract

Aqueous Au-Pd colloids catalyze selective CH4 oxidation to CH3OH with O2 under mild conditions

金-钯水溶胶在温和条件下催化氧气将甲烷选择性氧化成甲醇

Graham J. Hutchings, Nishtha Agarwal, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/223

（导读 寒雨）甲烷的选择性氧化在催化中一直是很大的挑战。本研究利用胶体金-钯纳米颗粒，以氧气为氧化剂，在温和温度和水溶液条件下以 92％ 的高选择性将甲烷氧化成甲醇。甲烷被过氧化氢可控分解活化，随后在自由基反应中结合分子氧实现选择性氧化过程，约 70% 的气相氧分子参与了反应。

Abstract

其他

【Astronomy-天文】Mapping spiral structure on the far side of the Milky Way

观察银河系远端的螺旋结构

Alberto Sanna, Mark J. Reid, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/227

图片来源：science.sciencemag.org

（导读 寒雨）由于极小的视差和星际尘埃对光线的遮挡，离银河系中心较远的区域难以得到精确测量。本研究利用超长基线阵列（Very Long Baseline Array），测得一个在星系形成区域中的水微波激射源的直接三角视差距为  20.4^+2.8-2.2 千秒差距，借此可揭示银河系的螺旋结构并验证在横向运动基础上来推断该区域距离的运动学方法。

Abstract

【Ecology-生态】Tropical forests are a net carbon source based on aboveground measurements of gain and loss

基于地上收益和损失的测量证明热带森林为净碳源

A. Baccini, W. Walker, et al.

http://science.sciencemag.org/content/358/6360/230

（导读 刘晓娟）目前对热带生态系统的碳平衡尚不清楚，我们采用 2003-2014 年 MODIS 数据估算出热带地上植被碳密度的年际变化。数据表明，全球热带森林每年净释放 425.2± 92.0 Tg 碳，即整体为碳源。其中包括 861.7 ± 80.2 Tg 的碳损失和 436.5 ± 31.0 Tg 的碳吸收。碳吸收源于森林生长；而碳损失由森林砍伐、退化或干扰导致，其中森林退化、干扰占损失的 68.9%。

Abstract

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