Science 一周论文导读 | 2018 年 6 月 15 日
审校：小勺 小锅 大头 王思菲 邓卓
封面设计：韩宇
制版：阿金
生物学
Biology
Induction of CD4 T cell memory by local cellular collectivity
通过局部细胞集合性诱导CD4 T细胞记忆
Benjamin Chain, Nir Friedman, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/eaaj1853
（导读 王思菲）分化中的细胞可通过与之相互作用的细胞决定其系谱，这个过程涉及集体决策。本研究通过活细胞成像技术，发现在局部相互作用细胞达到一定阈值时，记忆前体T细胞分化会急剧增加，而细胞因子IL-2和IL-6参与这一过程。数学建模表明，细胞分化率受到局部相互作用细胞的即时数量的连续调节，通过细胞集合性对响应更强的免疫记忆进行优化配置。
Abstract
Unresolved endoplasmic reticulum stress engenders immune-resistant, latent pancreatic cancer metastases
未缓解内质网应激引起胰腺癌产生免疫耐受和迟发性转移
Douglas T. Fearon, Arnaud Pommier, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/eaao4908
（导读 王思菲）大多数胰腺导管腺癌（PDA）患者切除原发肿瘤后出现转移。本研究发现PDA患者和小鼠肝脏存在CK19和MHC1阴性的单一扩散癌细胞（DCC）。经该细胞免疫的小鼠接种PDA细胞后出现内质网应激，但并不激活IRE1 α及剪切型XBP1的表达。一旦诱导DCC表达XBP1s并去除T细胞，则会刺激CK19和MHC I阳性的大体转移病灶迅速生长，表明未缓解的内质网应激使DCC发生免疫逃逸并建立迟发性转移。
Abstract
Photochemistry beyond the red limit in chlorophyll f–containing photosystems
含有叶绿素f的光系统中超越红光极限的光化学作用
A. William Rutherford, Dennis J. Nürnberg, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1210
图片来源：imperial.ac.uk
（导读 阿金）使用红光的叶绿素a几乎普遍存在于光系统中，由此限定了放氧光合作用的“红光极限”能量。本研究通过对在远红光波段下生长的蓝细菌的光系统展开生物物理学研究，发现每个光系统都有一些波长更长的叶绿素f来收集光，并将激发能量上行传递给光化学活性色素，在少数关键生长位置超越“红光极限”。
Abstract
Normative brain size variation and brain shape diversity in humans
规范的大脑尺寸变化和人类的大脑形状多样性
Armin Raznahan, P. K. Reardon, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1222
（导读 陈月欣）灵长类演化和人类发育中大脑尺寸的变化与各个脑区的比例变化相关。普通人的大脑尺寸可以相差两倍之多，但这一改变的后果尚不明确。本研究在对比超过3000人的脑成像数据后发现，额顶皮质区受到大脑尺寸变化影响最大，并与代谢变化和神经元关联性相关。因此，大脑形状和尺寸是通过整合神经生物学不同方面的时空信息按照一定的比例变化联系在一起的。
Abstract
Synapse-specific representation of the identity of overlapping memory engrams
交叠记忆印迹的突触特异性表征
Kaoru Inokuchi, Kareem Abdou, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1227
（导读 阿金）整合入神经网络中的记忆有各自的特性。目前尚不清楚大脑如何从记忆网络中识别特定记忆。本研究发现对于听觉条件化恐惧导致完全逆行性失忆的小鼠，用听觉输入的光遗传刺激其外侧杏仁核，无法唤起恐惧记忆。光遗传的可塑性增益和去增益仅影响单一记忆特异性突触。因此，印迹细胞共享强调了记忆间的联系，而突触特异性的可塑性保证了个别记忆的识别和保存。
Abstract
Missing enzymes in the biosynthesis of the anticancer drug vinblastine in Madagascar periwinkle
马达加斯加长春花合成抗癌药物长春花碱过程中缺失的酶
Sarah E. O’Connor, Vincent Courdavault, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1235
（导读 阿金）由于我们对长春花碱的生物合成机制尚未完全了解，抗癌药长春花碱至今仅能从马达加斯加长春花中提炼，无法大量异源合成。本研究确认生物合成长春碱需要的两种酶：氧化酶和还原酶。它们通过将乙酸花冠木碱异构化、脱去乙酸、最终环化为长春碱或水甘草碱。该合成通路的发现有助于进一步研发花冠木碱生物活性衍生物的异源合成平台。
Abstract
Reactivation of recall-induced neurons contributes to remote fear memory attenuation
重新激活回忆诱导神经元有助于减轻遥远的恐惧记忆
Johannes Gräff, Ossama Khalaf, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1239
（导读 郭怿暄）恐惧减轻的机制究竟是通过新的安全记忆抑制原始的恐怖记忆还是用安全记忆取代原有恐惧记忆是神经科学和心理学领域一个由来已久的问题。本研究发现有效地减轻遥远的（以月计）恐惧记忆需重新激活位于齿状回的回忆诱导神经元，它们的持续激活对恐惧减轻至关重要。这一发现表明原始的恐惧记忆在远期恐惧减轻中发挥积极作用。
Abstract
Near-atomic model of microtubule-tau interactions
微管蛋白与tau蛋白相互作用的近原子模型
Eva Nogales, Elizabeth H. Kellogg, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1242
（导读 阿金）轴突蛋白Tau参与稳定并捆扎微管蛋白（MTs），该蛋白高度磷酸化导致其与MT分离，这与阿尔兹海默症有关。本研究通过冷冻电镜结构和计算机模拟生成tau-tubulin相互作用的近原子结构。发现tau蛋白通过其中重复序列串联排列在原纤维上，可连接微管二聚体，并稳定其多聚化。该结构有助于解释磷酸化对MT亲和力的影响。
Abstract
Ghost cytometry
鬼细胞计数
Sadao Ota, Ryoichi Horisaki, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1246
（导读 陈月欣）鬼成像是一种可以不用空间解析检测器而成像的技术。我们研发出的“鬼细胞计数”技术是一种基于单像素探测器的无图像超速荧光“成像”细胞计数器。有别于传统的流式细胞计数，鬼细胞计数不需昂贵的设备或表面标记物，而仅靠细胞形态即可完成精确、高通量的细胞分类及分选。
Abstract
物理学
Physics
Probing magnetism in 2D van der Waals crystalline insulators via electron tunneling
通过电子隧穿探测二维范德华晶体绝缘体中的磁性
P. Jarillo-Herrero, D. R. Klein, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1218
图片来源：quantalab.org
（导读 阿金）本研究报道分层磁绝缘体三碘化铬（CrI3）的隧穿与温度和外加磁场的关系。通过检测磁性基态和层间耦合，以及观察场诱导的变磁性转变，研究人员发现这种转变对双层、三层和四层CrI3各产生95%、300%和550%的磁阻。此外通过测量CrI3结的非弹性隧道谱，本研究还揭示了与CrI3中集体磁激发相应的性质。
Abstract
Giant tunneling magnetoresistance in spin-filter van der Waals heterostructures
自旋过滤范德华异质结构中的巨隧穿磁阻效应
许晓栋（华盛顿大学）, 姚望（香港大学）, 等
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1214
（导读：阿金）本研究报道了基于范德华异质结构的多自旋过滤器磁隧道结（sf-MTJs），其基本结构为原子厚度级别的三碘化铬CrI3层作为自旋过滤隧道势垒夹在石墨烯接触层之间。研究人员发现隧穿磁阻随CrI3层厚度的增加而急剧增强，并认为这由于原子层厚度CrI3固有的逐层反铁磁有序性。研究结果有助于将磁信息存储推向原子厚度的极限。
Abstract
Improving mechanical sensor performance through larger damping
通过更大阻尼提高机械传感器性能
Wayne K. Hiebert, Swapan K. Roy, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/eaar5220
（导读 阿金）频率稳定性与共振品质因数具有相当的重要性，是描述机械共振关键的性能指标。本研究表明降低品质因数能够提高纳米机械共振传感器的频率稳定性。通过在300赫兹带宽下展示60微开尔文的温度分辨率，证明低带宽中增加阻尼可导致更高的稳定性和传感器分辨率。该研究为研发高性能超灵敏共振器提供新途径。
Abstract
其他
【Computer Science-计算机】Neural scene representation and rendering
神经场景表征和渲染
S. M. Ali Eslami, Danilo Jimenez Rezende, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1204
（导读 董堃）场景表征是指将视觉传感数据转化成简明描述的智能行为。目前神经网络仍需依赖大量人类标记过的数据集才会有更好的表现。本文引入了生成查询网络（GQN），从不同角度输入一个场景的图像，构建出内在表征，并使用这种表征预测场景中未观察到的部分。这项研究使得机器表征学习无需人工标签，实现自主学习来理解周围世界。
Abstract
【Environmental Science-环境】The influence of human disturbance on wildlife nocturnality
人类分布对野生动物夜间活动的影响
Kaitlyn M. Gaynor, Cheryl E. Hojnowski, et al.
http://science.sciencemag.org/content/360/6394/1232
图片来源：phys.org
（导读 阿金）人类活动的快速扩张已改变了野生动物的空间分布，但至今尚未有其对动物活动时间影响的累积量化数据。本研究分析了人类对哺乳动物昼夜活动模式的影响，包含76项来自六大洲62种动物的研究结果。发现受到人类活动干扰的野生动物，夜间活动比之前增加了1.36倍。如此巨大的改变导致动物健康情况、种群数量维持、群落互动和演化发生极大的转变。
Abstract