Science一周论文导读|2021年11月12日

审校 小勺 邓卓

制版 阿金

Biology

Symmetry breaking in the female germline cyst

雌性生殖细胞包囊对称性的破坏

（导读 郭怿暄）哺乳动物和果蝇雌性的多细胞生殖细胞包囊中只有一个细胞会成为卵细胞。本研究发现微管负极结合蛋白Patronin/CAMSAP标记了未来果蝇卵细胞，并为卵细胞特化所必需。影斑蛋白Shot召集Patronin到融合体处，Patronin在具有最多融合体的部位稳定更多微管。依赖Dynein的Patronin稳定后微管的转运放大了这一弱不对称性，最终共同决定未来卵细胞。[相关报道：打破对称！卵母细胞如何脱颖而出？]

Structural basis of Integrator-mediated transcription regulation

整合子介导的转录调控结构基础

（导读 阿金）整合子和蛋白磷酸酶2A（PP2A）形成的复合物去磷酸化暂停的RNA聚合酶II（Pol II），裂解新生RNA，终止转录。本研究报告包含与暂停的Pol II结合的人源整合子-PP2A终止前复合物结构，整合子与Pol II和暂停因子DSIF、NELF结合，与Pol II的C端结构域结合定位PP2A抵消Pol II磷酸化和伸长。同时整合子核酸内切酶与RNA出口位点对接，裂解新生RNA。整合子不与Pol II和DSIF形成的DNA夹结合，释放DNA从而终止转录。[论文详细信息]

Tool use and language share syntactic processes and neural patterns in the basal ganglia

工具使用和语言共享基底神经节中的句法过程和神经模式

（导读 阿金）本研究使用功能磁共振成像检测到基底神经节中支持工具使用和语言句法构建的共同神经功能基质。这两种能力共享相似的神经活动模式，表明存在公共功能资源。手部动作和语言工作记忆并不属于同一神经网络，但工具使用和语言句法技巧之间存在双向行为提升，即锻炼其中一种能力有助于提升另一能力。该结果揭示了一种超模态句法过程。[相关报道：练习动手能力有助于提升语言技能]

The genetic and epigenetic landscape of the Arabidopsis centromeres

拟南芥着丝粒的遗传和表观遗传景观

（导读 郭怿暄）本研究利用长读测序生成了拟南芥Col-CEN基因组装体，解析了所有5个着丝粒。着丝粒包含兆碱基级的串联重复卫星阵列。着丝粒特异组蛋白3（CENH3）优先占据变化最少且高度重复的卫星序列中。着丝粒被ATHILA反转录转座子侵入，改变了遗传和表观遗传组织。结果表明拟南芥着丝粒通过卫星序列同质化和逆转录转座子驱动的多样化完成。[论文详细信息]

Mapping the proteo-genomic convergence of human diseases

绘制人类疾病的蛋白质基因组融合图

（导读 郭怿暄）表征蛋白的遗传调控是理解病因和开发药物的关键。本研究找到了3892个血浆蛋白的10674个遗传关联，生成了1859个连接的同义锚定基因-蛋白-疾病图谱。该图谱有助于关联病因相关的疾病，了解新发疾病的生物背景，整合不同生物域并建立已知基因-疾病关联。结果找到了疾病内/间的蛋白-基因组关联，建立了注解潜在致病基因的同义蛋白变体的价值，突破了实验验证和遗传发现的临床转化间的主要障碍。[论文详细信息]

Bioactive scaffolds with enhanced supramolecular motion promoterecovery from spinal cord injury

具有增强超分子运动的生物活性支架促进脊髓损伤的恢复

(导读 一晴）该研究在严重脊髓损伤的小鼠模型中测试了含有两种不同信号的肽两亲超分子聚合物。其中一个信号能够激活跨膜受体β1整合素，另一个信号激活碱性成纤维细胞生长因子2受体。通过突变非生物活性区域的两亲性单体的肽序列，能够增强支架纤维中的分子运动。这导致了血管生长、轴突再生、髓鞘形成、运动神经元存活、胶质增生减少和功能恢复方面的显著差异。该研究推测通过调节分子集合的内部运动可以优化细胞信号。[相关报道：短短四周，瘫痪小鼠恢复行走，《科学》突破性疗法促进脊髓修复]

Stepwise synaptic plasticity events drive the early phase of memory consolidation

逐步突触可塑性事件驱动记忆巩固的早期阶段

(导读 一晴）记忆最初在海马体中编码，随后被巩固到大脑皮层。已知突触可塑性在这些过程中起关键作用，但其精确的时空分布仍不清楚。研究人员利用光遗传学在特定时间内选择性消除长时程增强作用(LTP)，发现不同阶段的突触可塑性发挥不同作用。第一阶段在海马体局部作用，赋予环境特异性。第二阶段，在同一天的睡眠中，将这些神经元组织同步的放电集合。最后，在第二天睡眠时，进一步稳定记忆需要前扣带皮层的LTP。研究证明了可塑性事件的精确定位、时间和特征在记忆巩固早期阶段的作用。[论文详细信息]

CD4⁺T cells contribute to neurodegeneration in Lewy body dementia

CD4⁺T 细胞导致路易体痴呆的神经变性

（导读 一晴）适应性免疫系统在路易体痴呆(LBD)中发挥重要作用，LBD大脑中调节T细胞脑归巢的机制尚不清楚。脑脊液单细胞RNA测序发现，LBD患者CD4⁺T细胞中C-X-C基序趋化因子受体4 (CXCR4)表达上调，脑脊液CXCR4配体CXCL12的蛋白水平与LBD的神经轴突损伤有关，α-突触核蛋白磷酸化刺激CD4⁺T细胞后诱导克隆扩增并上调IL-17A的表达。这些研究表明CXCR4-CXCL12信号通路可能是抑制LBD中病理性IL-17⁺T细胞趋化的靶点。[相关报道：揭示路易体痴呆治疗新靶点—CXCR4-CXCL12信号通路]

Methoxyl stable isotopic constraints on the origins and limits of coal-bed methane

甲氧基稳定同位素限制煤层甲烷的起源和极限

（导读 领研网）煤通常认为是在温度、酸或催化剂作用下产生。本研究揭示了微生物作用产生煤炭的机制。通过分析世界各地煤炭样本中的化学和同位素成分，发现作为甲氧基在有机物质中的含量随着碳-13含量的逐渐增加而减少。从而表明微生物在基质限制条件下进行生物脱甲基化，转化为煤炭和甲烷。该结果有助于在地质时间尺度上了解煤和天然气的形成过程。[相关报道：研究揭示微生物生成煤炭和甲烷的造煤机制]

Origins and evolution of extreme life span in Pacific Ocean rockfishes

太平洋岩鱼百年寿命的起源和演化

（导读 领研网）岩鱼是世界上寿命最长的脊椎动物之一。本研究通过88个岩鱼种类的组织样本，发现了长寿基因：首先是DNA损伤修复相关基因，其次137个富集在胰岛素信号通路和环境适应性生理过程的基因。此外，长寿鱼种中免疫调节相关的嗜乳脂蛋白基因拷贝数较高。长寿鱼体型更大，生活在捕食者和病原体更少的深海环境，但种群规模更小。[相关报道：《科学》封面重磅，能活200年的长寿奥秘，在太平洋底找到了！]

【Planetary Science-行星科学】Age and composition of young basalts on the Moon, measured from samples returned by Chang’e-5

嫦娥五号月球玄武岩的年龄和成分

（导读 领研网）月球岩浆活动的停止一直是月球演化历史研究中的重大问题。本研究对嫦娥五号月球玄武岩展开年代学、元素和同位素分析，测定样品年龄在19.6亿年左右，让先前已知的月球地质寿命演唱了约10 亿年。但没有证据表明是月球深层地幔中的高浓度发热元素产生了这些熔岩，还需要其他因素解释月球岩浆活动。[相关报道：嫦娥五号月球样品首篇研究成果发表，将月球岩浆活动历史延长 10 亿年]

【Applied Physics-应用物理】Real-space imaging of anisotropic charge of σ-hole by means of Kelvin probe force microscopy

利用开尔文探针力显微镜对σ-hole各向异性电荷实时成像

（导读 阿金）单个原子上的各向异性电荷分布可能强烈影响材料和系统的结构特性，但其单原子上的空间分辨率成像仍具实验挑战。本研究表明，将探针适当功能化后，开尔文探针力显微镜能够成像 σ-hole的各向异性电荷以及一氧化碳分子的四极电荷。该方法为表征生物和化学系统中发挥关键作用的各向异性电荷提供新途径。[论文详细信息]

【Geoscience-地球科学】Discovery of davemaoite, CaSiO3-perovskite, as a mineral from the lower mantle

下地幔中发现作为矿物的毛钙硅石 CaSiO3-钙钛矿

（导读 阿金）下地幔中的硅酸盐钙钛矿CaSiO3具有重要地球化学意义。本研究报告CaSiO3-钙钛矿是矿物毛钙硅石（davemaoite），该矿物的天然存在证明下地幔存在成分异质性。观察结果表明毛钙硅石结构中除了铀和钍之外，还具有钾。毛钙硅石的地区性和全球丰度影响了深层地幔的热动力学。[相关报道：在钻石里，发现了前所未见的矿物]

【Public Health-公共卫生】Monetary incentives increaseCOVID-19 vaccinations

货币激励措施增加了 COVID-19 疫苗接种

（导读 郭怿暄）COVID-19疫苗接种率停滞不前对公共卫生造成威胁。本研究为货币激励措施对疫苗接种上升提供证据。研究在瑞典进行了大规模注册前随机对照试验，并与人群接种疫苗记录联系起来，发现适当的货币奖励（24美元）可将疫苗接种率基线71.6% 提高4.2个百分点。行为鼓励可提高接种意愿，但对疫苗接种率影响不够显著。该结果表明适当的货币刺激可提高疫苗接种率。[论文详细信息]

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