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Science一周论文导读 | 2017年3月24日

科研圈 · 公众号 · 科研 · 2017-04-01 19:26

正文

愚人节快乐！

这里不是3月24日 Science 的导读，而是3月23日 Nature 的导读！

怎么样？惊喜吗？

审校：半夏访冬赵维杰金庄维

物理学

Physics

Simultaneous tracking of spin angle and amplitude beyond classical limits

在超越经典测量极限下同时跟踪测量自旋角和振幅

Giorgio Colangelo, Ferran Martin Ciurana, Lorena C. Bianchet, Robert J. Sewell & Morgan W. Mitchell

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21434.html

（导读张奕林）以往对自旋进动的测量都是间接的，并会引入误差。本文基于不确定性原理，使用高动态范围的量子非破坏性测量手段实现了对自旋振幅和自旋角度的同时、高精度测量：稳态下自旋角的测量精度比经典极限小了2.9分贝，而自旋振幅的测量精度小了7.0分贝。该方法为探测与波谱学测量精度带来了数量级的提升。

Abstract

Mapping vibrational surface and bulk modes in a single nanocube

测绘单个纳米立方体表面和块体中的振动模式

Maureen J. Lagos, Andreas Trügler, Ulrich Hohenester & Philip E. Batson

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21699.html

（导读张奕林）测定纳米结构的振动激发模式具有重要意义，传统上这一测量是分析电子能量损失谱间接实现的。本文用原子宽度的电子束测绘了氧化镁纳米立方体的块体与表面的光学、声学振动模式，发现表面极化声子模式的能量与对称性都是局域的并且依赖于纳米立方体的尺寸，还观察到了表面声子模式存在时的块体声子散射极限。

Abstract

材料科学

Material Science

Mechanical metamaterials at the theoretical limit of isotropic elastic stiffness

达到各向同性弹性刚度理论极限的力学超材料

J. B. Berger, H. N. G. Wadley & R. M. McMeeking

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21075.html

（导读许雅澜）研究人员评估了有代表性的材料几何属性在荷载下的应变能量分布方式，发现一种材料几何属性能够达到各向同性弹性刚度的Hashin–Shtrikman上限。坚硬但分布良好的平板网格有效地将荷载在相邻的单元间转移，所得的低密度力学超材料具有很多优越性能。

Abstract

化学

Chemistry

Remote site-selective C–H activation directed by a catalytic bifunctional template

双功能催化模板实现特定位点的远程C-H活化

Zhipeng Zhang, Keita Tanaka & Jin-Quan Yu（余金权，美国斯克利普斯研究所）

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21418.html

（导读邸正傲） C-H活化常需要预先引入导向基团。本文设计了一类具有双金属络合位点的双功能催化模块，其中一个金属中心将底物与催化模块结合，另一个与催化模块的导向基团结合，从而无需预先安放导向基团即可实现3-苯基吡啶及喹啉类底物特定位点的远程C-H活化。

Abstract

地球科学

Earth Science

Evidence for a Fe³⁺-rich pyrolitic lower mantle from (Al,Fe)-bearing bridgmanite elasticity data

富Fe³⁺高温下地幔模型——来自布氏岩(Al,Fe)弹性数据的证据

A. Kurnosov, H. Marquardt, D. J. Frost, T. Boffa Ballaran & L. Ziberna

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21390.html

（导读赵维娜）研究者可通过地震学观测和矿物物理测试推测地球下地幔化学组成，但其中重要矿物布氏岩的实验数据尚未获得。本研究通过高压布里渊光谱和X射线衍射测量了布氏岩(Al,Fe)单晶的弹性数据，并据此对下地幔矿物构成进行了建模，模型中上地幔及下地幔浅部化学物质均一、Fe³⁺/Fe²⁺比高，更深层下地幔则不符合此性质。

Abstract

生态学

Ecology

Bumblebee family lineage survival is enhanced in high-quality landscapes

高品质景观中大黄蜂家族谱系生存能力增强

Claire Carvell, Andrew F. G. Bourke, Stephanie Dreier et al.

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21709.html

（导读许雅澜）研究人员分析了三个大黄蜂物种的野生种群家系在一年间的存活状况，结果表明，从夏季工蜂到翌年春天的蜂后阶段，存活家系随种群周边高价值觅食地比例的增加而显著增加，这说明栖息地品质对大黄蜂种群的生存和留存有影响，也支持了增加花卉资源的保护干预措施对农业景观中野生传粉昆虫具有积极影响的观点。

Abstract

Phytoplankton can actively diversify their migration strategy in response to turbulent cues

浮游植物积极采取多样化的迁移策略以应对动荡的线索

Anupam Sengupta, Francesco Carrara & Roman Stocker

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21415.html

（导读许雅澜）研究人员发现，海洋湍流反复翻转时，向上游的一群浮游植物迅速分为向上和向下游的两小群。该行为伴随着细胞前后不对称性的调节，这与翻转后细胞应激反应增强、湍流对运动型浮游植物有害的观察结果，共同指明了种群内采取多样化的迁移方向以尽可能躲避湍流的积极适应，在一定程度上暗示了进化中的“两面下注”。

Abstract

古生物学

Paleontology

A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution

恐龙亲缘关系与早期演化的新假说

Matthew G. Baron, David B. Norman & Paul M. Barrett（封面文章）

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21700.html

（导读陆妍婷）长久以来恐龙一直被分为鸟臀目和蜥臀目两个主要类群，本研究提出了恐龙类群系统演化新假说，分析发现鸟臀目和兽脚亚目之间姐妹群关系及其单源外类群，指出超摄食恐龙的独立演化，推动对早期恐龙分枝和特征演化的重新评估。

Abstract

植物学

Botany

Root microbiota drive direct integration of phosphate stress and immunity

根系微生物促进磷酸盐胁迫与免疫的直接整合

Gabriel Castrillo, Paulo José Pereira Lima Teixeira, Sur Herrera Paredes …Jeffery L. Dangl

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21417.html

（导读郭思瑶）微生物和植物竞争土壤中营养，但其也有利于提高植物产量。研究人员发现调控植物磷酸盐胁迫应答的遗传网络，会影响植物对微生物的识别以及微生物群落的结构，建立了将拟南芥磷酸盐胁迫应答与微生物识别相联系的分子机制。

Abstract

基因组学

Genomics

Complex multi-enhancer contacts captured by genome architecture mapping

基因组结构图谱中展示的复杂增强子间相互作用

Robert A. Beagrie, Antonio Scialdone, Markus Schueler …Mario Nicodemi & Ana Pombo

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21411.html

（导读卓思琪）本文报道了对细胞核内全基因组基因间空间相互作用的测量方法：基因组结构测绘（GAM）。研究利用GAM测绘了小鼠胚胎干细胞，发现序列上距离较远的活性基因和增强子间有复杂的相互作用，其中包含众多三组基因或增强子间的相互作用。这些结果说明活跃表达的基因会参与更多的基因/增强子间相互作用。

Abstract

KRAB zinc-finger proteins contribute to the evolution of gene regulatory networks

KRAB锌指蛋白有助于基因调控网络的进化

Michaël Imbeault, Pierre-Yves Helleboid & Didier Trono

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21683.html

（导读陈月欣）人类基因组中所含的KRAB锌指蛋白（KZFP）可能参与抑制胚胎干细胞中转座子的活性。本研究结合系统发生树与基因组学发现，KZFP蛋白家族非常古老，而且KZFP的靶点不仅限于有转座活性的转座子，还可以利用失去活性的转座子调控其他转录元件的活性。这些结果说明KZFP通过转座子参与表观遗传调控。

Abstract

生物医学

Biomedical Science

Autism gene Ube3a and seizures impair sociability by repressing VTA Cbln1

自闭症基因UBE3A/癫痫抑制VTA 的Cbln1从而损害社交能力

Vaishnav Krishnan, David C. Stoppel, Yi Nong …Matthew P. Anderson

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21678.html

（导读卓思琪）中脑腹侧被盖区（VTA）谷氨酸能神经元的突触组织Cbln1受损会影响社交能力。本研究利用小鼠体内遗传学手段，发现增加的UBE3A基因量下调Cbln1；癫痫发作也会产生Cbln1抑制，并伴随着UBE3A上升。该研究扩展了自闭症蛋白网络，暗示VTA谷氨酸神经元中基因与癫痫的相互作用能抑制Cbln1，从而损坏社交能力。

Abstract

Early antibody therapy can induce long-lasting immunity to SHIV

早期抗体治疗可诱导产生对SHIV的长期免疫

Yoshiaki Nishimura, Rajeev Gautam, Tae-Wook Chun …Michel C. Nussenzweig & Malcolm A. Martin

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21435.html

（导读郭思瑶）研究人员发现在猕猴/人免疫缺陷病毒(SHIV)模型中，高效广谱抗HIV-1中和抗体(bNAbs)的早期服用与持续病毒血症的极低水平相关，由此可建立T细胞免疫并长期控制感染。结果显示急性SHIV感染的被动免疫疗法与抗逆转录病毒联合疗法不同，前者可帮助CD8+T细胞免疫的产生，从而长期抑制病毒复制。

Abstract

CD32a is a marker of a CD4 T-cell HIV reservoir harbouring replication-competent proviruses

CD32a是CD4 T 细胞携带具有复制活性HIV前病毒的标志

Benjamin Descours, Gaël Petitjean, José-Luis López-Zaragoza …Monsef Benkirane

http://www.nature.com/nature/journal/v543/n7646/full/nature21710.html

（导读严冰） HIV感染一些CD4 T细胞后不裂解细胞而进入潜伏期，是治疗HIV的一大难题。本研究扫描这些T细胞，发现其中跨膜蛋白CD32a表达上调最甚。接受抗反转录病毒治疗的病人体内，0.012% CD4 T细胞表达CD32a，这些细胞含有多达3倍的HIV DNA拷贝。特异性靶向并消除CD32a+的CD4 T细胞可能有助于HIV的治愈。

Abstract