Science 一周论文导读 | 2018 年 5 月 11 日

审校 邓卓 咖喱 大头 访冬

封面设计：访冬

生物学

Biology

Structure, mechanism, and regulation of the chloroplast ATP synthase

叶绿体ATP合成酶的结构、机制和调控

Werner Kühlbrandt, Thomas Meier, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/eaat4318

（导读：阿金）叶绿体ATP合成酶利用光合作用产生的质子浓度差来合成ATP，其结构包括驱动浓度差产生的膜内F_o 部分和合成ATP的 F₁ 部分。本研究解析出完整 c F₁ F_o复合物的高分辨率冷冻电镜结构，展示全部26个蛋白亚基的侧链、F₁头部的5个核苷酸、以及连接转子环的质子通道。揭示了该复合物中能量传递、以及在黑暗条件下受到自发性抑制的分子机制。

Abstract

Metabolic regulation of transcription through compartmentalized NAD⁺ biosynthesis

区室化的 NAD⁺ 生物合成介导转录的代谢调节

W. Lee Kraus, Keun Woo Ryu, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/eaan5780

（导读：阿金）NAD⁺ 是各种生理过程中的必要分子，由三种合成酶（NMNAT-1, -2, -3）在不同亚细胞室内合成。本研究发现区室化的NAD⁺合成可以将葡萄糖代谢和脂肪细胞分化过程中的转录调节联系在一起。脂肪生成信号快速诱导细胞质 NMNAT-2，导致 NAD⁺ 水平急剧下降，抑制PARP-1 酶的催化活性，从而驱动脂肪生成。

Abstract

High-resolution cryo-EM analysis of the yeast ATP synthase in a lipid membrane

脂质膜中酵母线粒体ATP合成酶的高分辨率冷冻电镜结构

David M. Mueller, 廖茂福（哈佛大学医学院）, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/eaas9699

（导读：阿金）ATP合成酶含有一个位于膜上的可以驱动 F₁ 亚基中ATP合成的 F_o 马达。本研究解析出结合或不结合寡素酶抑制剂的脂双层分子中完整复合物的冷冻电镜结构，分辨率分别为3.6埃和3.8埃。这些结构揭示 了F₁和F_o 的耦合方式，并为质子转移途径和寡素酶的阻断机制提供新见解。

Abstract

Recent Asian origin of chytrid fungi causing global amphibian declines

最近起源于亚洲的蛙壶菌引起全球两栖动物数量下降

Simon J. O’Hanlon, Matthew C. Fisher, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/621

图片来源：bio.org

（导读：郭思瑶）致病真菌 Batrachochytrium  dendrobatidi 带来的全球化感染病正在造成全球范围内的两栖动物种群数量下降。科研人员利用全基因组测序技术对全球的该致病菌进行测序，结果分析发现韩国是该菌的发源地，该致病菌的出现被定位于20世纪初期，这与全球两栖动物贸易扩张的时间一致，而这种病菌传播仍在持续。这为东亚是该种病菌的源头和地理热区提供了有力证据。

Abstract

Fish reproductive-energy output increases disproportionately with body size

鱼的生殖能量的输出与身体大小不成比例地增加

Diego R. Barneche, D. Ross Robertson, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/642

（导读 甜甜）大多数理论假设生殖能量输出与个体大小成固定比例。作者针对海洋鱼类测试了这一假设，发现较大母体会比较小母体产生更多不成比例的繁殖力和总生殖能量。该研究结果为鱼体尺寸的下降如何影响渔业和和生态系统的生产力提供了定量评估。

Abstract

The histone demethylase KDM6B regulates temperature-dependent sex determination in a turtle species

组蛋白去甲基化酶KDM6B调节龟物种中温度依赖性性别决定

钱国英（浙江万里学院）, 葛楚天（浙江万里学院）等

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/645

（导读 郭怿暄）许多爬行动物的个体性别由卵孵化时环境温度来决定。本研究发现H3K27去甲基化酶KDM6B在早期红耳龟受精卵中的表达呈现出温度依赖的二态性。26°C下敲除Kdm6b可使得超过80%成活胚胎由雄性逆转到雌性，过量表达Dmrt1可挽救这种性别逆转，从而建立了龟类表观遗传机制和温度依赖性性别选择之间的因果关系和直接遗传联系。

Abstract

Efficient coding explains the universal law of generalization in human perception

有效编码解释人类感知的普遍原理

Chris R. Sims

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/652

（导读 郭怿暄）感知概括和识别是基本认知能力，认知科学中，人们用“概括普遍原理”解释这一能力，认为对刺激的概括与它们在“心理空间”中的距离呈指数关系。本研究挑战现有理论，提出基于有效编码原理的解释，认为普遍原理是任何受制于信息处理或传输能力而将感知错误的代价降至最低的信息处理系统（无论生物或人工）中必然产生的结果。

Abstract

Natural selection interacts with recombination to shape the evolution of hybrid genomes

自然选择与重组相互作用以调节杂交基因组的演化

Molly Schumer, Molly Przeworski, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/656

（导读：阿金）为了解释物种间杂交的结果，本研究分析了两种剑尾鱼物种间自然形成的三重杂交种群，根据遗传图谱和690个个体基因组推断其祖先。发现高重组区域的“次要”亲本祖先更常见。在重新分析人类和古人类杂交数据后，得出相同模式。该发现表明剑尾鱼杂交物种的选择主要来自上位互作的等位基因间的有害组合。

Abstract

An anatomic transcriptional atlas of human glioblastoma

人类胶质母细胞瘤的解剖转录图谱

Ralph B. Puchalski, Nameeta Shah, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/660

（导读 郭怿暄）胶质母细胞瘤是一种预后很差的侵袭性脑部肿瘤。复杂的分子和细胞特点与组织学特征间的关系尚未建立。本研究创立了基于解剖学的Ivy胶质母细胞瘤图谱，将每个个体的组织学特征与其基因组学改变、基因表达特征进行整合，为胶质母细胞瘤的病理研究、诊断及治疗搭建了一个极具价值的平台。

Abstract

Structural basis for recognition of frizzled proteins by Clostridium difficile toxin B

艰难梭菌毒素B识别卷曲蛋白的结构基础

Rongsheng Jin, Min Dong, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/664

图片来源：Rongsheng Jin/University of California, Irvine

（导读 陈月欣）  在发达国家，艰难梭菌感染是导致抗生素相关性腹泻最常见的原因。艰难梭菌毒素B（TcdB）可与结肠上皮Wnt受体卷曲蛋白(FZD)连结，但这一蛋白识别机理还未知。作者通过研究TcdB-FZD蛋白晶体发现，与FZD结合的脂肪酸在其中充当着协调受体的角色，从而提出调控Wnt信号通路的新策略。

Abstract

其他

【Physics-物理】Measurement of the neutron lifetime using a magneto-gravitational trap and in situ detection

使用磁重力阱和原位检测法测量中子寿命

A. Saunders, R. W. Pattie Jr., et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/627

（导读：阿金）中子平均寿命的精确值τn被用来预测原始宇宙中质子与氦原子比值，以及搜寻标准粒子模型外的物理。本研究使用互斥磁场梯度在一个非对称的存储阱表面悬浮起极化的超冷中子，避免其与阱壁接触。通过原位中子检测器测得寿命为877.7 ± 0.7 (stat) +0.4/–0.2 (sys) 秒，消除了先前实验中的损耗机制。

Abstract

【Materials-材料】Handedness in shearing auxetics creates rigid and compliant structures

剪切拉胀材料的偏手性创造出刚性和柔顺结构

Jeffrey Ian Lipto, Robert MacCurdy, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/632

（导读 贾晓璇）拉胀材料被拉伸时，垂直于拉伸的方向会膨胀。本研究设计了一种具有偏手性的拉胀材料，在受到剪切产生膨胀时会改变对称性和晶胞排列方式。将此种材料分别按照角蛋白和胶原蛋白的排列方式复合，获得了能够扭转膨胀的柔性结构，以及可以被刚性锁定的折叠结构。该材料在医药、机器人等领域具有广阔的应用前景。

Abstract

【Astronomy-天文】Magnetic seismology of interstellar gas clouds: Unveiling a hidden dimension

星际气体云的磁性地震学：揭示一个隐藏的维度

Aris Tritsis, Konstantinos Tassis, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/635

图片来源：spacephysics.ucr.edu

（导读 雷鸣）星际云3D结构有助于研究云内恒星和行星的形成，但确定星际云3D结构一直都是一个艰难的挑战。本研究探测到孤立星际云苍蝇座的常规振动模式，据此建立三维磁流体动力学模型，重建了该星云的三维结构。根据3D结构，确认苍蝇座整体持续振动，且特征模式呈现片状，而非之前假定的丝状。

Abstract

【Chemistry-化学】Asymmetric nucleophilic fluorination under hydrogen bonding phase-transfer catalysis

氢键相转移催化下的不对称亲核氟化反应

Véronique Gouverneur, Gabriele Pupo, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/638

（导读 卓思琪）本研究发现氢键和相转移催化的结合，能够克服阴离子亲核试剂在有机溶剂中不溶的缺陷，同时诱导不对称性转化。本文利用手性双脲催化剂形成的三齿氢键复合物和铯的氟化盐，实现了环锍鎓离子的高效对映选择性开环。该方法为阴离子亲核试剂的应用拓宽了道路。

Abstract

【Geoscience-地球科学】Rapid sea level rise in the aftermath of a Neoproterozoic snowball Earth

新元古代雪球期后海平面迅速上升

P. M. Myrow, M. P. Lamb2, R. C. Ewing

http://science.sciencemag.org/content/360/6389/649

（导读 卓思琪）“雪球地球”假说预测了极快的冰川型海平面上升，但缺乏地质证据的支持。本研究通过对6.35亿年前马雷诺冰期后的波浪涟漪和潮汐层古水力学分析表明，共27米沉淀层中9~16米处的水层近100年几乎无变化，暗示了海平面以极大的速率上升（0.2~0.27米/年）。研究结果证明了超级温室气候早期过渡时雪球地球模型快速消退的基本预测。

Abstract

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