Science 一周论文导读 | 2018 年 4 月 6 日 | 自由微信

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Science 一周论文导读 | 2018 年 4 月 6 日

Original 2018-04-15 科研圈 科研圈

审校邓卓咖喱小勺访冬

封面设计袁雪韩宇

生物学

Biology

Triggered recruitment of ESCRT machinery promotes endolysosomal repair

内吞体分选转运复合体（ESCRT）的触发性募集机制促进内吞溶酶体修复

Phyllis I. Hanson, Michael L. Skowyra, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/eaar5078

（导读阿金）各种材料都可能损害内吞溶酶体，末端受损的区室因溶噬作用被降解，但尚不清楚细胞器的修复通路。本研究发现介导内吞溶酶体出芽和裂殖的 ESCRT 机制在修复过程中起到关键作用，ESCRTs 通过一条需要钙和 ESCRT 激活因子的通路被募集至急性受伤的内吞溶酶体，抵御损伤、促进修复。

Abstract

Cryo-EM structure of a herpesvirus capsid at 3.1 Å

3.1 埃分辨率下的疱疹病毒核衣壳冷冻电镜结构

王祥喜（中科院生物物理所）, 饶子（中科院生物物理所）等

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/eaao7283

图片来源：drugtargetreview.com

（导读阿金）人类疱疹病毒是结构最大也是最复杂的病毒。本研究报道分辨率为 3.1 埃的 2 型单纯疱疹病毒（HSV-2）冷冻电镜结构，由 3000 个蛋白组成三种类型的六邻体，五邻体和三连体结构，各自包含不同的核衣壳蛋白。微环境诱导的蛋白构象适应性促使 46 种不同异构体组装成大型准对称核衣壳，证明 HSV 结构和功能的复杂性。

Abstract

Structure of the herpes simplex virus 1 capsid with associated tegument protein complexes

1 型单纯疱疹病毒（HSV-1）结合衣壳蛋白复合物的结构

Xinghong Dai and Z. Hong Zhou

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/eaao7298

（导读阿金）单纯型疱疹病毒（HSVs）依赖结合核衣壳蛋白复合物（CATC）在感染部位和神经元细胞体之间实现核衣壳的远程突触传输。本研究报道分辨率为 3.5 埃的 HSV-1 病毒冷冻电镜结构，揭示核衣壳蛋白 VP5, VP19c, VP23 和 VP26 等多种构象异构体原子模型。HSV-1 衣壳蛋白在与被膜蛋白相互作用以及封装大型基因组中表现出结构域插入和构象形式多样性。

Abstract

CRMP2-binding compound, edonerpic maleate, accelerates motor function recovery from brain damage

CRMP2 结合化合物——edonerpic maleate——加速脑损伤后运动机能的恢复

Takuya Takahashi, Hiroki Abe, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/50

（导读阿金）诸如中风的脑损伤严重影响病人生活质量，目前尚无有效的药物介导干预来加快康复。本研究发现一种称为 edonerpic maleate 的以 CRMP2 为标靶的小分子化合物是一种神经可塑性增强子，可促进经验驱动的突触谷氨酸 AMPA 受体传递，加速小鼠运动皮层冷冻损伤以及非人灵长类内囊出血后运动机能的恢复。

Abstract

Enzymatic construction of highly strained carbocycles

高应变碳环化合物的酶催化构建

Frances H. Arnold, Kai Chen, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/71

（导读卓思琪）小环碳化物结构刚性强、内能高，这使它们应用广泛但合成受限。本文研究对催化合成手性双环丁烷的血红素蛋白进行了工程化改造，并鉴定出了催化环丙烯的酶。这些经过定向优化的工程化酶可以在大肠杆菌体系中实现对多底物的高效率选择性催化，合成手性应变结构。该生物工程方法容易规模化，产物也可再进行衍生。

Abstract

Early emergence of cortical interneuron diversity in the mouse embryo

小鼠胚胎早期皮层中间神经元多样性的出现

Oscar Marín, Nenad Sestan, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/81

（导读郭怿暄）功能和结构极具多样性的 GABA 能中间神经元参与调控哺乳动物大脑皮质的神经环路的活性。本研究通过单细胞转录组发现神经节突起处存在多种不同类型的祖细胞和新生神经元，胚胎祖细胞表现出时间和空间特异的转录模式，使其进而分化为成年大脑皮质内不同类型中间神经元。这一发现提示有丝分裂后中间神经元的多样性已由其早期转录状态确定。

Abstract

Cell cycle heterogeneity directs the timing of neural stem cell activation from quiescence

细胞周期异质性引导唤醒神经干细胞休眠的时间

L. Otsuki and A. H. Brand

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/99

（导读阿金）成人组织中的休眠干细胞可被激活用于动态平衡或修复。普遍认为休眠干细胞在 G0 期被捕获唤醒，但本研究证明休眠 NSCs 在 G2 或 G0 中被捕获，G2-G0 异质性引导 NSC 行为。研究发现演化上保守的假激酶 Tribbles 通过促进 Cdc25^String降解诱导 G2NSCs 进入休眠，通过抑制 Akt 活性维持休眠状态。该结果有助于识别和操控用于再生目的的休眠干细胞。

Abstract

Real-time imaging of DNA loop extrusion by condensin

凝缩蛋白挤压 DNA 形成环状结构的实时成像

Christian H. Haering, Cees Dekker, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/102

（导读阿金）已有理论假设认为 SMC 蛋白复合物通过将 DNA 挤压成大环在空间上组织染色体。本研究通过酵母素浓缩蛋白实时观察到 DNA 环结构的形成和持续拉伸，发现单个浓缩蛋白复合物每秒能够缠绕 DNA 中 1500 个碱基对。这种挤压出的环严重不对称，说明凝缩蛋白是从一侧锚定并缠绕 DNA。这一现象是基因组组织的统一通用原则。

Abstract

Hepatic thrombopoietin is required for bone marrow hematopoietic stem cell maintenance

肝促血小板生成素是维持骨髓造血干细胞所必需的

Lei Ding, Matthew Decker, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/106

（导读郭怿暄）造血干细胞（HSC）的维持需要依赖外界因素，除骨髓微环境的信号外尚不清楚是否存在系统因子参与。本研究发现生理来源的促血小板生成素（TPO）是维持造血干细胞所必需的。特异性敲除干细胞内 TPO，造成骨髓 HSC 数量骤减。这一发现提示由肝脏产生的循环 TPO 与局部微环境共同对骨髓中 HSC 维持发挥重要作用。

Abstract

Ancient genomes revisit the ancestry of domestic and Przewalski’s horses

古基因组重新审视本土马和普氏野马的祖先

Alan K. Outram, Ludovic Orlando, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/111

图片来源：inverse.com

（导读寒雨）本研究将测定的 42 个古代马基因组与现有的 46 种古代和现代马基因组相比，发现普氏野马是博泰牧马的野生后代，非真正的野马，过去 4000 年来的所有本土马具有博泰血统的只有约 2.7%。这表明大规模的基因组转换为驯马的扩张奠定了基础，与青铜时代早期的大规模人口扩张相吻合。

Abstract

考古学

Archeology

Environmental dynamics during the onset of the Middle Stone Age in eastern Africa

中石器时代伊始非洲东部的环境动态

Richard Potts, Anna K. Behrensmeyer, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/86

（导读寒雨）本研究利用时间约束的沉积学和古环境资料研究肯尼亚 Olorgesailie 盆地早中石器时代（MSA）出现前后的环境动力学，发现 MSA 遗址具有独特的动物群落、明显的侵蚀沉积周期、构造活动和增强的干湿变化。人类的技术发展和行为改变与内陆湖涨落频率的加快同步，可能预示着 MSA 人类的适应性。

Abstract

Long-distance stone transport and pigment use in the earliest Middle Stone Age

中石器时代最早期石材的长距离运输和色素使用

Alison S. Brooks, Jeffrey Post, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/90

（导读寒雨）以往认为人类特征源自更新世中期，但其行为起源的数据却很少。本研究在肯尼亚南部的 Olorgesailie 盆地发掘出中石器时代遗址，利用氩-40 /氩-39 和铀系列方法，追溯该遗址可到 29.5 至 32 万年间。当地人类开采富铁矿石获取红色素并从远方获取石料，相关动物群表明人类通过狩猎获取资源。揭示了人类与环境的关系及社交与认知的发展。

Abstract

Chronology of the Acheulean to Middle Stone Age transition in eastern Africa

非洲东部阿舍利时期向中石器时代过渡的年代学

Alan L. Deino, Richard Potts, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/95

（导读寒雨）本研究使用氩-40 /氩-39 和铀系列方法，对阿舍利时期和中石器时代（MSA）早期的肯尼亚南部 Olorgesailie 盆地手工制品丰富的沉积层进行年代测量，发现阿舍利晚期于 61.5 至 49.9 万年前，此后出现大量技术和动物群的转变，直到约 32 万年前 MSA 的出现，标志着长期石器时代向技术创新和文化标志的智人时代转变。

Abstract

其他

【Geoscience-地球科学】Convergent evidence for widespread rock nitrogen sources in Earth’s surface environment

地表环境中广泛存在岩石氮源的证据

B. Z. Houlton, S. L. Morford and R. A. Dahlgren

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/58

图片来源：Scott Morford/UC Davis

（导读卓思琪）一般认为地表生态系统中的氮源于大气，本文证明基岩也重要氮源。研究表明每年约有 19-31 兆克氮从近地表岩石释放，其中约 11-18 兆克是原地化学风化，从而使工业化前陆地氮平衡从 8%提高到了 26%。该发现为协调地球氮平衡提供了全球视角，可能影响营养驱使的陆地碳汇控制。

Abstract

【Physics-物理】Observation of fractional Chern insulators in a van der Waals heterostructure

对范德华异质结构中分数 Chern 绝缘体的观测

Andrea F. Young, Eric M. Spanton, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/62

（导读胡琦琳）拓扑有序相首次在分数填充的连续朗道能级中观察到后，随即出现了拓扑序在非平凡 Chern 能带的分数填充会更普遍的观点。本研究在双层石墨烯-六方氮化硼异质结构中观察到 Harper-Hofstadter 能带的分数填充处出现空隙态，并在分数填充的能级中还发现了一些具有分数霍尔电导特征的相，即分数 Chern 绝缘体。研究结果展示了朗道能级以外的拓扑有序。

Abstract

【Materials-材料】Light-induced lattice expansion leads to high-efficiency perovskite solar cells

光致晶格膨胀使钙钛矿太阳能电池效能提高

Wanyi Nie, Aditya D. Mohite, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/67

（导读卓思琪）光致结构动力学对基于杂化钙钛矿的光电器件性能至关重要。本文报道连续光照射导致杂化钙钛矿薄层产生均匀晶格膨胀。光致晶格膨胀使混合阳离子-卤素平面性光电池的转化效率由 18.5%提高到了 20.5%。研究还发现光致晶格膨胀对光电池的稳定性基本没有影响。

Abstract

【Chemistry-化学】Modular radical cross-coupling with sulfones enables access to sp³-rich (fluoro)alkylated scaffolds

砜类存在下，模块化自由基交叉偶联可获得富含 sp³ 的（氟）烷基化的支架

Phil S. Baran, Rohan R. Merchant, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6384/75

（导读卓思琪）单电子诱导的交叉耦联策略的变体可用于 C(sp²)–C(sp³) 键的合成，但某些化合物仍存在挑战。本研究在镍催化的、与芳香锌试剂的自由基交叉耦联反应中，用砜类化合物活化烷基偶联部分。该方法对氟代烷烃取代基的耐受性有利于药物导向氟化支架的流线化生产，可实现大量化合物的快速组装。