Science 一周论文导读 | 2017 年 7 月 21 日

审校 邓卓 大头 访冬 咖喱鸡

生物学

B iology

Ratchet-like polypeptide translocation mechanism of the AAA+ disaggregase Hsp104

Hsp104 解聚酶的棘轮式多肽转位机制

Daniel R. Southworth et al.

（导读 刘思婕）酿酒酵母中含有的 Hsp104 解聚酶可以溶解由压力产生的非晶形聚合物和淀粉样蛋白。但此过程中底物识别和转位的结构基础仍然未知。本研究使用酪蛋白为模型底物得到了 Hsp104 在不同转位状态下的低温电子显微镜结构，揭示了 Hsp104 催化解聚过程中的棘轮式转位机制。

Hydraulic control of tuna fins: A role for the lymphatic system in vertebrate locomotion

金枪鱼鳍的水力控制：淋巴系统在脊椎动物运动中的作用

Vadim Pavlov, Barbara A. Block et al.

图片来源：Science

（导读 陈月欣） 硬骨鱼的淋巴系统与哺乳动物有着类似的起源，也起到了免疫应答与维持内稳态的作用。然而，本研究揭示了淋巴系统在鯖科鱼类中的独特功能：奇鳍中的肌肉、骨和淋巴管共同构成了一种可以控制水力的复合体，使得这类鱼可以在水中高效游动。

Bidirectional eukaryotic DNA replication is established by quasi-symmetrical helicase loading

通过准对称解旋酶加载建立双向真核 DNA 复制

Gideon Coster, John F. X. Diffley

（导读 郭怿暄）真核细胞中 DNA 的双向复制机制至今仍不清楚。本研究发现这一过程需要两个起点识别复合物（ORC）分别结合两个反向的 ORC 结合位点，继而进行微型染色体维持蛋白（MCM）解旋酶的准对称性装载，使得 MCM 转位形成稳定的二重六聚体。这一过程在古细菌和真核细胞中是保守的。

材料

Material

Highly elastic binders integrating polyrotaxanes for silicon microparticle anodes in lithium ion batteries

用于锂电池硅阳极中的聚轮烷高弹性粘合剂

Ali Coskun, Jang Wook Choi et al.

（导读 阿金）锂电池中的硅阳极会因反复充电而最终分解掉。本研究报导了在硅阳极中加入含有 5% 聚轮烷的聚丙烯酸粘合剂，制成的高弹性高分子聚合物能够作为“滑轮”有效地“锁住”硅元素，防止其分解。这种新型电池粘合剂能够延长锂电池的使用寿命，推动电动汽车以及其他电子设备技术的进一步发展。

Tailored semiconductors for high-harmonic optoelectronics

用于高次谐波光电子的半导体

Murat Sivis, Marco Taucer et al.

（导读 刘思婕）本研究使用离子注入式的半导体纳米结构来探究固体状态下的高次谐波生成。通过具有波长选择性的显微成像技术来检测加强型谐波发射，研究人员发现可以根据调整固体的化学组成和形态来定制生成介质和驱动场。研究结果使得在特定的固体目标上精准地控制高次谐波光电子成为可能。

An organic-inorganic perovskite ferroelectric with large piezoelectric response

具有高压电响应的有机-无机钙钛矿铁电体

Yu-Meng You et al.

（导读 刘思婕）分子压电材料具有质量轻、加工温度低、机械性能灵活及对环境无害等性质。目前人们尚未发现在压电系数上可以比拟压电陶瓷的分子压电材料。本研究发现氯甲基三甲铵三氯化锰（II），一种有机-无机钙钛矿铁电性晶体，兼具高压电系数和高相变温度的特点。 这种材料在医疗、微机械和生物机械等领域将具有广阔的应用前景。

化学

Chemistry

Photoinduced decarboxylative borylation of carboxylic acids

光致羧酸脱羧硼化

Varinder K. Aggarwal et al.

（导读 卓思琪）羧酸转化为硼酸酯在合成中应用广泛。本文发现在双（邻苯二酚）二硼酸酯存在的情况下、室温条件可见光照射羧酸的 N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯衍生物可以实现该转换，简单处理后能分离出频哪醇硼酸酯。实验证据显示该过程中涉及硼自由基中间体。研究对多种羧酸进行了实验，证明该方法具有广泛适用性。

Experimentally realized mechanochemistry distinct from force-accelerated scission of loaded bonds

对有负载键中与外力加速断裂现象不同的机械力化学性质的实验验证

Roman Boulatov et al.

（导读 卓思琪）理论假说认为，拉伸多聚物链可以加速多聚物内部未负载键的断裂，也可以稳定有负载键。本文证明了该假说：动力学测量表示，拉伸磷酸三酯加速了未负载磷-氧键断裂，而拉伸硅氧烷却抑制了有负载硅-氧键断裂。此结果可以用基本力学规律和模型进行定性和定量解释。

物理学

Physics

Bismuthene on a SiC substrate: A candidate for a high-temperature quantum spin Hall material

碳化硅衬底上的铋化氢——一种高温量子自旋霍尔材料的候选者

J. Schäfer et al.

（导读 阿金）量子自旋霍尔材料能够防止自旋电流散逸，但由于其能隙小，因此需在低温情况下才能实现。本研究结合理论计算和扫描隧道显微实验测得在绝缘的碳化硅 SiC（0001）衬底上覆盖的一层蜂窝状铋（Bi）晶格的带隙约为0.8eV，并带有导电边缘态。研究结果展示了具有较宽带隙的量子自旋霍尔材料和稳定的边缘导电状态。

Chiral Majorana fermion modes in a quantum anomalous Hall insulator–superconductor structure

量子反常霍尔效应绝缘体-超导体混合结构中的手性马约拉纳费米子模

Qing Lin He et al.

（导读 阿金）Majorana 费米子是一种理论预测的粒子。本研究将量子反常霍尔绝缘体薄膜与超导体进行耦合，通过调节外部磁场，成功观察到半整数量子电导平台的存在，提供了手性 Majorana 费米子模的实验特征。研究结果为进一步发展稳定的拓朴量子计算技术提供了有效的实验指导。

生态

Ecology

Cash for carbon: A randomized trial of payments for ecosystem services to reduce deforestation

碳补偿：通过生态系统服务补偿减少森林砍伐的随机试验研究

Seema Jayachandran et al.

图片来源：Science

（导读 刘威尔）本研究评估了乌干达一个生态系统服务补偿项目，每年为不进行砍伐的林场主提供每公顷 7 万乌干达先令的补偿。结果显示，试验村庄的森林覆盖面积减少 4.2% 而对照村庄减少 9.1%，项目未导致砍伐活动转移至邻近森林，并带来 2.4 倍于补偿支出的减排收益。

地球科学

Geoscience