Science 一周论文导读 | 2018 年 7 月 20 日
审校 访冬 小锅 咖喱 邓卓
封面设计：访冬
制版：阿金
地球科学
Geoscience
Human influence on the seasonal cycle of tropospheric temperature
人类对对流层温度季节性周期变化的影响
Benjamin D. Santer, Stephen Po-Chedley, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/eaas8806
图片来源：Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL)
（导读：阿金）本研究提出科学证据显示在自然变化背景噪声中出现了人为的对流层温度季节性周期变化信号。卫星数据和气候模型预测的人为“指纹”表明季节性周期变化幅度的地理格局中共同存在大规模变化，包括两半球中纬度地区变化幅度的增加、南半球高纬度地区变化幅度的减小。结果显示人类活动对地球气候影响重大。
Abstract
The South Asian monsoon—pollution pump and purifier
南亚季风—污染和净化双重功能
J. Lelieveld, E. Bourtsoukidis, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/270
（导读：阿金）受季风影响，南亚空气污染正在快速增长，冬季季风驱动雾霾向印度洋扩散，而夏季情况不明。本研究通过大气化学测量，对地中海和印度洋之间对流层上层中的夏季季风流动取样，结合模型计算，发现季风展现一种极其有效的净化机制，能迅速氧化污染物并沉积至地表。在季风云层之上的污染物则会经过化学反应后在全球扩散。
Abstract
Friction at the bed does not control fast glacier flow
冰床的摩擦力不会控制冰川的快速流动
L. A. Stearns, C. J. van der Veen
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/273
（导读 郭怿暄）用于预测未来海平面的冰盖模型的最大不确定性源于我们对冰与冰床交界面的有限了解，多数模型采用假设冰川在坚硬冰床上滑动进行理论推导所得滑动参数。本研究分析格林兰岛140座冰川，发现与理论预测相反，基底滑动与冰床的摩擦力无关，但滑动速度与冰床净压力密切相关。结果符合多被冰河学界忽视的早期高山冰川观察。
Abstract
Atmospheric new particle formation from sulfuric acid and amines in a Chinese megacity
中国超大城市的硫酸-二甲基胺大气新颗粒的形成
姚磊（复旦大学）, 王琳（复旦大学）, 等
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/278
（导读：阿金）大气新颗粒形成（NPF）通常需要高浓度硫酸（H2SO4）和较低当前颗粒浓度。本研究观测了上海的NPF，高NPF与相关标记暗示硫酸-二甲基胺（DMA）-水成核，群集动力模型发现高浓度硫酸促使颗粒增长到3纳米，随后颗粒增长可能源于冷凝物质贡献。结果有望为治理我国灰霾成因指出新的方向。
Abstract
生物学
Biology
Emergence of coexisting ordered states in active matter systems
在活性物质系统中出现共存有序态
L. Huber, E. Frey, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/255
（导读：阿金）与传统平衡系统相比，活性系统能够产生更多类型的有序模式，但不同类型间的共存尚无报道。本研究展示肌动球蛋白滑动体系中，波动向列式和极性对称式的有序二维模式可以动态共存，并结合实验和模拟确认，缺乏足够对称性的弱相互作用是二者共存的先决条件。该结果展示了生命系统中不同有序模式形成的一种途径。
Abstract
Domain-focused CRISPR screen identifies HRI as a fetal hemoglobin regulator in human erythroid cells
集中在结构域的CRISPR筛选发现HRI是人类红系细胞中胎儿血红蛋白的调节因子
Jeremy D. Grevet, Junwei Shi, Gerd A. Blobel, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/285
图片来源：technologynetworks.com
（导读 卓思琪）升高成人红细胞中胎儿血红蛋白(HbF)水平可为镰刀型贫血症和一些β-地中海贫血患者带来益处。本研究通过集中在蛋白激酶结构域的CRISPR-Cas9筛选，发现调节蛋白翻译的红系特异激酶血红素调控抑制因子HRI是HbF的抑制物。去除HRI后HbF抑制因子BCL11A表达降低，继而HbF生成增加，使培养红系细胞的镰刀化降低。综上，HRI是血红蛋白病的潜在治疗靶点。
Abstract
VHL substrate transcription factor ZHX2 as an oncogenic driver in clear cell renal cell carcinoma
VHL底物转录因子ZHX2是肾透明细胞癌中的致癌驱动因子
Jing Zhang, Qing Zhang, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/290
（导读 卓思琪）VHL E3泛素连接酶蛋白失活是肾透明细胞癌（ccRCC）的标志，但致病机制尚不清楚。本研究通过全基因组体外表达策略发现VHL可以调节羟基化的锌指和ZHX2的蛋白稳定性。VHL失活突变的ccRCC患者细胞中ZHX2的表达增加并定位在核中。去除ZHX2在体内体外均可抑制VHL缺乏的ccRCC细胞生长。这是由于ZHX2可以促进NF- κB的激活。综上，ZHX2可作为ccRCC的潜在治疗靶点。
Abstract
生态学
Ecology
Modeling the ecology and evolution of biodiversity: Biogeographical cradles, museums, and graves
生物多样性的生态学和演化建模：从生物地理学摇篮、博物馆到坟墓
Thiago F. Rangel, Robert K. Colwell, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/eaar5452
（导读：阿金）塑造生物多样性地理分布格局的单个过程之间存在复杂的相互作用，但在广泛时空尺度上仍缺乏有效的分析模型和传统试验。本研究建立一种空间直观的机械模拟模型，模拟南美洲过去八十万年气候情况下的适应性、范围变化、破碎化、物种形成、扩散、竞争和灭绝情形，确认地貌和气候是演化和多样性产生的重要因素。
Abstract
Mesophotic coral ecosystems are threatened and ecologically distinct from shallow water reefs
中光层珊瑚生态系统受到威胁，且与浅水珊瑚礁具有明显不同的生态学特征
Luiz A. Rocha, Hudson T. Pinheiro, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/281
（导读 郭怿暄）珊瑚的迅速退化是我们这一代面临的最严重的生物多样性问题之一。科学家一直认为生活在水深30-150米的中光层珊瑚与浅水珊瑚在物种组成上具有连续性，且前者对自然和人为影响不敏感，因此可以为浅水珊瑚提供避难所。但本研究发现中光层珊瑚与浅水珊瑚显著不同，同样受到自然和人为影响，与浅水珊瑚相同需要受到保护。
Abstract
物理学
Physics
Electrofluorochromism at the single-molecule level
单分子尺度的电致荧光染色
Benjamin Doppagne, Guillaume Schull, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/251
（导读：向菲菲）分子的氧化态和其光学性质间的相互作用在显示，传感和分子存储器件中有很重要的应用，然而在单分子尺度下这种互作用的基础机理很难研究。本研究利用扫描隧道显微镜表征并控制吸附在NaCl薄膜覆盖的Au(111)表面上的单个锌钛菁正离子。分子的中性和氧化态表现出差别很大的荧光光谱。此外，针尖亚纳米尺度的变化可研究分子充电和电致发光的机理。
Abstract
Cavity-mediated collective spin-exchange interactions in a strontium superradiant laser
锶超辐射激光器中腔内介导的的集体自旋交换相互作用
Matthew A. Norcia, Robert J. Lewis-Swan, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/259
（导读：阿金）激光冷却和量子简并原子的实际应用要求理解和控制原子间的相干相互作用。本研究观察到一个光学空腔介导的长程交换相互作用，在锶原子钟转换组成的赝自旋-½系统中表现出可谐调自旋-自旋相互作用。这导致出现单轴扭转动态、多体能隙和光学相干的间隙保护。研究结果为设计多功能量子模拟器和使用量子相干的原子钟提供参考。
Abstract
Fault-tolerant detection of a quantum error
量子错误的容错检测
S. Rosenblum, P. Reinhold, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/266
（导读 胡琦琳）任何量子纠错方案都是通过辅助系统来检测错误的，但当错误发生在辅助系统时，会导致不可逆的破坏编码信息。本研究展示了一种容错的错误检测方法，它可以在抑制辅助系统错误的传输同时保持分配的保真度。研究结果说明利用系统特定错误模型的硬件高效方法可以推动容错量子计算的发展。
Abstract
Wallpaper fermions and the nonsymmorphic Dirac insulator
壁纸图案中的费米子和非形态狄拉克绝缘体
Benjamin J. Wieder, C. L. Kane, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/246
图片来源：phys.org
（导读：阿金）零带隙表面态材料受到晶体对称性保护，包括镜面拓扑绝缘体和非形态沙漏绝缘体。本研究指出表面晶体对称性展示的“壁纸组”中的能带简并有助于了解拓扑晶体绝缘体，其中两组壁纸允许拓扑绝缘相拥有单一的四重简并狄拉克费米子表面态。研究人员从理论上预测该相态可能存在于空间群127中的Sr2Pb3。
Abstract
其他
【Chemistry-化学】Torsional instability in the single-chain limit of a transition metal trichalcogenide
过渡金属三硫族化物单链限制中扭转波的不稳定性
Thang Phamｍ, Alex Zettl, et al.
http://science.sciencemag.org/content/361/6399/263
（导读：阿金）成功分离出单层二维材料为研究一维材料的单链极限提供新机会。本研究报道了在少链限制内合成准一维过渡金属三硫族化合物NbSe3，这些链被包封在保护性氮化硼纳米管或碳纳米管中以防止氧化，并易于处理其表征。电子结构计算表明电荷转移驱动扭转波的不稳定性。
Abstract