【論文】Nature/Science 一周論文導讀 | 2017年4月28日

審校：半夏 咖喱雞 訪冬 金庄維 史靜雯

A universal model for solar eruptions

太陽爆發的普適模型

（導讀 肖坤）從大尺度日冕物質拋射到小尺度日冕極紫外噴流，太陽上的磁驅動爆發現象常常伴隨日面暗條爆發。但這些現象的成因是否相同並無定論。本研究對暗條爆發驅動的日冕拋射進行了數值模擬。結果顯示，如果不同尺度上太陽爆發現象的物理起源相同，那麼磁裂爆（ magnetic breakout）就是太陽爆發的普適模型。

Ultrastrong steel via minimal lattice misfit and high-density nanoprecipitation

通過最低晶格失配和高密度納米沉澱策略設計超強鋼

Zhaoping Lu（呂昭平，北京科技大學）et al.

（導讀 韓宇）針對現有高性能材料的弊端，本研究提出通過高密度納米沉澱和最低晶格失配設計高強度鋼合金的策略。研究人員製備了一類由 Ni(Al,Fe) 沉澱進行強化的鋼合金，低晶格失配提高了鋼合金的強度（2.2 吉帕），而沉澱物在保證鋼合金延展性（約 8.2%）的同時顯著減低了製備成本。這一設計策略有望應用於其他金屬合金。

Predicting crystal growth via a unified kinetic three-dimensional partition model

統一的三維動力學分割模型預測晶體生長

平鋪和沃羅諾伊多面體的分割方法圖示。

（導讀 韓宇）傳統模型無法對不同種類和結構的晶體進行統一描述。本文採用統一的三維動力學分割模型，在分子尺度上對晶體習性和表面拓撲同時進行模擬，理解並在理論上預測了各類晶體（包括缺陷結構）的生長。該模型將晶體結構分割為沃羅諾伊多面體（Voronoi polyhedra）單元，再通過蒙特卡洛演算法進行重構。對於多種晶體的生長預測證實了該方法的有效性。

A 130,000-year-old archaeological site in southern California, USA

美國加利福尼亞南部發現一個具有 130000 年歷史的考古遺址

Steven R. Holen,Thomas A. Deméré et al.

（導讀 韓宇）本文報道了晚更新世早期的 Cerutti Mastodon（CM）遺址，其中石器的使用痕迹、乳齒象骨骼和臼齒碎片的分佈以及 230Th/U 放射性年代分析等證據顯示，這些活動痕迹來自具有打造工具能力和實踐經驗的未知人類物種，將人類進入北美時間提前至 13 萬年前。

Abrasion-set limits on Himalayan gravel flux

喜馬拉雅礫石流的磨損

Elizabeth H. Dingle et al.

（導讀 趙維娜）發源於喜馬拉雅山脈的河流搬運大量泥沙，而其中礫石在進入恆河平原后消失要。研究分析了恆河盆地中的扇體結構、沉積物尺寸和岩石特性，發現大部分礫石到達恆河平原時已轉變成砂，沉積物流入增加了砂通量，促成恆河平原特有的沉積樣式和洪澇風險。

Frequency of extreme Sahelian storms tripled since 1982 in satellite observations

衛星觀測顯示極端薩赫勒風暴發生頻率自 1982 年至今增加三倍

Christopher M. Taylor et al.

（導讀 趙維娜）全球變暖增強水循環過程，多地頻發極端降雨並增大了洪水暴發的可能性。基於西非薩赫勒地區 35 年的衛星觀測，研究揭示最強中尺度對流（MCSs）發生頻率持續增加其顯著、快速強化進一步揭示熱帶對流對全球變暖的相應，並挑戰了大氣環流模型中的傳統預測。

8 色 epr-SRS 海馬細胞成像

（導讀 咖喱雞）傳統熒光成像只能同時以 2-5 種顏色標記細胞內的不同分子。本研究發展了電子預共振受激拉曼散射成像技術（epr-SRS），這一技術克服了熒光成像的波長限制和拉曼散射成像的強度限制，有能力以不同顏色同時標記 24 種或更多的細胞內分子並進行成像。

A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome

對大麥基因組有序序列的染色體構象捕獲

Guoping Zhang, Ilka Braumann, Manuel Spannagl, Chengdao Li, Robbie Waugh, Nils Stein et al.

（導讀 柳寒石）小麥類禾本植物是重要的食物來源，其基因組規模大、富含重複序列且著絲粒區域大。研究人員利用染色體構象捕獲繪圖技術得到了大麥著絲粒附近序列的線性次序以及在兆鹼基解析度上核染色質的空間組裝，並對基因家族在基因組中的分佈進行了分析。這一參考性大麥序列的取得對育種和遺傳多樣性研究具有重要意義。

The genetic basis of parental care evolution in monogamous mice

一夫一妻制小鼠中親代撫育進化的遺傳學基礎

Hopi E. Hoekstra et al.

（導讀 卓思琪）本研究對可遺傳親本行為差異較大的兩種姐妹種小鼠進行了研究，定量遺傳學發現了影響親代撫育行為的 12 個基因區域，其中某些區域關聯特定的親代撫育行為（如築巢）。進一步的研究發現築巢行為的差異與下丘腦分泌加壓素的水平差異相關，由此可推斷，種族間親代撫育行為的差異與古神經肽的多樣性有關。

Mechanism of chromatin remodelling revealed by the Snf2-nucleosome structure

Snf2-核小體複合物結構揭示染色質重塑的機制

Xueming Li（李雪明，清華大學）, Zhucheng Chen（陳柱成，清華大學） et al.

（導讀 咖喱雞）染色質重塑蛋白利用 ATP 水解的能量催化染色質結構和核小體位置改變，使調控蛋白得以靠近 DNA 鏈。本研究解析了釀酒酵母染色質重塑蛋白 Snf2 與核小體複合物的冷凍電鏡結構，結構展示了 Snf2 與核小體結合和發揮催化功能過程中的構象變化，從而揭示了染色質重塑過程的機制。

Structure and allosteric inhibition of excitatory amino acid transporter 1

興奮性氨基酸轉運蛋白 1 的結構與變構抑制

（導讀 咖喱雞 ）興奮性氨基酸轉運蛋白1（EAAT1）是人類溶質載體1（SLC）蛋白家族成員，能將興奮性神經遞質或氨基酸轉運進入細胞內部。本研究解析了 EAAT1 結合或不結合變構劑及競爭性抑制物條件下的晶體結構，並結合氫-氘交換質譜為 SLC1 家族蛋白髮揮功能的分子機制提供了解讀。

lize hippocampal function in aged mice

人臍帶血血漿蛋白使老齡小鼠海馬功能重獲活力

Tony Wyss-Coray et al.

（導讀 董堃）衰老會導致認知障礙，而年輕個體血液中的一些因子則可對抗中樞神經系統中衰老相關的改變。本研究發現人臍帶血血漿蛋白可使海馬重獲活性的功能，並且其中的金屬蛋白酶組織抑製劑2（TIMP2）能隨血流進入大腦增強認知能力，且體外實驗顯示使用 TIMP2 抗體會導致長時程增強受到抑制。這為神經退行性病變的治療帶來新希望。

SLAMF7 is critical for phagocytosis of haematopoietic tumour cells via Mac-1 integrin

SLAMF7 是通過整合素 Mac-1 對造血系統腫瘤細胞進行吞噬的關鍵

（導讀 卓思琪）SIRPα–CD47 的阻斷可增加巨噬細胞對腫瘤細胞的清除，從而用於治療人類癌症。研究發現，這一療法對促進吞噬造血系統腫瘤的效果尤佳，且吞噬嚴格依賴於 SLAM 家族受體，需要 SLAMF7 的參與。SLAMF7 調節的吞噬作用獨立於 SAP（signalling lymphocyte activation molecule-associated protein）銜接蛋白，但卻與 SLAMF7 和整合素 Mac-1 的相互作用能力有關。該發現暗示 SIRPα–CD47 阻斷療法對表達 SLAM7 的腫瘤更有效。

High-avidity IgA protects the intestine by enchaining growing bacteria

高親和力 IgA 通過束縛細菌生長保護腸道

（導讀 郭思瑤） 腸腔內 IgA 介導的交聯凝集菌團對於抵抗病原菌十分重要，但傳統的凝集只對高密度病原菌有效。研究人員探究了活體內促進細菌聚集的其他途徑。發現 IgA 可使病原菌分裂后產生的子代緊密結合，不能分離，該過程在不同細菌密度下均可有效加速病原菌的清除，並阻止接合質粒的轉移。該研究揭示了口服疫苗的巨大潛力。

Cohesin is positioned in mammalian genomes by transcription, CTCF and Wapl

轉錄，CTCF 和 Wapl 決定黏連蛋白在哺乳動物基因組中的位置

Jan-Michael Peters et al.

（導讀 韓宇）黏連蛋白與 CCCTC 結合因子（CTCF）可以與 DNA 結合併影響染色體空間組裝，但 CTCF 招募黏連蛋白的機制未知。本文發現黏連蛋白在小鼠基因組中的分佈由轉錄活動、CTCF 和黏連蛋白釋放因子 Wapl 共同決定，其中基因轉錄活動可以與 CTCF 和 Wapl 協作，引起 "黏連蛋白島"位置的改變。

The earliest bird-line archosaurs and the assembly of the dinosaur body plan

最早的鳥類分支恐龍和其身體裝配計劃

（導讀：譚坤）本文描述了鳥類分支上最早的恐龍，中三疊世的 Teleocrater rhadinus gen. et sp. Nov，本種聯繫了盤古大陸上的幾個類群成為一個新的分枝 Aphanosauria。此發現證實早期鳥類分支與其它恐龍形態分化比曾經預測要早，且廣布大陸，形態多樣。

審校：半夏 咖喱雞 訪冬 鄧卓

Measurement of the small-scale structure of the intergalactic medium using close quasar pairs

利用近鄰類星體對測量星系際介質的小尺度結構

（導讀 肖坤）星系際介質（IGM）中擴散氣體分佈在遙遠類星體光譜背景下呈現一系列氫吸收線，宇宙動力學模擬預測 IGM 的密度漲落在熱壓與重力平衡的特徵尺度上受到抑制。本研究通過量化附近類星體對的吸收特性來測量這種壓力-平滑尺度，其結果與紫外輻射背景的光電離標準模型模擬結果一致。

Formation of matter-wave soliton trains by modulational instability

通過調製不穩定性產生物質波孤子鏈

Randall G. Hulet et al.

（導讀 肖坤）非線性系統可以展現出一系列對初始條件敏感的動力學特徵，例如調製不穩定性。本研究利用 Feshbach 共振的淺零點交叉，描述了調製不穩定性及其在波色-愛因斯坦凝聚中產生物質波孤子鏈所起的作用。通過實時成像，研究人員討論了孤子鏈的產生究竟是來自有效排斥近鄰相互作用還是演化形成。

A multifunctional catalyst that stereoselectively assembles prodrugs

一種立體選擇性組裝藥物前體的多功能催化劑

Daniel A. DiRocco et al.

（導讀 韓宇）磷手性的磷醯胺酸前體藥物是用於治療病毒性疾病和癌症的核苷酸療法的關鍵組成部分。本研究發展了用於合成磷手性磷醯胺酸前體的動態立體選擇性催化方法，經催化機制研究后合理設計的多功能催化劑，可以以高達 99:1 的選擇性將磷立體異構氨基磷酸酯安裝到核苷上。

Direction-specific van der Waals attraction between rutile TiO2 nanocrystals

金紅石TiO2納米晶之間的方向性范德瓦爾斯吸引力

Scott X. Mao, Chongmin Wang, Kevin M. Rosso et al.

（導讀 卓思琪）本研究測量了金紅石納米晶體間的范德華吸引力。在幾十納米範圍內，引力微弱且和方位角及表面水合無關；當距離為約一個水合層間距時，引力與方位角強關聯並使其遞減。這些引力行為與 Lifshitz 理論的預測十分接近，表明分散的力可以在溶液粒子間或材料顆粒間產生力矩。

Rechargeable nickel–3D zinc batteries: An energy-dense, safer alternative to lithium-ion

可充電鎳- 3D 鋅電池：一種能源密集且更安全的鋰離子電池替代物

（導讀 卓思琪）水系鋅電池中，陽極海綿結構鋅可在鎳-鋅鹼電池中循環上千次而不產生鈍化或大規模枝晶。該 3D 鋅電池提高了鋅-鎳鹼電池在原電池理論放電深度、高倍率充放電循環和萬級能量需求的占空比等三方面性能

Water harvesting from air with metal-organic frameworks powered by natural sunlight

利用自然光碟機動的金屬有機骨架從空氣中收集水分

Omar M. Yaghi, Evelyn N. Wang et al.

（導讀 王騰）大氣水是重要的淡水資源（約佔地球淡水資源的 10%），然而目前並無從低濕度空氣中捕獲和輸運水分的有效方法。研究人員設計出基於多孔金屬有機骨架 {MOF-801, [Zr6O4(OH)4(fumarate)6]} 材料的水分收集設備，該設備可以在低於1Kw/m^2自然光照的低能量條件下從空氣中捕獲水分。

The fading American dream: Trends in absolute income mobility since 1940

衰落的美國夢：自 1940 年以來絕對收入流動趨勢

Raj Chetty, David Grusky, Nathaniel Hendren et al.

（導讀 郭思瑤）研究人員通過整合人口調查數據與稅收數據估測了「絕對收入流動性」（收入超過父母的子女比率），發現其從 20 世紀 40 年代的 90% 下降到 80 年代的 50%，GDP 增長速率提高不能使絕對收入流動性恢復如初。重現美國夢時期的高絕對收入流動性需要更普遍的經濟增長。

Ancient genomic changes associated with domestication of the horse

與馬匹馴養相關的古老基因組變化

Ludovic Orlando et al.

（導讀 郭思瑤）馬匹馴養相關的基因變化尚不清楚。研究人員檢測了青銅器時代到鐵器時代 14 個早期馴養馬匹的基因，發現了支持神經嵴假說的早期馴養選擇模式，提供了共同馴養特徵的統一起源，揭示鐵器時代西塞亞草原游牧民的馴養策略和選擇方向。

Anticancer sulfonamides target splicing by inducing RBM39 degradation via recruitment to DCAF15

抗腫瘤葯磺胺類通過將 RBM39 募集至 DCAF15 並誘導其降解，靶向剪接過程

（導讀 柳寒石）Indisulam 是一種具有選擇性抗腫瘤活性的芳基磺胺類藥物。研究人員發現 Indisulam 能夠將 RBM39 募集 CUL4-DCAF15 E3 泛素連接酶，使 RBM39 多泛素化並通過蛋白酶體途徑降解；而 indisulam 導致的 RBM39 失活會引起 pre-mRNA 的異常剪接。很多來自造血和淋巴系的腫瘤細胞系對於 indisulam 的敏感度和 DCAF15 的表達水平相關。因此 DCAF15 的表達可成為指導該類藥品臨床用藥的生物標誌。

RETINOBLASTOMA RELATED1 mediates germline entry in Arabidopsis

視網膜母細胞瘤相關蛋白1介導擬南芥生殖細胞的形成

Arp Schnittger et al.

（導讀 吳媛媛）開花植物通過減數分裂產生種子，本研究發現了一條擬南芥減數分裂起始相關的調節通路：KIP 相關蛋白（KRP）抑制周期蛋白依賴激酶 A（CDKA），解除 CDKA 對視網膜母細胞瘤相關蛋白1（RBR1）活性的抑制，活性 RBR1 抑制幹細胞因子 WUS，WUS 的抑制使大孢子母細胞離開有絲分裂途徑，開始減數分裂。RBR1 是這一通路的樞紐。

Pcdhαc2 is required for axonal tiling and assembly of serotonergic circuitries in mice

小鼠中 Pcdhαc2 對軸突平鋪和 5-羥色胺神經迴路組裝的作用

（導讀 韓宇）5-羥色胺能神經元軸突平鋪排布可使其獲得最優配置。研究發現敲除小鼠 Pcdhαc2 基因簇可破壞局部 5-羥色胺能神經元軸突排布和 5-羥色胺迴路組裝，導致小鼠抑鬱樣行為。

Multicluster Pcdh diversity is required for mouse olfactory neural circuit assembly

Pcdh 多基因簇多樣性對小鼠嗅神經迴路形成的作用

（導讀 韓宇）哺乳動物的 Pcdh 細胞表面抗原由三個基因簇共同編碼。研究發現，這三個基因簇可聯合為單個小鼠嗅覺感覺神經元（OSN）提供組裝嗅小球所需的細胞表面多樣性，其同時丟失可造成嚴重的軸突分枝缺陷和自迴避性缺失，而3基因簇的單一表達會導致 OSN 軸突難以形成嗅小球。

Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2

利用 CRISPR-Cas13a/C2c2 系統檢測組織細胞內的核酸

（導讀 榴槤君）本研究將靶向 RNA 的 CRISPR/Cas13a 系統與等溫核酸擴增法結合起來開發出名為「SHERLOCK」的技術，能高效方便地檢測組織中微量的 RNA 或 DNA 的存在，也能檢測到 DNA 上單個鹼基的突變。SHERLOCK 在疾病診斷和分子生物學上具有重要應用意義。

歡迎大家評論

《 召 集 令 》

身懷學術絕技的你速速前來！

1，有學術水準：一定的專業學術水準是必須的！

2，有獨到思想：具深度，廣度，銳度者為最佳！

3，內容範疇：自然科學，社會科學等等不設限！

4，資訊或翻譯類文章：符合上述條件的均可以。

聲明：版權歸原作者所有。文章觀點不代表本機構立場。