Science 一周论文导读 | 2018 年 1 月 5 日 | 自由微信

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Science 一周论文导读 | 2018 年 1 月 5 日

Original 2018-01-14 科研圈 科研圈

审校邓卓咖喱大头访冬小勺

生物学

Biology

【封面故事】Gut microbiome influences efficacy of PD-1–based immunotherapy against epithelial tumors

肠道微生物影响 PD-1 免疫疗法的功效

Guido Kroemer, Laurence Zitvogel, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/91

图片来源：science.sciencemag.org

（导读卓思）能对靶向 PD-1/PD-L1 的免疫检查点抑制剂（ICIs）出现持续临床反应的患者只占相对较小的比例。本研究发现ICIs的原发耐药性或与异常的肠道细菌组成有关。对无菌小鼠或抗生素处理过的小鼠进行粪菌移植（FMT），ICIs 响应者的 FMT 可改善 PD-1 阻断剂的抗肿瘤作用，而无响应者的不能。宏基因组学表明肠道细菌 Akkermansia muciniphila 数量和 ICIs 临床反应间有一定联系，口服补充 A. muciniphila 可提高 PD-1 阻断剂功效。

Abstract

Gut microbiome modulates response to anti–PD-1 immunotherapy in melanoma patients

肠道微生物组调节抗 PD-1 免疫治疗黑色素瘤的反应

J. A. Wargo, V. Gopalakrishnan, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/97

（导读卓思）肠道微生物组对检查点阻断剂免疫治疗的调节尚未在人类癌症病患中具体表征。本研究检测了正在进行 PD-1 免疫治疗的黑色素瘤病人的口腔及肠道微生物。结果显示在 PD-1 免疫治疗响应者和无响应者之间，肠道微生物的多样性和组成存在显著差异。宏基因组学研究表明了响应者肠道细菌在功能上的不同。免疫分析表明，这些微生物可能加强了病人的系统性抗肿瘤免疫力。

Abstract

The commensal microbiome is associated with anti–PD-1 efficacy in metastatic melanoma patients

转移性黑素瘤患者中共生微生物组影响抗 PD-1 免疫治疗的功效

Thomas F. Gajewski, Vyara Matson, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/104

（导读卓思）抗 PD-1 免疫癌症治疗法的显著效果只体现在少数病人上。分析黑色素瘤转移的病患接受治疗前粪便中的细菌，观察到共生微生物和临床反应之间存在显著的关联。将响应者粪便在无菌小鼠上重构，可以提高机体对肿瘤的控制，增强抗 PD-L1 的治疗效果。该研究表明共生细菌可能存在着某种机制，影响着人体抗肿瘤作用。

Abstract

A mitosis-specific and R loop–driven ATR pathway promotes faithful chromosome segregation

有丝分裂特有并由 R 环驱动的 ATR 激酶通路促进正确的染色体分离

Lee Zou, Lilian Kabeche, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/108

（导读阿金）共济失调毛细血管突变和 Rad3 相关激酶（ATR）对 DNA 损伤修复应答起关键作用。本研究报道 ATR 在有丝分裂中通过与极光 A 激酶调控的着丝粒蛋白 F(CENP-F)联合定位着丝粒，结合由复制蛋白 A(RPA)包被的着丝粒 R 环。被激活后会防止落后染色体的形成。该通路的发现为促进正确的染色体分离提供新思路。

Abstract

S1P-dependent interorgan trafficking of group 2 innate lymphoid cells supports host defense

1-磷酸鞘氨醇（S1P）依赖的 2 型天然淋巴细胞（ILCs）的器官间迁移帮助宿主防御

Yuefeng Huang, Ronald N. Germain, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/114

（导读阿金）ILC 对机体免疫防御起到重要作用，通常被认为是组织驻留细胞，其是否在组织部位之间迁移并不清楚。本研究展示 IL-25 或寄生虫诱导的炎症 ILC2s 是可循环细胞，来源于肠道固有层中的静息态 ILC2。该细胞的迁移依赖于 S1P 介导的趋化反应，进入淋巴管并积聚在外周组织中。可促进抗寄生虫防御及组织修复，是适应性免疫的补充。

Abstract

Genomic signals of selection predict climate-driven population declines in a migratory bird

选择的基因组信号预测候鸟气候驱动的种群下降

Rachael A. Bay, Ryan J. Harrigan, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/83

图片来源：science.sciencemag.org

（导读寒雨）气候的快速变化造成了物种多样性的持续丧失，物种如何应对却难以预测。本研究整合种群基因组学和环境数据，发现北美黄林莺（Setophaga petechia）基因组变异与繁殖区气候有关。那些需要等位基因频率发生最大程度变化以适应气候变化的种群经历了最大大幅衰减，这一现象证明了不能适应环境对种群数量的消极影响。此方法或许可以提高预测物种分布模型的准确性。

Abstract

Elevated HLA-A expression impairs HIV control through inhibition of NKG2A-expressing cells

HLA-A 表达上调可通过抑制 NKG2A 细胞削弱对 HIV 的控制

Mary Carrington, Veron Ramsuran, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/86

（导读严冰）高度多态的人白细胞抗原（HLA）在免疫过程中发挥重要作用，其中 HLA-A 的表达水平随等位基因而变化。本文通过对 9763 位 HIV 患者进行分析发现患者 HLA-A 的水平越高，对 HIV 的控制能力越弱。HLA-A 表达水平提高会导致 HLA-A 来源的信号肽增加，特异性结合 HLA-E 并提高其表达水平。而 HLA-E可通过 NK 细胞抑制性受体 NKG2A 抑制 NK 细胞功能。阻断 HLA-E 与 NKG2A 的相互作用可能会有助于艾滋病治疗。

Abstract

Phase separation of a yeast prion protein promotes cellular fitness

酵母朊蛋白的相分离促进细胞适应性

Anthony A. Hyman, Simon Alberti, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/eaao5654

（导读郭怿暄）目前对阮蛋白结构域的生理功能知之甚少。本研究发现应激条件下，酵母朊蛋白 Sup35 会通过由 N 端朊蛋白结构域介导、由相邻的 pH 感受结构域调节的类液态相分离形成保护性溶胶，继而发生凝胶化。相分离可从应激诱导的损伤中挽救重要的 Sup35 翻译因子，促进酵母细胞生存。该研究证明类朊蛋白结构域可以通过改变蛋白质相行为来感受环境应激条件，加快适应。

Abstract

Transferrin receptor 1 is a reticulocyte-specific receptor for Plasmodium vivax

转铁蛋白受体 1 是间日疟原虫的网织红细胞特异性受体

Wai-Hong Tham, Jakub Gruszczyk, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/48

（导读严冰）间日疟原虫对网织红细胞有严格的宿主特异性。本文报导，转铁蛋白受体 1（TfR1）是间日疟原虫网织红细胞结合蛋白 2b（PvRBP2b）的受体，并通过解析 PvRBP2b N 端结构域的结构，揭示了 TfR1 识别的分子基础。PvRBP2b 单克隆抗体可阻断间日疟原虫入侵网织红细胞。TfR1 突变可导致间日疟原虫无法入侵该类细胞，但恶性疟原虫（P. falciparum）的入侵不受影响。

Abstract

Rapid genome shrinkage in a self-fertile nematode reveals sperm competition proteins

自体受精线虫基因组的快速缩水揭示精子竞争蛋白的存在

Erich M. Schwarz, Eric S. Haag, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/55

（导读郭怿暄）本研究通过比较异体受精 C. nigoni 与自体受精 C. briggsae 线虫发现前者基因组比后者多出 31% 的蛋白质编码基因，这些基因具有小且偏向雄性表达的特点，其中包含只在异体受精线虫中出现的编码精子表面糖蛋白的 mss 基因家族。缺乏 mss 的 C. remanei 精子在与野生型精子竞争中失败，恢复 C. briggsae 雄性中 mss 的表达可有效增强精子竞争力，提示性模式对基因组具有普遍影响并可用来发现精子竞争因子。

Abstract

天文学

Astronomy

In situ measurements of Saturn’s ionosphere show that it is dynamic and interacts with the rings

土星电离层具有动态性并与土星环相互作用

J.-E. Wahlund, M. W. Morooka, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/66

（导读刘六六）土星电离层提供了由磁场介导的封闭带电区域和离子分子化学。2017 年，卡西尼号穿过行星环对电离层进行原位测量，仪器检测到一个与环相互作用的电离层。等该电离层的离子体密度达到 1000 cm³，电子温度低于 1160 k，轨道间密度发生很大变化。土星的 A 和 B 型环在土星上投下阴影，减少了高层大气中的电离现象，造成南北不对称。

Abstract

An excess of massive stars in the local 30 Doradus starburst

剑鱼座 30 星暴中产生大量的大质量恒星

F. R. N. Schneider, H. Sana, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/69

（导读刘六六）大麦哲伦星系剑鱼 30 中的恒星形成与宇宙中大型恒星形成类似.本研究通过光谱手段观测了 247 颗恒星的形成史并确定了其初始质量方程 IMF。观测显示，大质量的恒星主要形成于八百万年前，而在近一百万年来恒星形成速率降低。在 15-200 个太阳质量的采样范围内，IMF 幂律指数低于 2.35。

Abstract

其他

【Ecology-生态】Spatial and temporal patterns of mass bleaching of corals in the Anthropocene

人类世珊瑚大量白化的时空格局

Terry P. Hughes, Kristen D. Anderson, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/80

图片来源：science.sciencemag.org

（导读寒雨）珊瑚白化发生的间隔太短不足以让珊瑚成熟恢复。本研究分析了 1980-2016 年间全球 100 个珊瑚礁分布点的白化现象，发现白化事件之间的恢复时间稳步减少至 6 年。日益严重的全球变暖导致热带海平面温度上升，这些变化可能导致珊瑚白化更加频繁。

Abstract

【Physics-物理】Observation of the quantum spin Hall effect up to 100 kelvin in a monolayer crystal

在原子单层晶体中观察温度高达 100 开尔文的量子自旋霍尔效应（QSHE）

Sanfeng Wu, Pablo Jarillo-Herrero, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/76

（导读阿金）相当一部分的二位拓扑绝缘体可能在高温下具有 QSHE 效应。本研究报道在 100 开尔文的温度下，在单层二碲化钨（WTe2）晶体中观察到了 QSHE。在短边界处，单层表现出每边约 e²/h 的标志性传输电导率。研究发现磁场抑制电导性，并存在 Kramers 简并点和防止弹性后散射的时间反演对称性。研究结果有助于进一步探索单原子层晶体的拓扑相位。

Abstract

【Materials-材料】Mechanically robust, readily repairable polymers via tailored noncovalent cross-linking

通过特定的非共价交联制备具有高机械强度和可修复性的聚合物

Takuzo Aida, Yu Yanagisawa, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/72

（导读阿金）扩大可再生材料范围是建设可持续发展社会的重要挑战。本研究报道低分子量聚合物通过高密度氢键交联，制造出高机械强度、可稳定修复的材料。该材料使用硫脲，形成“之”字形氢键排列，不会诱导形成不利的结晶。其包含结构元素可促进氢键对交换，让断裂部分在压缩下重新稳定聚合。

Abstract

【Engineering-工程学】Hydraulically amplified self-healing electrostatic actuators with muscle-like performance

类似肌肉性能的液压放大自愈静电传动器

C. Keplinger, E. Acome, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6371/61

（导读阿金）高速、高效和稳健的软传感器对软机器人的发展将有很大帮助。本研究展示了一类称为液压放大自愈静电（HASEL）传动的软传感器，利用耦合静电和液压力，展示如肌肉般的性能，并具备反复自愈能力。研究结果在下一代软机器人设备应用上表现了巨大潜力。