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Science 一周论文导读 | 2019 年2月22 日

审校 棒冰 邓卓 小锅 访冬 水村山郭 书牧 小勺

封面制作:阿金

制版:棒冰

Ubiquitin-dependent chloroplast-associated protein degradation in plants

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录植物中泛素依赖性叶绿体相关蛋白降解

Qihua Ling, R. Paul Jarvis, et al.

图片来源:MPLS Division - University of Oxford

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录(导读 过泽远)叶绿体相关蛋白降解对细胞器功能和植物发育至关重要。本文通过遗传学和蛋白质组学确立了拟南芥叶绿体外膜(OEM)蛋白降解所需的因子(SP2和CDC48)。这两种蛋白因子的作用途径与泛激素E3连接酶SP1相同,导致泛素化底物的逆转录易位并使其在细胞溶胶中被26S蛋白酶体降解。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Structures and operating principles of the replisome

复制体的结构和运行原理

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Yang Gao, Yanxiang Cui, Wei Yang, et al.

(导读 郭怿暄)复制体协调复制叉处前导链和后随链DNA的合成机制尚不明确。本研究解析了噬菌体T7的解旋酶DNA易位以及合成双链DNA的解旋酶-聚合酶-引物酶复合物的冷冻电镜结构。发现解旋酶的每个结构域沿单链DNA依次交替易位。两个后随链聚合酶结合引物酶准备好冈崎片段的串联合成。前导链聚合酶A β发卡将两条亲代DNA链分隔成T型叉,使得紧密耦合的解旋酶垂直地移向到下游DNA双链。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Latrophilin GPCRs direct synapse specificity by coincident binding of FLRTs and teneurins

Latrophilin G蛋白偶联受体通过同步结合FLRT和teneurins蛋白指导突触特异性形成

Richard Sando, Xian Jiang, Thomas C. Südhof

(导读 陈欣桐)细胞粘附分子调控突触形成的机制仍不明确。本研究发现G蛋白偶联受体latrophilin-2和latrophilin-3可以选择性的指导连接海马CA1区域神经元的穿质通路和谢弗侧支突触的形成,且通过小鼠体内实验和体外人工培养的神经元实验确证latrophilin-3同时与富亮氨酸重复序列跨膜蛋白(FLRTs)和teneutins蛋白结合才能有效指导在特定的树突区域形成突触。

A pharmacological master key mechanism that unlocks the selectivity filter gate in K+channels

一把用于解锁钾离子通道中选择性滤器的万能钥匙

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Marcus Schewe, Thomas Baukrowitz, et al.

(导读MQ)使用药物激活钾通道有可能治疗癫痫、心律失常和疼痛等疾病。本研究发现一类带负电荷的激活剂(NCAs)可绕过特定机制,打开多种类型钾通道的选择性滤器。X射线晶体、功能分析和分子动力学模拟显示:NCAs结合在钾离子通道中的选择性滤器下方,增加孔和滤器的钾离子结合,从而打开滤器。该结果揭示了多家族钾离子通道间保守的过滤门控机制,可用于药物设计。

The sleep-wake cycle regulates brain interstitial fluid tau in mice and CSF tau in humans

睡眠 - 觉醒周期调节小鼠的脑间质液tau和人类脑脊髓液tau

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Jerrah K. Holth, Sarah K. Fritschi, et al.

(导读 郭怿暄)睡眠-觉醒周期调控脑间质液(ISF)和脑脊髓液(CSF)中β-淀粉样蛋白(A β)的水平。慢性睡眠剥夺(SD)增加A β斑块。但tau驱动了阿尔兹海默症的神经退化。本研究发现小鼠ISF中tau在正常觉醒时比睡眠增加90%,在SD中增加100%,化学遗传学手段驱动小鼠觉醒导致ISF中A β和tau均显著增加。人类SD同样会使CSF tau增加超过50%。慢性SD可增加tau的病理播散。

Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Hachimoji DNA和RNA:由8个核苷酸组成的遗传系统

Shuichi Hoshika, Nicole A. Leal, et al.

(导读 王思菲)本研究报道了由8个核苷酸“字母” (Hachimoji为日文的“八字母”)组成四个正交配对,类似DNA及RNA的系统。这个系统符合达尔文演化的条件:聚电解质骨架、热力学稳定性及符合薛定谔非周期晶体的立体规律构件。Hachimoji DNA能被转录成带有荧光活性的Hachimoji RNA适配体。综上结果拓展了包括全宇宙在内关于生命基本分子结构的视野。

Scalable and safe synthetic organic electroreduction inspired by Li-ion battery chemistry

由锂离子电池化学物质启发的可扩展且安全的合成有机电还原

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Matthew Neurock, Shelley D. Minteer, Phil S. Baran, et al.

图片来源:Phys.org

(导读MQ)合成有机电还原在大规模复杂有机合成的应用中面临长期挑战。研究人员证明使用牺牲阳极材料,结合廉价无毒的水溶性质子源,以及受电池技术启发的过充安全保护剂可以用于药物相关结构单元的克级规模合成。与传统的电化学和溶解金属还原反应相比,这些条件具有非常高的官能团耐受性,并能应用于其它溶解金属型还原转化。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Catalytic reductive [4 + 1]-cycloadditions of vinylidenes and dienes

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录催化还原[4 + 1]-亚乙烯基和二烯的环加成反应

You-Yun Zhou, Christopher Uyeda

(导读MQ)环加成反应为合成环烷烃提供了更加直接和汇聚式的路线,从Diels-Alder反应中很容易得到六元环产物,而五元环加成产物不易获得。研究人员报告了一种Dinikel配合物催化1,3-二烯的[4+1]环加成反应,具有两个镍中心的催化剂可以使这种反应产生五元环产物。催化剂的手性形式使反应在分子内情况下具有对映选择性。

Tunable intrinsic strain in two-dimensional transition metal electrocatalysts

二维过渡金属电催化剂中的可调内在应变

Zhenhua Zeng, Wenpei Gao, Jeffrey Greeley, et al.

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录(导读 页一)金属催化剂的活性可通过表面应变去调节,但目前主要受界面重构和几何的限制。本研究通过调节二维过渡金属纳米薄层固有的表面应力来解决这些问题。密度泛函理论的计算表明,表层原子之间的吸引作用导致催化剂内部产生压缩应变,同时结合Pd(110)纳米薄层的氧还原和氢生成反应实验验证了通过调节催化剂应变从而对其活性进行微调的可行性。

地球科学

U-Pb constraints on pulsed eruption of the Deccan Traps across the end-Cretaceous mass extinction

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录U-Pb显示德干暗色岩的脉冲式喷发期跨越了白垩纪末大灭绝

Blair Schoene, Michael P. Eddy, et al.

(导读 Westin)6600万年前的白垩纪——古近纪(K-Pg)生命大灭绝与两个极端事件有关:希克苏鲁伯陨石撞击和印度德干大规模火山爆发。我们使用铀铅法测定了德干溢流火山岩的地质年代,并确定了四次大型喷发期,其中第一次发生在陨石撞击和大灭绝的数万年前。这些发现支持包含两种灾难事件作为与K-Pg大灭绝及其相关环境恶化因素的灭绝模型。

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录The eruptive tempo of Deccan volcanism in relation to the Cretaceous-Paleogene boundary

德干火山在白垩纪 - 古近纪边界的爆发节奏

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Courtney J. Sprain, Paul R. Renne, et al.

(导读 过泽远)白垩纪晚期环境变化记录暗示德干地盾(DT)火山活动可能导致了白垩纪-古近纪(KPB)生态危机。本文用高精度氩-40/氩-39数据来确定KPB的位置,发现DT并未出现三次大喷发,90%的喷发在不到100万年内完成,75%出现在KPB后。晚白垩世气候变化仅与最小喷发阶段短暂一致,暗示DT火山活动在大灭绝中的作用可能仍不明确。

A Josephson relation for fractionally charged anyons

带分数电荷任意子的Josephson关系

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录M. Kapfer, D. C. Glattli, et al.

(导读页一)目前对分数量子霍尔效应(FQHE)中任意子的动力学实验观测仍具挑战。本研究通过探究接触区在微波照射下散粒噪声(PASN)与电压的关系从实验上展示了任意子的约瑟夫动力学关系。FQHE PASN模型的验证为进一步研究时间分辨的任意子源指明了方向。

A degenerate Fermi gas of polar molecules

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录极性分子的简并费米气体

Luigi De Marco, Jun Ye, et al.

图片来源:NIST

(导读 阿金)通过实验实现分子量子简并气体有助于更广泛地研究分子和量子科学中的各种现象。本研究报道了通过对铷玻色—爱因斯坦凝聚体和钾费米气体深度简并混合物的耦合绝热关联,在低于0.3倍费米温度下成功制造出钾—铷超冷极性分子的简并费米气体,并进一步探索了该气体的特性。

材料科学

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录Materials Science

Keyhole threshold and morphology in laser melting revealed by ultrahigh-speed x-ray imaging

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录超高速X射线成像揭示激光焊接中的锁孔阈值和形态

Ross Cunningham, Anthony D. Rollett, et al.

万博bet-万博manbext网页版-manbext网页版登录(导读 卓思琪)本研究用超高速同步加速X射线成像,对增材制造中激光焊接时产生的蒸汽填充凹槽(也叫做锁孔)进行了量化。 研究结果表明:i)锁孔的形成与激光粉末床的功率、扫描速度范围有关;ii)基于激光功率密度判断出导电性和锁孔有明确阈值;iii)过渡态按照经过汽化、液面凹陷、形成不稳定形态,然后形成了锁孔。该研究为激光粉末床三维印刷提供了物理基础。

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