Science 一周论文导读 | 2018 年 10 月 19 日

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Science 一周论文导读 | 2018 年 10 月 19 日

2018 年 10 月 28 日 科研圈

审校咖喱访冬小锅书牧小勺

封面制作访冬

制版阿金

生物学

Biology

Structure of the human voltage-gated sodium channel Nav1.4 in complex with β1

与β1结合的人类电压门控钠离子通道Nav1.4的结构

Xiaojing Pan, Zhangqiang Li, Nieng Yan, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/eaau2486

（导读郭怿暄）电压门控钠离子通道（Nav）负责产生动作电位，与多种疾病有关。本研究利用冷冻电镜解析了人类Nav1.4-β1复合物结构。精确地建立了孔结构域、电压感受结构域以及β1亚基的结构模型，为钠离子透过及其动力学不对称性提供分子基础，并证实了疾病相关突变通过变构造成Nav快速失活的机制。这一发现将有助于了解Nav通道机制以及药物研发。

Abstract

Structural basis for the modulation of voltage-gated sodium channels by animal toxins

动物毒素调节电压门控钠离子通道的结构基础

Huaizong Shen, Zhangqiang Li, Nieng Yan, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/eaau2596

（导读郭怿暄）可以调控电压门控钠离子通道（Nav）活性的动物毒素可分为孔阻断剂和门控修饰因子两大类。本研究分别解析了昆虫NavPaS与门控修饰因子毒素Dc1a、孔阻断剂TTX、孔阻断剂STX结合时的结构。发现Dc1a可以插入VSDII及NavPaS孔间的裂缝，与二者相互作用。与TTX或STX结合可特异性阻断胞外侧钠离子进入选择性滤网。这一发现将有助于Nav通道药物的研发。

Abstract

Supracellular contraction at the rear of neural crest cell groups drives collective chemotaxis

神经嵴细胞群后部的超细胞收缩驱动集体趋化性

Adam Shellard, András Szabó, Xavier Trepat and Roberto Mayor

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/339

图片来源：Flipboard

（导读阿金）细胞集体趋化性是各种发育和病理过程的基础。本研究在非洲爪蟾和斑马鱼中迁移的细胞群边缘处鉴定出包围神经嵴细胞的可拉伸肌动球蛋白环，在细胞集体趋化过程中肌动球蛋白环发生收缩。这种收缩在细胞群前部受到抑制，在后部持续存在，不同的收缩性通过后部细胞的插入驱动细胞的集体迁移。

Abstract

The opium poppy genome and morphinan production

罂粟基因组和吗啡喃的产生

Li Guo, Kai Ye, Ian A. Graham, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/343

（导读阿金）基于吗啡喃的止痛药源自罂粟。本研究对罂粟基因组进行成功组装，共线性分析表明罂粟基因组在780万年前发生过全基因组加倍，在1.1亿年前发生过基因组片段或全基因组加倍，而含有苯酞异喹啉和吗啡喃组分的15个基因构成的苄基异喹啉类生物碱基因簇为该基因簇的进化提供信息。由此表明基因加倍、重排和融合导致罂粟中特化代谢产物的演化。

Abstract

DNGR-1 in dendritic cells limits tissue damage by dampening neutrophil recruitment

树突状细胞中的DNGR-1通过抑制中性粒细胞募集来限制组织损伤

Carlos del Fresno, David Sancho, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/351

（导读王思菲）本研究发现常规树突状细胞（cDC1s）表达的DNGR-1能减少小鼠内组织损伤（无菌性或感染性）诱发的机体破坏性炎症反应。DNGR-1缺失导致小鼠组织病理损伤增加，此效应不依赖T/B细胞。DNGR-1可活化SHP-1同时抑制cDC1s产生MIP-2，阻止中性粒细胞募集并促进对疾病的耐受。因此DNGR-1介导cDC1s感知组织损伤，协调控制组织损伤和固有免疫。

Abstract

Generation of human oogonia from induced pluripotent stem cells in vitro

体外诱导多能干细胞产生人类卵原细胞

Chika Yamashiro, Mitinori Saitou, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/356

（导读郭怿暄）人类体外生殖细胞生成将彻底改变生殖医学。前人研究可将人类多能干细胞（hPSCs）诱导为原始生殖细胞样细胞（hPGCLCs）。本研究发现hPGCLCs可在长时间的体外重建的异源卵巢中逐渐分化为类卵原细胞。hPGCLC来源的卵原细胞表现出标志性的表观遗传重编程，并获得减数分裂重组的前体状态。失活的X染色体逐渐去甲基化，并部分重新激活。这一发现迈出了人类体外生殖细胞生成研究的关键一步。

Abstract

化学

Chemistry

Chiral Lewis acids integrated with single-walled carbon nanotubes for asymmetric catalysis in water

与单壁碳纳米管结合的手性路易斯酸可用于水中的不对催化

Taku Kitanosono, Pengyu Xu and Shū Kobayashi

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/311

（导读卓思琪）发展高反应性和立体选择性催化系统很重要。本研究发现均相结合的镍基路易斯酸表面活性剂催化剂和单壁碳纳米管在水中表现出持续的活性。除了反应性增强，立体选择性和持续的稳定性在醛肟不对称共轭加成反应中得以体现，表现出高产率和优异的选择性。该催化剂的应用提供一种环保、高效的方法制备光学活性化合物。

Abstract

Hyperfine interaction of individual atoms on a surface

表面上单个原子的超精细相互作用

Philip Willke, Christopher P. Lutz, Andreas J. Heinrich, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/336

（导读向菲菲）将核自旋的优势应用在电子结构分析，磁共振成像和量子器件取决于对周围原子尺度内环境的理解和控制。本研究利用自旋极化扫描隧道显微镜结合单原子电子自旋共振，测量并操纵吸附在MgO表面上的单个铁和钛原子的超精细相互作用。同时提取原子和位置相关的信息。因此证明超精细谱可作为研究单个原子和纳米结构的化学环境的强有力工具。

Abstract

材料科学

Materials Science

Hierarchically porous polymer coatings for highly efficient passive daytime radiative cooling

用于高效被动日间辐射冷却的分层多孔聚合物涂层

Jyotirmoy Mandal, Nanfang Yu, Yuan Yang, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/315

图片来源：Cooling Post

（导读卓思琪）被动日间辐射冷却(PDRC)是一种自发的表面降温技术，但目前运用的PDRC设计效率不高或者运用有限。本文展示了一种简单、便宜，且基于大规模相转化的方法，来制造具有优异PDRC性能的分层多孔聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VdF-HFP)HP] 涂层。它的性能等同甚至超过了目前一些先进的PDRC设计，且该技术如同油漆一般操作简便。

Abstract

Evidence for Majorana bound states in an iron-based superconductor

铁基超导体中Majorana束缚态的证据

Dongfei Wang, Hong Ding, Hong-Jun Gao, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/333

(导读向菲菲) 用非阿贝尔统计进行鲁棒量子计算的前景，推动了Majorana束缚态（MBSs）的研究。本研究利用扫描隧道显微镜对铁基半导体FeTe0.55Se0.45的超导狄拉克表面态进行研究，发现在涡核内存在尖锐的零偏峰，当它远离涡心时不会分裂。在不同磁场、温度和隧穿势垒条件下，峰的演化与近纯MBS相符合。该观测为在相对高温下实现和操纵MBSs提供了潜在研究体系。

Abstract

物理学

Physics

Quantum advantage with shallow circuits

浅电路的量子优势

Sergey Bravyi, David Gosset and Robert König

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/308

（导读卓思琪）量子效应可以加强信息处理能力、加快运算问题的解决，但严格证明量子优势是激烈讨论的主题。本文证明持续时间内量子并行算法比传统算法更为强大，同时给出量子优势的无条件证明，查明其优势源于量子的非局域性。研究者所提出的的量子算法只要求二维量子比特网络中最近逻辑门具有恒定深度的量子电路，因此是近期合适的候选者。

Abstract

Aptamer–field-effect transistors overcome Debye length limitations for small-molecule sensing

克服了小分子传感德拜长度限制的核酸适配体-场效应晶体管

Nako Nakatsuka, Anne M. Andrews, Milan N. Stojanović, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/319

（导读卓思琪）借助有配体特异性受体的场效应晶体管进行分析，受到了“德拜长度”限制。研究者通过修改含有脱氧核糖核苷酸适配体的印刷超薄金属氧化物场效应晶体管阵列，在生理高离子强度条件下检测小分子。在生理缓冲液中，靶向诱导带负电荷的适配体磷酸二酯的构型变化，提高了检测灵敏度。通过特异性分离适配体的茎环受体可实现对带电和电中性靶标的感应。

Abstract

A family of finite-temperature electronic phase transitions in graphene multilayers

多层石墨烯中的一系列有限温度电子相变

Youngwoo Nam, Dong-Keun Ki, David Soler-Delgado and Alberto F. Morpurgo

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/324

（导读卓思琪）石墨烯堆叠厚度极大时会出现对称破缺基态，其原因仍未知晓。本研究发现有限温度二阶相变发生在多层结构中，临界温度从双层时的12开尔文（K）上升到七层时的100K。这种相变与自洽的谷-和自旋-依赖的交错电位有关。随厚度改变而产生的系统进化约束了旨在分析系统相关电子性质的微观理论。

Abstract

其他

【Economics-经济】Relationship of gender differences in preferences to economic development and gender equality

不同性别的偏好差异与经济发展和性别平等的关系

Armin Falk and Johannes Hermle

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/eaas9899

图片来源：Psychology Today

（导读郭思瑶）与时间、风险和社会互动相关的个人偏好系统性地塑造着人类行为，并造成了男女之间的经济与社会差异。科学家进行了一项全球性的性别差异调查，其中包括承担风险的意愿、耐心、利他、正面与负面的相互作用，以及信任等几项指标。结果发现不同性别在偏好上的差异与经济发展和性别平等正向相关。

Abstract

【Geoscience-地球科学】Shear properties of Earth’s inner core constrained by a detection of J waves in global correlation wavefield

全球相关波场中J波探测反映地球内核的剪切特性

Hrvoje Tkalčić, Thanh-Son Phạm, et al.

http://science.sciencemag.org/content/362/6412/329

（导读阿金）地震J波是穿过地球内核的剪切波，对内核的坚固性和剪切特性提供直接限制条件。本研究通过探测地震震尾相关波场中J波的新方法，表明地球内核是相对较软的固体，靠近内核边界的剪切波速度和剪切模量分别为每秒3.42 ± 0.02千米和149.0 ± 1.6吉帕，而在地球核心数值略高于此。该结果为地球内核的动态阐释提供新的约束条件。

Abstract