Science 一周论文导读 | 2018 年 3 月 30 日

审校 邓卓 咖喱 紫苏

封面设计 韩宇

生物学

Biology

Structure of the nucleotide exchange factor eIF2B reveals mechanism of memory-enhancing molecule

核苷酸交换因子 eIF2B 的结构揭示记忆增强分子的机制

Peter Walter, Adam Frost, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/eaaq0939

（导读 郭怿暄）翻译启始因子 eIF2 的磷酸化抑制 eIF2B，从而抑制翻译，并调节整合应激反应（ISR）。而类药化合物 ISRIB 可以激活被磷酸化 eIF2 抑制的 elF2B，从而纠正脑部受伤小鼠的认知恶化。本研究利用冷冻电镜解析了人类 eIF2B 与 ISRIB 结合的分子结构，发现 ISRIB 将两个 elF2B 四聚体亚复合体交叉桥连在一起，从而促进具备完全活性的十聚体 eIF2B 全酶的形成。

Abstract

 

Adaptive infrared-reflecting systems inspired by cephalopods

受头足类动物启发的自适应红外反射系统

Alon A. Gorodetsky, Chengyi Xu and George T. Stiubianu

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1495

图片来源：Gabriel Barathieu

（导读 阿金）静态反射红外辐射的材料和系统为许多重要技术奠定基础，但反射性能可以随环境改变的自适应性材料仍具挑战。本研究受头足类动物启发，研发出自适应红外反射平台，具有驱动机制简单、工作温度低、光谱范围可调、响应快速等优点，为开发红外伪装和其他红外辐射调节技术提供新机会。

Abstract

 

Shifts in disease dynamics in a tropical amphibian assemblage are not due to pathogen attenuation

一种热带两栖动物组合中传染病动态变化并非源于病原体减毒

Jamie Voyles, Douglas C. Woodhams, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1517

（导读 陈月欣）流行性疾病的衰退机理一直不甚明确。我们研究了一种致死性真菌在热带两栖动物中的传播后发现，病原体在十年间几乎没有任何改变，而宿主的防御反应在疾病的流行后变得更加高效。这一结果为理解疾病的传播机理提供了新的见解。

Abstract

 

Erythrocytic ferroportin reduces intracellular iron accumulation, hemolysis, and malaria risk

红细胞铁转运蛋白降低细胞内铁积累，溶血和疟疾风险

Tracey A. Rouault, De-Liang Zhang, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1520

（导读 郭怿暄）疟疾常伴有贫血发生，但铁补充治疗往往加剧疟疾感染。本研究发现红细胞中铁转运蛋白（FPN）非常丰富，补充铁抑制其活性。条件性敲除红系细胞中 FPN 基因导致细胞内铁过量聚积，细胞损伤，溶血，以及疟疾感染的小鼠死亡率增加。人类 FPN 的常见突变 Q248H 阻止铁调素诱导的 FPN 降解，有效保护机体对抗严重疟疾。这一突变在非洲人群中存在正向选择。

Abstract

 

Hippocampal ripples down-regulate synapses

海马涟漪下调突触

Yuji Ikegaya, Shigeyoshi Fujisawa, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1524

（导读 阿金）睡眠对突触可塑性的影响尚不清晰。本研究报道小鼠海马尖波涟漪振荡是触发突触长期抑制的内在因素。在慢波睡眠状态中，特异性沉默尖波涟漪阻止突触自发下调，阻碍新记忆的学习。该发现证明慢波睡眠通过减少近期记忆相关的神经元活动来改善记忆痕迹，并解释尖波涟漪的新功能。

Abstract

 

Molecular mechanism of extreme mechanostability in a pathogen adhesin

病原菌粘附蛋白极端机械稳定性的机制

Rafael C. Bernardi, Hermann E. Gaub, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1527

（导读 阿金）病原体黏附靶标时，在机械应力下的高回弹能力是关键。本研究使用原子力显微镜在单分子水平上检测葡萄球菌黏附蛋白 SdrG 和人类纤维蛋白 β 之间的机械力，并结合动态分子模拟，发现靶蛋白片段以螺丝钉式形态结合于 SdrG 口袋中，并通过主链间致密的氢键网络来分散应力，使得黏附素以高强度的机械稳定性附着于靶标。

Abstract

 

Binding of ISRIB reveals a regulatory site in the nucleotide exchange factor eIF2B

与 ISRIB 的结合揭示核苷酸交换因子 eIF2B 的调控位点

Alisa F. Zyryanova, Alan J. Warren, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1533

（导读 郭怿暄）整合应激反应（ISR）是一项影响代谢、记忆、免疫的保守翻译和转录程序。ISR 由应激诱导的 eIF2α 的磷酸化介导完成。ISRIB 可逆转由磷酸化的 eIF2α 导致的 eIF2B 抑制，为小鼠神经变性和大脑创伤损伤提供保护。本研究解析了人类 eIF2B 与 ISRIB 结合的冷冻电镜结构，突变结合口袋的残基会改变 ISRIB 类似物在体的多层级细胞应答和离体 ISRIB 的结合。

Abstract

 

Antibody-mediated inhibition of MICA and MICB shedding promotes NK cell–driven tumor immunity

抗体介导的 MICA 和 MICB 脱落抑制可促进 NK 细胞驱动的肿瘤免疫

Kai W. Wucherpfennig, Lucas Ferrari de Andrade, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1537

（导读 陈月欣）肿瘤细胞表面的 MICA 和 MICB 是自然杀伤（NK）细胞攻击的靶点，然而肿瘤细胞可通过水解 MICA 和 MICB 避开这一攻击。本研究设计了一种可与 MICA α3 结合的抗体以防止 MICA 和 MICB 脱落。在小鼠模型中，抗体的使用促进了 NK 细胞驱动的肿瘤免疫，从而抑制了肿瘤生长。

Abstract

 

Destabilizing mutations encode nongenetic variation that drives evolutionary innovation

去稳定突变编码驱动演化创新的非遗传变异

Katherine L. Petrie, Justin R. Meyer, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1542

（导读 阿金）演化常通过重新利用现有的基因执行新功能来实现创新，但其转变机制尚有争议。本研究确认噬菌体 λ 的宿主识别基因 J 突变增加λ对天然受体 LamB 吸附能力，并增加了接入新受体 OmpF 的能力，本突变使得 λ 变得不稳定，产生与多种受体相关的不同表型。本研究发现单一基因型可驱动多种表型产生，为演化创新提供通用机制。

Abstract

 

材料科学

Materials

Chameleon-like elastomers with molecularly encoded strain-adaptive stiffening and coloration

具有分子编码应变适应性硬化和变色的类似变色龙皮肤弹性材料

Andrey V. Dobrynin, Sergei S. Sheiko, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1509

图片来源：youtube.com

（导读 阿金）动态伪装具有软组织特征，但将其适应性变色和类组织机械属性整合入合成材料仍难以掌握。本研究通过线性-瓶刷-线性（linear-bottlebrush-linear）三嵌段共聚物自组装将上述功能结合入可塑弹性材料中，结构的微相分离形成物理交联网络，表现色彩鲜明、超软和强应变硬化特征。该材料在自身内部环境和外部环境中都能保持稳定。

Abstract

 

Carbothermal shock synthesis of high-entropy-alloy nanoparticles

高熵合金纳米颗粒的碳热冲击合成

胡良兵（马里兰大学）, 李巨（马里兰大学）等

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1489

（导读 阿金）将多种不相互混合元素融合到单个纳米颗粒中具有很大的应用潜力，但要实现仍具挑战。本研究将前驱体金属盐混合物附着于碳支撑物之上，通过控制碳热冲击参数得到八元高熵合金纳米颗粒（HEA-NPs）。为证明实用性，研究人员合成五元 HEA-NPs 作为氨氧化催化剂，达到约 100%转化率和大于 99%的氮氧化物选择性。

Abstract

 

Nanofluidic rocking Brownian motors

在纳米流体中实现摇摆式布朗运动马达

Armin W. Knoll, Michael J. Skaug, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1505

（导读 阿金）大部分互作用机制无法缩放到极小尺寸，因此在流体中控制和运输纳米级别物体仍有挑战。本研究通过纳米流体狭缝精准塑形，和带电粒子和壁之间的静电相互作用，设计出纳米颗粒能量图谱。结合不对称电势实现摇摆布朗运动马达，实现定向运输。由此制造出的分选设备能在数秒内往相反方向分开 60-100 纳米直径的颗粒。

Abstract

 

Self-heating–induced healing of lithium dendrites

由自加热诱导的锂枝晶愈合

Nikhil Koratkar, Lu Li, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1513

（导读 甜甜）锂电极不适用于充电电池，因为电镀和剥离会导致枝晶的生长，这会降低库伦效率并导致电池短路。研究通常认为高的电流密度会加剧枝晶问题，本研究却报道了相反的结论，发现当电流密度超过～9mA/cm² 时，枝晶会自加热并引起锂的表面扩散，从而导致枝晶愈合。研究结果展示了高电流密度治愈方法能够有效改善锂-硫电池的充放电循环。

Abstract

 

化学

Chemistry

A bound reaction intermediate sheds light on the mechanism of nitrogenase

一种结合反应中间体揭示固氮酶的机制

Oliver Einsle, Daniel Sippel, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1484

（导读 阿金）固氮酶还原 N2 的反应发生于一个常含有钼或钒的有机金属铁辅因子处，但其反应方式仍不清楚。本研究分析了与一中间体结合的钒固氮酶结构，该中间体为 μ²-桥连的质子化氮。该结果揭示了底物与辅因子结合的可能位点和模式，以及结合导致的固氮酶局部结构变化。该中间体可能对应 Thorneley-Lowe 模型的 E6 或 E7 态，为完整催化过程的解析提供了线索。

Abstract

 

Activation of olefins via asymmetric Brønsted acid catalysis

通过不对称布朗斯特酸催化来实现烯烃的活化

Benjamin List, Nobuya Tsuji, et al.

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1501

（导读 阿金）具有强度适当的布朗斯特酸性位点的生物酶能质子化烯烃，并合成天然产物，但人工设计该过程以实现不依赖过渡金属催化剂的不对称催化仍是挑战。本研究展示一类强手性布朗斯特酸可以催化无偏烯烃的不对称分子内氢烷氧基化反应。该方法可快速获得具生物活性的 1,1-二取代四氢呋喃。

Abstract

 

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