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Science 一周论文导读 | 2017年3月3日

科研圈  · 公众号  · 科研  · 2017-03-11 22:05

正文

本期Science刊登中科院古脊椎与古人类所吴秀杰研究组、上海植生所何祖华研究组、清华大学颜宁研究组工作;论文链接可点。


审校:半夏 谭坤 赵维杰 邓卓


物理学

Physics

Demonstration of an ac Josephson junction laser

一种基于交流约瑟夫森结的激光器

M. C. Cassidy, A. Bruno, S. Rubbert, M. Irfan, J. Kammhuber, R. N. Schouten, A. R. Akhmerov, L. P. Kouwenhoven

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/939

(导读 王腾)  超导电子器件在经典和量子计算中占据了重要的地位。本研究利用交流约瑟夫森效应展示了利用与多模超导腔强耦合的约瑟夫森结制备的激光器。通过简单的制备及操作,可以很容易的集成一系列的量子器件,并且在低温下可以高效的在芯片上产生相干的微波光子。


 Abstract 


化学

Chemistry

Clathrate colloidal crystals

包合物状的胶态晶体

Haixin Lin, Sangmin Lee, Lin Sun, Matthew Spellings, Michael Engel, Sharon C. Glotzer, Chad A. Mirkin

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/931

三角双椎体单元组装成包合物结构(图片来源:sciencemag)


(导读 陆妍婷)  研究中将三角双锥体单元(长边约250纳米,短边约177纳米)在DNA外套的引导下组装成与包合物结构,并使用电镜和分子模拟等首段对其结构和组装过程进行了分析。这些结构是目前为止通过可编程分子组装方式合成的最复杂的结构。


 Abstract 


Radical-polar crossover reactions of vinylboron ate complexes

乙烯基硼酸根络合物的自由基-电荷交叉反应

Marvin Kischkewitz, Kazuhiro Okamoto, Christian Mück-Lichtenfeld, Armido Studer

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/936

反应步骤和原理(Kischkewitz M, et al. 2017)


(导读 韩宇)  本文报道,铃木-宫浦偶联反应中途产生的乙烯基硼酸根络合物可以发生另一种反应,碳自由基结合于烯烃基团的另一端后,电荷转移促使硼原子上的烷基或芳基迁移至α碳上。这一反应保留了化合物中有后续反应价值的硼酸酯基团,应用前景广泛。


 Abstract 


地球科学

Earth Science

Experimental constraints on the damp peridotite solidus and oceanic mantle potential temperature

湿橄榄岩固相线和洋幔潜在温度的实验性约束

Emily Sarafian, Glenn A. Gaetani, Erik H. Hauri, Adam R. Sarafian

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/942


(导读 韩宇)  海洋上方地幔的含水量可不成比例的影响其固相线。本文给出含有溶解氢橄榄岩固相线的实验测定结果,H2O-欠饱和橄榄岩固相线高于之前的猜测值。用该结果协调东太平洋隆起下熔融体系的地球物理观测需将现有大洋上地幔位温的估计值上调约60°C。


 Abstract 


Precipitation drives global variation in natural selection 

降水量驱动自然选择的全球变化

Adam M. Siepielski, Michael B. Morrissey, Mathieu Buoro, Stephanie M. Carlson

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/959

图片来源:sciencemag


(导读 马欢)  本研究探索了气候变化各个方面将会如何影响自然选择进程,预测显示降水量、蒸散和北大西洋涛动会驱动对陆地动植物种群的自然选择,而温度的影响甚微。本研究表明气候变化可能在全球范围内该表演化进程。


 Abstract 


生态学

Ecology

Persistent effects of pre-Columbian plant domestication on Amazonian forest composition

前哥伦布时期植物驯化对亚马逊森林组成的持续影响

C. Levis, F. R. C. Costa, F. Bongers…C. I. A. Vela, H. ter Steege

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/925


(导读 陆妍婷)  本研究对亚马逊河流域考古遗址和前哥伦布时期驯化的85种木本植物的分布和丰度的关系进行了分析,发现在整个流域中遗址及其周边区域驯化物种的相对丰度和多度都有增加。这亚马逊的现代树木群落很大程度上是由亚马逊人对植物的长期驯化所塑造的。


 Abstract 


古人类学

Paleoanthropology

Late Pleistocene archaic human crania from Xuchang, China

中国许昌发现晚更新世古人类头骨

Zhan-Yang Li, Xiu-Jie Wu(吴秀杰,中科院古脊椎与古人类所), Li-Ping Zhou, Wu Liu, Xing Gao, Xiao-Mei Nian, Erik Trinkaus(华盛顿大学)

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/969

两组头骨的虚拟重组图像。图片出处:原文


(导读 肖坤)  研究人员在河南省许昌市的灵井遗址发掘出了距今10.5万年至12.5万年的晚更新世早期古人类头骨化石。这些头骨具有东亚古人类、欧洲尼安德特人和早期现代人的混合特征,对研究晚更新世古人类的进化模式和群体交流具有重要意义。

论文详情:http://keyanquan.net/thesis/detail/1255


 Abstract 


植物学

 Botany

Epigenetic regulation of antagonistic receptors confers rice blast resistance with yield balance

拮抗受体的表观调控赋予了水稻稻瘟病抗性与产量的平衡

Yiwen Deng, Keran Zhai, Zhen Xie…Didier Tharreau, Zuhua He(何祖华,上海植生所)

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/962

图片来源:science.sciencemag.org.


(导读 郭思瑶)  作物育种旨在平衡疾病抗性与产量之间的关系。研究人员发现了水稻中编码核苷酸结合受体的基因簇Pigm,该基因簇编码的PigmR和PigmS之间的拮抗作用可使水稻具备对真菌Magnaporthe oryzae的持久抗性,同时不影响产量,这一系统的发现有利于培育优良作物变种。

论文详情:http://keyanquan.net/thesis/detail/773


 Abstract 


神经生物学

Neuroscience

Layer-specific modulation of neocortical dendritic inhibition during active wakefulness

主动觉醒时新皮层树突抑制的层特异性调制

William Muñoz, Robin Tremblay, Daniel Levenstein, Bernardo Rudy

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/954


(导读 韩宇)  表达生长抑素(Sst)的中间神经元是特异性执行树突抑制的GABA能神经元。本研究记录了Sst中间神经元在行为小鼠的所有新皮层中的活动,发现不同脑层中的Sst中间神经元在小鼠主动觉醒过程中的反应不同,其具体反应由胆碱能信号和Vip中间神经元的抑制作用共同决定。


 Abstract 


生物技术

Biothecnology

DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture

DNA喷泉使建立一个强大且高效的存储架构成为可能

Yaniv Erlich, Dina Zielinski

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/950

DNA喷泉编码。(Erlich Y, Zielinski D. 2017)


(导读 韩宇)  DNA具有存储大容量信息的潜力。本文提出一种称为DNA喷泉的存储策略,接近每个核苷酸存储信息的理论最大值。该系统用DNA存储了一个完整的计算机操作系统,可以在每克DNA中存储215PB(10^15字节)数据,并可通过测序技术实现大规模精确检索。


 Abstract 


生物物理学

Biophysics

Hidden dynamics in the unfolding of individual bacteriorhodopsin proteins

细菌视紫红质单分子蛋白去折叠过程的动力学

Hao Yu, Matthew G. W. Siewny, Devin T. Edwards, Aric W. Sanders, Thomas T. Perkins

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/945

1µs分辨率单分子力谱测定的细菌视紫红质分子。(Yu H, et al. 2017)


(导读 韩宇)  阐明复杂蛋白的折叠细节是长期挑战。本研究用1µs分辨率的单分子力谱(SMFS)在天然脂质双分子层中将单个细菌视紫红质分子去折叠,不仅检测到了许多新的中间产物,还观察到中间状态下去折叠和重折叠之间的过渡。


 Abstract 


结构生物学

Structural Biology

Structure of a eukaryotic voltage-gated sodium channel at near-atomic resolution

近原子分辨率下真核细胞中电压门控钠离子通道的结构

Huaizong Shen, Qiang Zhou, Xiaojing Pan, Zhangqiang Li, Jianping Wu, Nieng Yan(颜宁,清华大学)

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/eaal4326

3.8 Å分辨率下的Nav通道低温电镜结构。(Shen H, et al. 2017)


(导读 韩宇)  为了解电压门控离子通道的功能与疾病机制,本研究测出3.8 Å分辨率下美洲大蠊电压门控钠离子通道(NavPaS)的低温电镜结构。非对称选择性过滤孔腔的入口被高度糖基化且由二硫键稳定的胞外环包裹。细胞质侧的保守氨基末端域在电压感受域VSDI下方,羧基末端域则与III-IV连接处相结合。


 Abstract 


A nontoxic pain killer designed by modeling of pathological receptor conformations

通过为病理受体构象建模设计无毒止痛药

V. Spahn, G. Del Vecchio, D. Labuz…M. Weber, C. Stein

http://science.sciencemag.org/content/355/6328/966

图片来源:science.sciencemag.org.


(导读 郭思瑶)  阿片受体的无选择性激活在舒缓疼痛同时也引起了严重的中枢和肠道副作用。研究人员通过探究阿片受体与配体相互作用时的病理构象动力学过程,利用计算机模拟设计出一种新型受体激动剂,其具有较低的酸解离常数,故能选择性地激活产生疼痛的外周μ-阿片受体,而不产生呼吸抑制,成瘾等副作用。


 Abstract 


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· Science 等一周论文导读(上)| 2017年2月第4期

· Science 等一周论文导读(下)| 2017年2月第4期

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