Science 一周论文导读 | 2018 年 6 月 9 日

审校 小勺 小锅 大头 王思菲 邓卓 向菲菲

封面设计 韩宇

制版  阿金

生物学

Biology

High-resolution comparative analysis of great ape genomes

类人猿基因组的高分辨率比较分析

Evan E. Eichler, Zev N. Kronenberg, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/eaar6343

图片来源：Erni / Fotolia

（导读 郭怿暄）对于人类进化的遗传研究需要高质量且不依赖人类基因组参考的连续类人猿基因组组装。本研究生成了黑猩猩和猩猩基因组的从头组装。与人类和大猩猩基比较后发现种系特异和共有的类人猿遗传变异。找到17000个人类特有结构变异，及人类从非人猿类分离后产生的遗传和调节序列改变，这些在基因附近的变异在人大脑类器官中相较于黑猩猩出现下调。

Abstract

 

Pulmonary neuroendocrine cells amplify allergic asthma responses

肺神经内分泌细胞放大过敏性哮喘应答

孙欣（加州大学圣地亚哥分校）等

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/eaan8546

（导读 郭怿暄）肺神经内分泌细胞（PNEC）是稀有的气道上皮细胞，但其功能尚不明确。本研究发现Ascl1突变小鼠缺乏PNEC造成黏膜2型应答明显减弱。PNEC可通过CGRP刺激临近的2组先天淋巴细胞（ILC2s）诱发下游免疫应答，还通过GABA诱导杯状细胞增生。对Ascl1突变小鼠进行CGRP和GABA混合滴注可恢复其免疫和杯状细胞应答。人类哮喘患者中肺部PNEC数目增多。本研究表明PNEC-ICL2神经免疫调节功能放大过敏性哮喘应答。

Abstract

 

A LIMA1 variant promotes low plasma LDL cholesterol and decreases intestinal cholesterol absorption

LIMA1突变促进低血浆LDL-C并降低肠道胆固醇吸收

马依彤（新疆医科大学附属第一医院）, 宋保亮（中科院上海生命科学研究院）等

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1087

（导读 卓思琪） 高浓度低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）是心血管疾病的高危因素，何种遗传因素对其产生影响尚不确定。本研究发现LIMA1可桥连胆固醇吸收的重要蛋白NPC1L1和含有肌球蛋白Vb的转运复合体，促进胆固醇摄取。哈萨克家庭中出现的一种罕见的LIMA1移码突变和LIMA1缺乏的小鼠模型均表现出低LDL-C并降低胆固醇吸收。这一研究表明LIMA1是调节肠道胆固醇吸收的关键蛋白。

Abstract

 

Structure of the maize photosystem I supercomplex with light-harvesting complexes I and II

玉米光系统I-捕光复合物I-捕光复合物II超级复合物的结构

章新政（中国科学院生物物理研究所）, 李梅（中国科学院生物物理研究所）等

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1109

（导读 阿金）本研究报道玉米光系统I-捕光复合物I-捕光复合物II（PSI-LHCI-LHCII）的高分辨率冷冻电镜结构，揭示了LHCII和PSI之间的识别位点，并观察到PSI晶体结构中两个亚基PsaN和PsaO，它们分别介导LHCI和LHCII向PSI核心的能量传递。该研究成果展示了以前从未见到的PSI外周天线与核心之间的能量转换途径和分子基础。

Abstract

 

A tetrapod fauna from within the Devonian Antarctic Circle

泥盆纪南极圈内的四足动物群

Robert Gess and Per Erik Ahlberg

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1120

图片来源：phys.org

（导读 王思菲）目前，所有来自泥盆纪的四足动物（有趾的脊椎动物）化石和似四足动物的化石均来自古纬度从热带到亚热带的地区。这项研究描述于南非冈瓦纳地区（南极圈内）发现晚泥盆纪（晚法门阶）的两个未知四足动物化石。证明泥盆纪四足动物可能分布全球而不仅在温暖地区。

Abstract

 

Numerical ordering of zero in honey bees

蜜蜂零数的排序

Adrian G. Dyer, Scarlett R. Howard, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1124

（导读 王思菲）昆虫是否能像某些脊椎动物理解加法、数字连续性排序或“零”仍是未知。作者使用1-6个元素训练蜜蜂“大于”和“小于”的概念。蜜蜂可以由一连串“小于”的概念向下推导至数量“零”。蜜蜂表现出与鹦鹉、非人灵长类动物甚至学龄前儿童相似的数量理解力。

Abstract

 

Plants send small RNAs in extracellular vesicles to fungal pathogen to silence virulence genes

植物通过细胞外囊泡将小RNA送入真菌病原体以沉默毒力基因

金海翎（加州大学河滨分校）等

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1126

（导读 郭怿暄）一些病原体或害虫可以通过向宿主细胞输送小RNAs（sRNAs）来抑制宿主免疫，宿主亦可反向输送sRNA来抑制其毒力。本研究发现拟南芥可以分泌类外泌体细胞外囊泡来输送sRNAs到灰葡萄孢菌中，囊泡聚积在感染位点，并被真菌细胞吸收。被输送的宿主sRNA可以诱导真菌重要的致病性基因发生沉默。

Abstract

 

A selfish genetic element confers non-Mendelian inheritance in rice

自私基因赋予水稻的非孟德尔遗传

万建民（中国农业科学院）, 王海洋（中国农业科学院）等

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1130

（导读 卓思琪）自私基因广泛存在于真核生物基因组，但其作用尚有争议。本文表明qHMS7是野生稻（Oryza meridionalis）和亚洲栽培稻（O. sativa）之间雄性杂交种不育的主要数量性状基因座，其包含两个紧密连锁的基因[开放阅读框2（ORF2）和ORF3]。ORF2为“编码毒药”阻止花粉形成，ORF3则为“编码解药”保护花粉形成。无ORF3的花粉会被淘汰，导致杂交后代出现分离畸变。基因序列分析发现先出现ORF3，随后ORF2才逐渐功能化。这种毒药-解药系统在野生和栽培稻米中，有促进分化和稳定基因组的功能。

Abstract

 

Noninvasive blood tests for fetal development predict gestational age and preterm delivery

无创血液检测胎儿发育预测孕龄和早产

Stephen R. Quake, Mads Melbye, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1133

（导读 郭怿暄）无创血液检查可为胚胎发育和孕龄提供重要信息，改善产前医疗。当前做为金标准的超声费用较高且无法预测自发性早产。前期研究通过对31位健康孕妇母体血液中筛选出9个无细胞RNA（cfRNA），相较于超声可更低成本预测准确孕龄。另外，在有早产风险孕妇血液中发现7种cfRNA可提前2个月对早产孕妇进行归类。这一发现为产前医疗带来新希望但仍需更大样本的双盲临床试验来验证。

Abstract

 

物理学

Physics

Evidence for a quantum dipole liquid state in an organic quasi–two-dimensional material

有机准二维材料中量子偶极子液态的证据

Natalia Drichko, Nora Hassan, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1101

（导读 贾晓璇）莫特绝缘体通常以晶格位置上仅涉及自旋的低能自由度局域化电子来描述。本研究在分子莫特绝缘体 κ-(BEDT-TTF)2Hg(SCN)2Br 中观察到了自由电荷的自由度，以及由此产生的量子电偶极液态。局域在分子二聚体晶格点阵上的电子在低温下无序且通过拉曼光谱实验发现其随着频率而波动。热容和拉曼散射显示自旋和电偶极自由度即使在最低测量温度下仍维持波动。

Abstract

 

Imaging-based molecular barcoding with pixelated dielectric metasurfaces

具备像素化介电超表面的分子条形码成像

Hatice Altug, Andreas Tittl, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1105

（导读 阿金）本研究报道一种基于纳米光子中红外成像的分子指纹检测方法，可应用于表面结合分析物的化学鉴定和组成分析。该技术具备一个拥有强共振的二维像素化介电超表面，能够在不同光谱范围测出分子的吸收特征，将其转译为类似于条形码的空间吸收图谱。研究结果为研发灵敏的多功能小型中红外光谱探测设备提供了新的思路。

Abstract

 

A silicon Brillouin laser

硅基布里渊激光

Nils T. Otterstrom, Peter T. Rakich, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1113

（导读 卓思琪）基于布里渊互作用的光子-声子波导可以帮助在硅基器件中实现非线性。本研究利用这种非线性在硅中展示了布里渊激光激射。此外，研究还展示了硅基的布里渊激光具有某种动态机制，其光学自震荡使得声子线宽变窄。研究结果为开发基于单片集成硅光电子学的各种应用提供了平台。

Abstract

 

天文

Astronomy

Background levels of methane in Mars’ atmosphere show strong seasonal variations

火星大气中甲烷的背景丰度暗示了强烈的季节性周期波动

Christopher R. Webster, Paul R. Mahaffy, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1093

图片来源：NASA

（导读 雷鸣）本文报道好奇号火星漫游者运用可调谐激光光谱仪在火星进行为期5年的原位探测结果，显示甲烷背景丰度平均为十亿分之0.41 ± 0.16（置信度95%）并且呈现明显的季节性周期波动（十亿分之0.24到0.65）。这种波动大于地表有机物紫外线降解及年度气压周期变化引起甲烷释放所预测的数值，而与火星地表或地下局部甲烷释放源所引起的相符。

Abstract

 

Organic matter preserved in 3-billion-year-old mudstones at Gale crater, Mars

在火星盖尔环形山30亿年的泥岩中发现有机物质

Jennifer L. Eigenbrode, Roger E. Summons, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1096

（导读 雷鸣）本研究对好奇号火星漫游者在盖尔环形山获取的30亿年泥岩样本进行分析，发现样本在500° 到 820°C的高温下释放出噻吩等多种有机物质，另外气相色谱及质谱分析也探测到噻吩，说明样本中保存着硫化有机物质。此外还发现至少50纳摩尔的有机碳，推测可能来源于有机高分子。研究结果确认火星上存在有机物质。

Abstract

 

【Sociology-社会】Experimental evidence for tipping points in social convention

社会习俗临界点的实验证据

Damon Centola, Joshua Becker, et al.

http://science.sciencemag.org/content/360/6393/1116

（导读 陈月欣）临界点理论模型阐释社会中的少数群体可以发动并促使新社会习俗的形成。本研究利用社会习俗的人工系统，发现系统中的个体会互相作用并建立新的平衡，并存在引发社会习俗变革的临界点。当社会中少数群体规模达到此临界点后，他们便有能力持续改变已有的社会行为。

Abstract