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Science导读 0330

时间: 2018年04月12日 | 作者: Admin | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
Science一周论文导读


1. Structure of the nucleotide exchange factor eIF2B reveals mechanism of memory-enhancing molecule

核苷酸交换因子eIF2B的结构揭示记忆增强分子的机制

BY JORDAN C. TSAI, LAKSHMI E. MILLER-VEDAM, ADITYA A. ANAND, PRIYADARSHINI JAISHANKAR, HENRY C. NGUYEN, ADAM R. RENSLO, ADAM FROST, PETER WALTER

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/eaaq0939

(导读 郭怿暄)翻译启始因子eIF2的磷酸化抑制eIF2B,从而抑制翻译,并调节整合应激反应(ISR)。而类药化合物ISRIB可以激活被磷酸化eIF2抑制的elF2B,从而纠正脑部受伤小鼠的认知恶化。本研究利用冷冻电镜解析了人类eIF2B与ISRIB结合的分子结构,发现ISRIB将两个elF2B四聚体亚复合体交叉桥连在一起,从而促进具备完全活性的十聚体eIF2B全酶的形成。

 

2. A bound reaction intermediate sheds light on the mechanism of nitrogenase

化学:一种结合反应中间体揭示固氮酶的机制

BY DANIEL SIPPEL, MICHAEL ROHDE, JULIA NETZER, CHRISTIAN TRNCIK, JAKOB GIES, KATHARINA GRUNAU, IVANA DJURDJEVIC, LAURE DECAMPS, SUSANA L. A. ANDRADE, OLIVER EINSLE

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1484

(导读 阿金)固氮酶还原N2的反应发生于一个常含有钼或钒的有机金属铁辅因子处,但其反应方式仍不清楚。本研究分析了与一中间体结合的钒固氮酶结构,该中间体为μ2-桥连的质子化氮。该结果揭示了底物与辅因子结合的可能位点和模式,以及结合导致的固氮酶局部结构变化。该中间体可能对应Thorneley-Lowe模型的E6或E7态,为完整催化过程的解析提供了线索。

 

3. Carbothermal shock synthesis of high-entropy-alloy nanoparticles

物理/材料:高熵合金纳米颗粒的碳热冲击合成

BY YONGGANG YAO, ZHENNAN HUANG, PENGFEI XIE, STEVEN D. LACEY, ROHIT JIJI JACOB, HUA XIE, FENGJUAN CHEN, ANMIN NIE, TIANCHENG PU, MILES REHWOLDT, DAIWEI YU, MICHAEL R. ZACHARIAH, CHAO WANG, REZA SHAHBAZIAN-YASSAR, JU LI, LIANGBING HU

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1489

(导读 阿金)将多种不相互混合元素融合到单个纳米颗粒中具有很大的应用潜力,但要实现仍具挑战。本研究将前驱体金属盐混合物附着于碳支撑物之上,通过控制碳热冲击参数得到八元高熵合金纳米颗粒(HEA-NPs)。为证明实用性,研究人员合成五元HEA-NPs作为氨氧化催化剂,达到约100%转化率和大于99%的氮氧化物选择性。

 

4. Adaptive infrared-reflecting systems inspired by cephalopods

生物:受头足类动物启发的自适应红外反射系统

BY CHENGYI XU, GEORGE T. STIUBIANU, ALON A. GORODETSKY

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1495

(导读 阿金)静态反射红外辐射的材料和系统为许多重要技术奠定基础,但反射性能可以随环境改变的自适应性材料仍具挑战。本研究受头足类动物启发,研发出自适应红外反射平台,具有驱动机制简单、工作温度低、光谱范围可调、响应快速等优点,为开发红外伪装和其他红外辐射调节技术提供新机会。

 

5. Activation of olefins via asymmetric Brønsted acid catalysis

化学:通过不对称布朗斯特酸催化来实现烯烃的活化

BY NOBUYA TSUJI, JENNIFER L. KENNEMUR, THOMAS BUYCK, SUNGGI LEE, SÉBASTIEN PRÉVOST, PHILIP S. J. KAIB, DMYTRO BYKOV, CHRISTOPHE FARÈS, BENJAMIN LIST

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1501

(导读 阿金)具有强度适当的布朗斯特酸性位点的生物酶能质子化烯烃,并合成天然产物,但人工设计该过程以实现不依赖过渡金属催化剂的不对称催化仍是挑战。本研究展示一类强手性布朗斯特酸可以催化无偏烯烃的不对称分子内氢烷氧基化反应。该方法可快速获得具生物活性的1,1-二取代四氢呋喃。

 

6. Nanofluidic rocking Brownian motors

物理/材料:在纳米流体中实现摇摆式布朗运动马达

BY MICHAEL J. SKAUG, CHRISTIAN SCHWEMMER, STEFAN FRINGES, COLIN D. RAWLINGS, ARMIN W. KNOLL

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1505

(导读 阿金)大部分互作用机制无法缩放到极小尺寸,因此在流体中控制和运输纳米级别物体仍有挑战。本研究通过纳米流体狭缝精准塑形,和带电粒子和壁之间的静电相互作用,设计出纳米颗粒能量图谱。结合不对称电势实现摇摆布朗运动马达,实现定向运输。由此制造出的分选设备能在数秒内往相反方向分开60-100纳米直径的颗粒。

 

7. Chameleon-like elastomers with molecularly encoded strain-adaptive stiffening and coloration

物理/材料:具有分子编码应变适应性硬化和变色的类似变色龙皮肤弹性材料

BY MOHAMMAD VATANKHAH-VARNOSFADERANI, ANDREW N. KEITH, YIDAN CONG, HEYI LIANG, MARTIN ROSENTHAL, MICHAEL SZTUCKI, CHARLES CLAIR, SERGEI MAGONOV, DIMITRI A. IVANOV, ANDREY V. DOBRYNIN, SERGEI S. SHEIKO

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1509

(导读 阿金)动态伪装具有软组织特征,但将其适应性变色和类组织机械属性整合入合成材料仍难以掌握。本研究通过线性-瓶刷-线性(linear-bottlebrush-linear)三嵌段共聚物自组装将上述功能结合入可塑弹性材料中,结构的微相分离形成物理交联网络,表现色彩鲜明、超软和强应变硬化特征。该材料在自身内部环境和外部环境中都能保持稳定。

 

8. Self-heating–induced healing of lithium dendrites

材料:由自加热诱导的锂枝晶愈合

BY LU LI, SWASTIK BASU, YIPING WANG, ZHIZHONG CHEN, PRATEEK HUNDEKAR, BAIWEI WANG, JIAN SHI, YUNFENG SHI, SHANKAR NARAYANAN, NIKHIL KORATKAR

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1513

(导读 甜甜)锂电极不适用于充电电池,因为电镀和剥离会导致枝晶的生长,这会降低库伦效率并导致电池短路。研究通常认为高的电流密度会加剧枝晶问题,本研究却报道了相反的结论,发现当电流密度超过~9mA/cm2时,枝晶会自加热并引起锂的表面扩散,从而导致枝晶愈合。研究结果展示了高电流密度治愈方法能够有效改善锂-硫电池的充放电循环。

 

9. Shifts in disease dynamics in a tropical amphibian assemblage are not due to pathogen attenuation

生物:一种热带两栖动物组合中传染病动态变化并非源于病原体减毒

BY JAMIE VOYLES, DOUGLAS C. WOODHAMS, VERONICA SAENZ, ALLISON Q. BYRNE, RACHEL PEREZ, GABRIELA RIOS-SOTELO, MASON J. RYAN, MOLLY C. BLETZ, FLORENCE ANN SOBELL, SHAWNA MCLETCHIE, LAURA REINERT, ERICA BREE ROSENBLUM, LOUISE A. ROLLINS-SMITH, ROBERTO IBÁÑEZ, JULIE M. RAY, EDGARDO J. GRIFFITH, HEIDI ROSS, CORINNE L. RICHARDS-ZAWACKI

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1517

(导读 陈月欣)流行性疾病的衰退机理一直不甚明确。我们研究了一种致死性真菌在热带两栖动物中的传播后发现,病原体在十年间几乎没有任何改变,而宿主的防御反应在疾病的流行后变得更加高效。这一结果为理解疾病的传播机理提供了新的见解。

 

10. Erythrocytic ferroportin reduces intracellular iron accumulation, hemolysis, and malaria risk

红细胞铁转运蛋白降低细胞内铁积累,溶血和疟疾风险

BY DE-LIANG ZHANG, JIAN WU, BINAL N. SHAH, KATJA C. GREUTÉLAERS, MANIK C. GHOSH, HAYDEN OLLIVIERRE, XIN-ZHUAN SU, PHILIP E. THUMA, GEORGE BEDU-ADDO, FRANK P. MOCKENHAUPT, VICTOR R. GORDEUK, TRACEY A. ROUAULT

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1520

(导读 郭怿暄)疟疾常伴有贫血发生,但铁补充治疗往往加剧疟疾感染。本研究发现红细胞中铁转运蛋白(FPN)非常丰富,补充铁抑制其活性。条件性敲除红系细胞中Fpn基因导致细胞内铁过量聚积,细胞损伤,溶血,以及疟疾感染的小鼠死亡率增加。人类FPN的常见突变Q248H阻止铁调素诱导的FPN降解,有效保护机体对抗严重疟疾。这一突变在非洲人群中存在正向选择。

 

11. Hippocampal ripples down-regulate synapses

生物:海马涟漪下调突触

BY HIROAKI NORIMOTO, KENICHI MAKINO, MENGXUAN GAO, YU SHIKANO, KAZUKI OKAMOTO, TOMOE ISHIKAWA, TAKUYA SASAKI, HIROYUKI HIOKI, SHIGEYOSHI FUJISAWA, YUJI IKEGAYA

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1524

(导读 阿金)睡眠对突触可塑性的影响尚不清晰。本研究报道小鼠海马尖波涟漪振荡是触发突触长期抑制的内在因素。在慢波睡眠状态中,特异性沉默尖波涟漪阻止突触自发下调,阻碍新记忆的学习。该发现证明慢波睡眠通过减少近期记忆相关的神经元活动来改善记忆痕迹,并解释尖波涟漪的新功能。

 

12. Molecular mechanism of extreme mechanostability in a pathogen adhesin

生物:病原菌粘附蛋白极端机械稳定性的机制

BY LUKAS F. MILLES, KLAUS SCHULTEN, HERMANN E. GAUB, RAFAEL C. BERNARDI

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1527

(导读 阿金)病原体黏附靶标时,在机械应力下的高回弹能力是关键。本研究使用原子力显微镜在单分子水平上检测葡萄球菌黏附蛋白SdrG和人类纤维蛋白β之间的机械力,并结合动态分子模拟,发现靶蛋白片段以螺丝钉式形态结合于SdrG口袋中,并通过主链间致密的氢键网络来分散应力,使得黏附素以高强度的机械稳定性附着于靶标。

 

13. Binding of ISRIB reveals a regulatory site in the nucleotide exchange factor eIF2B

与ISRIB的结合揭示核苷酸交换因子eIF2B的调控位点

BY ALISA F. ZYRYANOVA, FÉLIX WEIS, ALEXANDRE FAILLE, AKEEL ABO ALARD, ANA CRESPILLO-CASADO, YUSUKE SEKINE, HEATHER P. HARDING, FELICITY ALLEN, LEOPOLD PARTS, CHRISTOPHE FROMONT, PETER M. FISCHER, ALAN J. WARREN, DAVID RON

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1533

(导读 郭怿暄)整合应激反应(ISR)是一项影响代谢、记忆、免疫的保守翻译和转录程序。ISR由应激诱导的eIF2 α的磷酸化介导完成。ISRIB可逆转由磷酸化的eIF2α导致的eIF2B抑制,为小鼠神经变性和大脑创伤损伤提供保护。本研究解析了人类eIF2B与ISRIB结合的冷冻电镜结构,突变结合口袋的残基会改变ISRIB类似物在体的多层级细胞应答和离体ISRIB的结合。

 

14.  Antibody-mediated inhibition of MICA and MICB shedding promotes NK cell–driven tumor immunity

生物:抗体介导的MICA和MICB脱落抑制可促进NK细胞驱动的肿瘤免疫

BY LUCAS FERRARI DE ANDRADE, RONG EN TAY, DENG PAN, ADRIENNE M. LUOMA, YOSHINAGA ITO, SOUMYA BADRINATH, DAPHNE TSOUCAS, BETTINA FRANZ, KENNETH F. MAY JR., CHRISTOPHER J. HARVEY, SEBASTIAN KOBOLD, JASON W. PYRDOL, CHARLES YOON, GUO-CHENG YUAN, F. STEPHEN HODI, GLENN DRANOFF, KAI W. WUCHERPFENNIG

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1537

(导读 陈月欣)肿瘤细胞表面的 MICA和MICB是自然杀伤(NK)细胞攻击的靶点,然而肿瘤细胞可通过水解MICA和MICB避开这一攻击。本研究设计了一种可与MICA α3结合的抗体以防止MICA和MICB脱落。在小鼠模型中,抗体的使用促进了NK细胞驱动的肿瘤免疫,从而抑制了肿瘤生长。

 

15. Destabilizing mutations encode nongenetic variation that drives evolutionary innovation

生物:去稳定突变编码驱动演化创新的非遗传变异

BY KATHERINE L. PETRIE, NATHAN D. PALMER, DANIEL T. JOHNSON, SARAH J. MEDINA, STEPHANIE J. YAN, VICTOR LI, ALITA R. BURMEISTER, JUSTIN R. MEYER

http://science.sciencemag.org/content/359/6383/1542

(导读 阿金)演化常通过重新利用现有的基因执行新功能来实现创新,但其转变机制尚有争议。本研究确认噬菌体λ的宿主识别基因J突变增加λ对天然受体LamB吸附能力,并增加了接入新受体OmpF的能力,本突变使得λ变得不稳定,产生与多种受体相关的不同表型。本研究发现单一基因型可驱动多种表型产生,为演化创新提供通用机制。