Science一周论文导读|2021年11月19日

审校 小勺 阿金

制版 阿金

Biology

Antigenic evolution of dengue viruses over 20 years

登革热病毒20年来的抗原演化

（导读 郭怿暄）感染登革热病毒1-4型（DENV1-4）的一种可产生对同型感染的保护性抗体，但登革热病毒可利用已存在的异型抗体感染Fcγ受体携带免疫细胞，加重疾病。本研究将1994-2014年间泰国获得的348株病毒与区域性和全球DENV抗原多样性进行比较，发现泰国DENV血清型逐渐演变分化。短期内，血清型的相似性增加。一种基因型的抗原演化涉及两种类型抗原改变的平衡，基因型替代则导致抗原改变不同于所有血清型。[论文详细信息]

Biosynthesis of fluopsin C, a copper-containing antibiotic from Pseudomonas aeruginosa

铜绿假单胞菌含铜抗生素fluopsin C 的生物合成

（导读 一晴）细菌在金属胁迫反应中的作用尚不明确。本研究表明铜绿假单胞菌能够通过五种酶途径（两个裂解酶、两个铁依赖酶和一个甲基转移酶）合成小分子铜络合物fluopsin C——一种广谱抗生素，以应对铜浓度的升高。这一途径在铜绿假单胞菌和其他细菌中保守，表明fluopsin C在铜胁迫反应中具有共同的作用——将铜融合入一种对抗其他微生物的抗生素。[论文详细信息]

Fear balance is maintained by bodily feedback to the insular cortex in mice

恐惧平衡是通过对小鼠岛叶皮层的身体反馈来维持的

（导读 一晴）大脑如何将恐惧维持在适应范围内？研究发现岛叶皮层参与一种依赖于状态的恐惧调节机制，对建立小鼠恐惧记忆的消失和维持之间的平衡至关重要。虽然岛叶皮层对引起恐惧的信号反应随着预测伤害的确定性增加而增加，但这种活动会由心率减慢而产生的负面身体反馈而减弱。迷走神经刺激对脑-体交流的干扰破坏了恐惧消退和维持之间的平衡，类似于岛叶皮层抑制。研究说明身体反馈信号如何被用于维持恐惧。[论文详细信息]

The X chromosome dosage compensation program during the development of cynomolgus monkeys

食蟹猴发育过程中X染色体剂量补偿方案

（导读 一晴）X染色体剂量补偿保证了X染色体和常染色体之间以及两性之间基因剂量的平衡。本研究阐释了食蟹猴X染色体失活(XCI)的独特机制。滋养外胚层和细胞滋养层在着床前后通过一种活性中间体获得XCI，而羊膜、外胚层和低胚层保持这种中间体，在着床一周后获得XCI。雄性逐渐实现X染色体上调(XCU)，而雌性XCU与XCI均在着床后1周建立X：常染色体剂量补偿。相反，原始生殖细胞在发育早期通过逆转XCI通路进行X染色体再激活。这些发现为阐明包括人类在内的灵长类动物的剂量补偿机制奠定了基础。[论文详细信息]

A viral RNA hijacks host machinery using dynamic conformational changes of a tRNA-like structure

病毒RNA利用tRNA样结构的动态构象变化劫持宿主机器

（导读 一晴）病毒需要多功能的结构RNA剥夺其宿主的生物化学，但由于构象动态RNA结构的读取困难可能导致它们的机制被掩盖。研究人员利用冷冻电镜观察病毒转移RNA (tRNA)样结构(TLS)，发现它能够影响复制、翻译和基因组封装。分离其单独结构以及与酪氨酸-tRNA合成酶(TyrRS)结合的结构，显示TLS构象重排，并以与tRNA有本质区别的形式结合TyrRS。研究揭示了病毒RNA如何结合静态和动态RNA结构，通过高度非典型相互作用与宿主机制结合。[论文详细信息]

COVID-19

COVID-19 transmission dynamics underlying epidemic waves in Kenya

肯尼亚流行波背后的COVID-19传播动态

（导读 郭怿暄）COVID-19干预措施的政策应基于对地区性SARS-CoV-2传播的理解。限制措施的取消、新变异的出现和敏感群体的感染均会造成流行波。肯尼亚出现了3次流行波，第1、2次流行波与高、低社会经济群体接触率差异有关，第3次由高传染率变异的引入导致。学校重新开放导致第2、3次流行波间出现传染的小幅上升。社会经济和城乡人口结构是肯尼亚病毒传播的关键决定因素。[论文详细信息]

Genomic characterization and epidemiology of an emerging SARS-CoV-2 variant in Delhi, India

印度德里新出现SARS-CoV-2变异的基因组特征和流行病学

（导读 郭怿暄）印度首都德里2020年经历多次SARS-CoV-2爆发，并在2021年人群血清阳性率超过50%。2021年4月Delta变异的感染导致德里的COVID-19病例和死亡率急速增加。研究发现传染性的增加和对早期变异产生免疫应答的敏感性降低使得Delta变异具有生长优势。雇员和家庭队列研究中血清阳性率在2021年3月-7月间从42%上升至87.5%，其中27%的发生再次感染。[论文详细信息]

Planetary Science

The depth of Jupiter’s Great Red Spot constrained by Juno gravity overflights

“朱诺”号飞掠确定木星大红斑深度

（导读 阿金）木星大红斑是太阳系内最大的大气涡旋。本研究使用“朱诺”号探测器12次飞掠木星获得的数据检验大红斑引力特征，最终通过两种不同方法推断大红斑深度，得出了一致结果：木星大红斑被包含在木星大气上层500千米范围之内。[相关报道：朱诺号绘制了木星大气的3D地图]

Microwave observations reveal the deep extent and structure of Jupiter’s atmospheric vortices

微波观测揭示了木星大气涡旋的深度和结构

（导读 阿金）木星大气中最大最显眼的部分是其大红斑，目前尚不清楚木星大气中大大小小的涡旋与深度之间的关系。本研究使用“朱诺”号的微波辐射计，观测了大气涡旋变化，发现涡旋根源要比水凝结的高度深邃许多，同时还确认了密度反演层。结果限定了木星涡旋的三维结构及云层下的延伸程度。[论文详细信息]

Physics

Pauli blocking of light scattering in degenerate fermions

简并费米子中光散射的泡利阻塞效应

（导读 领研网）本研究发现泡利不相容原理同样适用于超低温高密度原子云。研究人员将锂原子云冷冻至接近绝对零度，再用激光挤压，记录下散射的光子量。结果发现锂原子云散射的光子逐步变少，原因在于粒子相互间的空隙受挤压而变小，粒子移动空间被占据，无法吸收光子碰撞动能，使得光子无法散射。该结果是首次在实验中证实简并费米子中的泡利阻塞效应。[相关报道：超低温高密度的原子云是不可见的]

Observation of Pauli blocking in light scattering from quantum degenerate fermions

观测量子简并费米子光散射中的泡利阻塞效应

（导读 阿金）泡利不相容原理解释了原子的电子壳结构。本研究测量了超冷原子群的光散射，在量子简并费米气体中观测到明显的散射抑制。而观察到的荧光减少以及相应的透光率增加是泡利阻塞的结果，费米-狄拉克统计限制了费米海中散射原子的可及状态。该结果确认了量子气体的光学响应基础，有助于致冷和温度测量技术。[论文详细信息]

Pauli blocking of atom-light scattering

泡利阻塞原子光散射

（导读 领研网）本研究在泡利阻塞效应启发下，构建了一个由上千个锶原子组成的简并费米气体，再使用蓝光激发出于“费米海”中的原子，使得原子维持激发态的时间比以往延长了10%。原子内的电子被激发从基态升至激发态后，会以释放光子的形式衰变重新回到基态。该结果有望应用于量子通信网络中的光量子比特保护，提升原子钟的稳定性。[相关报道：使原子维持激发态的新方法]

【Materials-材料】Gradient cell–structured high-entropy alloy with exceptional strength and ductility

高强塑梯度纳米位错结构高熵合金

（导读 阿金）类似于传统材料，大部分多成分高熵合金（HEAs）获得强度却失去了韧性。本研究在面心立方结构的稳定单相HEA中引入梯度纳米级位错胞稳定结构。拉伸结果表明：梯度位错胞结构不仅显著提高材料屈服强度，同时还使其保持良好的塑性和稳定的加工硬化。结果表明简单、易行的往复扭转梯度塑性变形技术可广泛用于梯度结构材料的构筑与制备。[论文详细信息]

【Chemistry-化学】Quantum mechanical double slit for molecular scattering

分子散射过程中的量子力学双缝

（导读 阿金）双缝干涉实验证明了粒子波特性。本研究构建一套量子力学双缝干涉计，通过利用斯塔克诱导的激光绝热拉曼通道激发方法，成功实现了对D2分子的高效振动态激发，并选择性地精准制备了两种具有不同特性的量子态：具有确定取向的振动激发态——单轴态和单轴态相干叠加形成的双轴态。该结果为化学反应中分子碰撞的相干控制提供新可能。[论文详细信息]