艾德思：Science一周论文导读

生物学

Biology

Large-scale ruminant genome sequencing provides insights into their evolution and distinct traits

大规模反刍动物基因组测序提供了对其进化和独特性状的见解 

 

图片来源:European Scientist

(导读 刘奇)反刍动物是最成功的哺乳动物支系之一,具有形态和栖息地多样性,并含有几种关键的家畜物种.本研究组装了44种反刍动物的基因组,建立了一个时间校准的系统进化树,以解决拓扑结构争议.本研究发现种群的下降与人类扩张有关,也揭示了可能有对其各个系统进化有关的基因及调节因素. [相关报道:近10万年前,人类或已造成反刍动物种群衰减]

Biological adaptations in the Arctic cervid, the reindeer (Rangifer tarandus)

北极鹿,驯鹿(Rangifer tarandus)的生物适应

(导读 刘家甫)驯鹿是北极的一种具有独特生物学特性的物种.研究将驯鹿的基因组与其他反刍动物和非反刍哺乳动物的基因组进行了比较,揭示轻度心律不齐/高维生素D代谢效率/雌性鹿角生长特性和驯服性的遗传基础.研究证实驯鹿的两个维生素D代谢基因表现出正选择,比其他反刍动物表现出更高的催化活性.[文章详细信息]

Genetic basis of ruminant headgear and rapid antler regeneration

反刍动物头带的遗传基础和快速鹿角再生

(导读 刘奇)反刍动物是现存唯一拥有骨质头部附属物(Osseous)的哺乳动物.本研究获得牛科和鹿科的221个转录子,并对代表了唯二表现出趋同演化缺乏附属物的两个支系的三个基因组进行了测序.研究发现牛角和鹿角基因表达谱相似,都从神经嵴干细胞发育而来.鹿角组织的快速再生特性与肿瘤发生途径有关,于此同时鹿角中一些抑癌基因受到了较强的选择性.[文章详细信息]

Rotary substates of mitochondrial ATP synthase reveal the basis of flexible F1-Fo coupling

线粒体ATP合成酶的旋转亚态揭示了F1-Fo柔性偶联的基础

(导读 郭怿暄)F1Fo-ATP合成酶为细胞提供能量.本研究利用单粒子冷冻电镜解析了Polytomella sp.线粒体活化状态ATP合成酶二聚体的结构.通过三维分类将13个旋转亚态分离,发现F1头与中央杆和c-环转子一起每旋转120°其最初30°,促进F1和Fo亚复合体柔性偶联.柔性主要由保守的OSCP亚基的域间铰链介导.处于质子进入通道中的保守金属离子可能参与c-环质子化与旋转的同步.[文章详细信息]

The glycan CA19-9 promotes pancreatitis and pancreatic cancer in mice

多糖CA19-9促进小鼠胰腺炎和胰腺癌的发生 

(导读 郭怿暄)本研究在小鼠中诱导表达人岩藻糖基转移酶3和β1,3-半乳糖基转移酶,产生CA19-9,导致小鼠迅速出现严重胰腺炎并伴有EGFR信号超活化.细胞基质蛋白fibulin-3的CA19-9修饰使其与EGFR相互作用增强.CA19-9介导的胰腺炎可逆并可被CA19-9抗体抑制.CA19-9还可与KrasG12D共同产生侵袭性胰腺癌.提示CA19-9参与胰腺炎与胰腺癌的发生并可作为潜在治疗靶点.[相关报道:多糖靶点可带来治疗"癌症之王'的新方式]

Akkermansia muciniphila induces intestinal adaptive immune responses during homeostasis

肠道细菌Akkermansia muciniphila在体内稳态状态下诱导肠适应性免疫应答  

(导读 王思菲)肠道适应性免疫应答影响宿主健康.本研究发现肠道菌Akkermansia muciniphila与宿主代谢及PD-1检查点免疫疗法的全身效应相关,其在小鼠中诱导IgG1及抗原特异性T细胞应答.在悉生小鼠(肠道中仅含特定菌种的小鼠)和常规小鼠中,T细胞对A. muciniphila的应答方法不同,说明在体内稳态状态下,背景信号影响T细胞对微生物群的应答并调节宿主免疫功能. [文章详细信息]

Structural identification of a hotspot on CFTR for potentiation

与CFTR功能增强相关的热点结构鉴定 

(导读 页一)囊性纤维化是由囊性纤维化跨膜电导调节子(CFTR)突变引起的致命性疾病.目前有两类药物,可分别帮助CFTR折叠或恢复其功能.本文用冷冻电子显微镜和突变实验观察了人类CFTR与这两类药物相互作用的结构,发现二者与CFTR跨膜区内的同一位点结合,且该区域对药物识别重要.这些分子细节可能有助于药物结构优化.[相关报道:陈珏组鉴定出CFTR蛋白上重要的药物作用靶点,助力治疗囊性纤维化疾病]

Demographic dynamics of the smallest marine vertebrates fuel coral reef ecosystem functioning

最小的海洋脊椎动物的数量动态为珊瑚礁生态系统的功能提供了动力

(导读 吴娜)珊瑚礁怎样在低生产力的海洋中生存一直困扰着科学家们,可能在于内部营养循环和/或远洋区的输入.本文章综合元分析/野外数据和种群模型,发现海洋中最小的脊椎动物——隐底栖礁鱼,从远洋环境中大量供应幼鱼,促进礁鱼内部生物量生产:本类占近礁海区仔鱼的2/3,通过快速生长和最大死亡率为珊瑚礁提供燃料(近60%).它们独特的数量动态可能是现代珊瑚礁生态系统功能的基石.[相关报道:珊瑚鱼成为挽救珊瑚礁的关键]

物理学

Physics

Quantum amplification of mechanical oSCIllator motion

机械振荡器运动的量子放大

 

图片来源:

(导读 页一)机械振子可探测的力受量子涨落的限制,即使振荡器处于可能的最低能量状态,量子涨落仍然存在.本文展示了一种放大机械振子相干位移的技术,其振幅远低于这些零点波动.当在振子位移前/后分别施加两个正交压缩相互作用时,该位移被放大,且在理想情况下不会附加量子噪声.本文用一个囚禁离子的机械振子实现了这个方式,使位移敏感性增加(±)倍.   [文章详细信息]

Particle analogs of electrons in colloidal crystals

胶体晶体中电子的粒子类似物 

(导读 页一)在使用DNA作为粒子导向配体的胶体晶体中,DNA与纳米颗粒偶联物被认为是可编程原子的等价物(PAEs).本研究表明,当尺寸和DNA偶联密度减小时,PAEs表现为电子等价物(EEs),在由较大PAEs组成的晶格中漫游并起稳定作用.这一发现定义了胶体晶体的金属性.胶体晶体的金属特性为获得各种金属/金属间/化合物相提供了新思路.[相关报道:电子粒子改变人们对物质的认知]

化学

Chemistry

Photoexcitation of flavoenzymes enables a stereoselective radical cyclization

黄素酶的光激发使立体选择性自由基环化成为可能

(导读 吴娜)光激发是化学合成中引发自由基反应的常用策略.本文章提出,黄素依赖的"烯'还原酶的光激发改变了它们的催化功能,使这些酶能够促进不对称自由基环化.这种反应活性通过酶活性位点,可以构建具有立体化学倾向的五/六/七和八元内酰胺,在形成前手性自由基后,酶引导黄素释放氢原子.为黄素酶的光激发提供了前所未有的生物催化反应.[文章详细信息]

Direct arene C–H fluorination with 18F− via organic photoredox catalysis

用 18F− 通过有机光氧化还原催化实现芳基C-H的直接氟化

(导读 吴娜)正电子发射断层摄影术(PET)在药物研发及医学成像方面发挥着关键作用,然而,目前对芳基C-H键缺乏简单有效的放射性标记方式.本文章提出在蓝光照射下,通过有机光氧化还原催化,使芳基C-H键被18F−盐氟化.这一温和策略用于合成 18F 标记芳烃和杂芳烃,其产品可以作为诊断试剂,或提供体内标记底物的关键信息.[相关报道:创建医学成像示踪剂的新方式]

地球科学

GeoSCIence

The small world of global marine fisheries: The cross-boundary consequences of larval dispersal

全球海洋渔业的小世界网络:幼鱼扩散的跨界影响 

 

图片来源:European Scientist

(导读 刘奇)由于幼鱼扩散导致的鱼类资源管辖区间种群的互相依赖性探索还不充足.本研究建立了全球幼鱼扩散网络,研究了747个分类群的国际联系.研究发现世界渔业高度相关,形成了小世界网络,强调国际合作的必要性.研究从土地价值/粮食安全和就业等方面量化了各国对邻国的依赖程度,认为年捕获量与国际幼鱼流有关,在热带地区这类依赖性经济风险最大. [相关报道:对全球渔业而言,世界很小]

 

 

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