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Science 一周论文导读

时间: 2019年11月05日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)
审校 山村水郭 小锅 书牧 棒冰 紫苏 封面设计 纺冬 制版 阿金 生物学 Biology Vulnerability of the industrialized microbiota 工业化微生物群的脆弱性 图片来源:pixabay (导读 过泽远)人体内微生物



审校 山村水郭 小锅 书牧 棒冰 紫苏

封面设计 纺冬

制版 阿金


生物学

Biology


Vulnerability of the industrialized microbiota

工业化微生物群的脆弱性


图片来源:pixabay


(导读 过泽远)人体内微生物群落在人的健康中扮演着重要的角色,但是最近人类生活方式的改变大幅改变了人类的肠道菌群。许多旨在杀死或限制致病性微生物的措施,加上如加工食品等因素其他因素,对人体内的微生物生态系统造成了意想不到的、包括一些难以逆转的变化。菌群的改变和某些功能属性的丧失可能会不利于人们人类健康。科学家可以使用类似于宏观生态学、保护和气候科学家记录、理解、预测他们领域的方法来研究和保护人体内的微生物生态系统。 [论文详细信息]



MAIT cells are imprinted by the microbiota in early life and promote tissue repair

MAIT细胞在生命的早期就被微生物群烙印并促进组织修复


(导读 过泽远)目前,我们对细菌在婴儿体内的定植和随后的微生物群中的暴露是如何影响人类长期的组织免疫知之甚少。本研究证明了MAIT细胞的发育依赖于一个特定的时间窗口,而在此之后,MAIT细胞的发育会受到永久性的损害。这种印记依赖于生命早期是否能接触合成核黄素衍生抗原的特定微生物,并揭示了微生物群和MAIT细胞之间的相互作用,这个相互作用依次控制组织印记和对损伤的反应。[论文详细信息]



Dynamic control of plant water use using designed ABA receptor agonists

应用新设计的ABA受体激动剂动态控制植物用水


(导读 阿金)干旱导致全世界范围内的粮食损失,而随着全球变暖,影响将会提升。本研究研发出一种新型ABA受体激动剂OP(opabactin),该受体亲和力相对于ABA增加了约7倍,在活体内的活性增强了10倍,在小麦和番茄中的实验表明,OP引起的水分蒸腾抑制比ABA更加持久。因此OP或有助于提高植物抗旱性。 [论文详细信息]



Dissecting racial bias in an algorithm used to manage the health of populations

在用于管理人口健康的算法中剖析种族偏见 


(导读 刘奇)卫生系统依靠商业预测算法来识别和帮助有复杂健康需求的患者。本研究表明一个广泛使用的算法有明显种族偏见,在给定风险分数下,黑人患者比白人患者病情更严重,弥补此差别将使黑人患者获得额外帮助比例从17.7%升到46.5%。此偏见产生是因为算法预测的是医疗费用而不是疾病。研究认为选择方便获取的貌似合理真实数据或是算法偏见的一个重要来源。[论文详细信息]



Spatiotemporal expansion of primary progenitor zones in the developing human cerebellum

发育中的人类小脑中初级祖细胞区的时空扩展


(导读 郭怿暄)本研究对怀孕30天到出生后9个月发育中的人类小脑进行组织学和分子学分析,发现人与小鼠间的发育模式差异,其中包括脑室和菱唇初级祖细胞区的时空扩展,以及包含基底祖细胞的脑室下区。人类菱唇在小脑发育中较小鼠持续存在更久,并在后叶出现形态变化形成人类特有的祖细胞库。破坏人类菱唇发育与后小脑蚓部发育不全和丹迪-沃克畸形有关。 [相关报道:小鼠的小脑与人类完全不同!你却还在用小鼠模型研究脑科学?]



Palmitoylation of NOD1 and NOD2 is required for bacterial sensing

NOD1和NOD2的棕榈酰化有助于细菌感知


(导读 阿金)NOD1/2是胞内模式识别蛋白,可响应与微生物相关的肽聚糖从而激活免疫信号通路。本研究发现膜募集和免疫信号传导需要NOD1/2的S-棕榈酰化。棕榈酰转移酶ZDHHC5是催化此翻译后修饰的关键酶。另外还发现几种与疾病相关的NOD2突变与其S-棕榈酰化缺陷有关。因此,ZDHHC5介导的NOD1/2的S-棕榈酰化对于其对肽聚糖的应答以及进行有效免疫应答至关重要。 [相关报道:浙江大学联合发文,揭示肠道疾病背后关键蛋白修饰]



Global distribution of earthworm diversity

蚯蚓多样性的全球分布


图片来源:europeanscientist.com


(导读 郭怿暄)包括蚯蚓在内的土壤生物是陆地生态中的重要组成部分,但对其多样性、分布和威胁了解甚少。本研究汇集来自全球57个国家6928位点的蚯蚓种群数据对蚯蚓多样性、丰度和生物量进行预测。研究发现局部物种丰富度和丰度在高纬度达到顶峰,该模式与地上生物相反。热带地区多样性超过其他区域。气候变异性对蚯蚓种群影响比土壤性质或栖息地覆盖的影响更大。[论文详细信息]



Structural basis for the docking of mTORC1 on the lysosomal surface

mTORC1停靠在溶酶体表面的结构基础


(导读 阿金)营养物可促进mTORC1转位到溶酶体表面及转换Rag GTPase四种核苷酸结合状态,只有RagA/B•GTP–RagC/D•GDP允许mTORC1结合。本研究确定了Raptor与Rag-Ragulator超级复合物的冷冻电镜结构,Raptor α-螺线管直接检测RagA的核苷酸状态,而Raptor “爪”伸入GTPase结构域间检测RagC状态。破坏Rag-Raptor结合位点的突变抑制mTORC1的溶酶体定位和信号。通过比较mTORC1结合激活剂Rheb的结构,提出活性mTORC1停靠在在溶酶体上的模型。 [论文详细信息]



Higher-fitness yeast genotypes are less robust to deleterious mutations

适应性较高的酵母基因型对有害突变的抵抗力较弱


(导读 过泽远)自然选择促使种群向更高适应性发展,但是适应性和稳健性的二阶选择也会影响进化。本研究对一组酵母菌株中数百个插入突变的适应度效应进行测定,发现适应性越好的菌株稳健性越差。其适应性效应分布均值较低且方差较大。该结果源于许多突变对生长较快的菌株有害作用更强。适应度与稳健性间的负相关表明稳健性的二阶选择会与适应度的一阶选择产生冲突。[论文详细信息]



Microbial metabolites control the thymic development of mucosal-associated invariant T cells

微生物代谢产物控制黏膜相关恒定T细胞于胸腺内的发育


(导读 阿金)微生物群调控免疫功能的机制仍不明。黏膜相关恒定T细胞(MAIT)与黏膜稳态相关,而无菌小鼠体内无MAIT。本研究表明共生菌调控小鼠MAIT的胸腺内发育。MAIT发育需要细菌表达RibD并产生5-OP-RU。5-OP-RU从黏膜表面快速抵达胸腺,和主要组织相容性复合物分子MR1结合,增加最初期MAIT前体的数量,扩增更多孤儿受体γt阳性的成熟MAIT。该研究表明微生物群代谢产物调控黏膜T细胞的发育。[论文详细信息]



Broadly protective human antibodies that target the active site of influenza virus neuraminidase

靶向流感病毒神经氨酸酶活性位点的人类广泛性保护抗体


(导读 过泽远)本研究从H3N2流感病毒感染的供体中分离出三种人类单克隆抗体,它们能与多种不同甲型和乙型流感病毒神经氨酸苷酶结合。这些抗体能中和病毒,介导效应子功能,在体内产生广泛保护作用,通过直接结合活性位点抑制神经氨酸酶活性。对这些抗体结构和功能的表征将为开发基于神经氨酸苷酶的通用流感病毒疫苗提供重要信息。[论文详细信息]



Cryo-EM structures of the human cation-chloride cotransporter KCC1

人源阳离子-氯化物共转运蛋白KCC1的冷冻结构


(导读 阿金)阳离子-氯化物共转运蛋白(CCC)对于细胞体积调节、肾脏盐分重吸收以及γ-氨基丁酸(GABA)介导的神经元调节至关重要。本研究展示氯化钾或氯化钠溶液中人钾-氯共转运蛋白KCC1的冷冻电镜结构。KCC1以二聚体形式存在,胞外和跨膜结构域均参与二聚化。该结构研究有助于对KCC中潜在离子传输机制建模,为药物设计提供蓝图。 [论文详细信息]


其他


【Energy Science-能源】Grand challenges in the science of wind energy

风能科学面临的重大挑战


图片来源:pixabay


(导读 郭怿暄)风能已成为主流能量来源,为满足全球清洁能源的需求还需要持续创新。本文指出该领域研究面对的三个重大挑战。首先需要对风电场运营关键区域的大气流动的物理学加深理解。其次涉及世界上最大的动态轮转机器的科学和工程学。第三包围绕着风电厂在电网内协同工作的优化和调控。完成这些挑战将使风能可以满足全球一半甚至更多电能的需求。[论文详细信息]



【Materials Science-材料】Super-elastic ferroelectric single-crystal membrane with continuous electric dipole rotation

具有连续电偶极旋转的超弹性铁电单晶薄膜


(导读 阿金)铁电体通常是易碎变形的非柔性氧化物。本研究制备并剥离出大面积的自支撑BaTiO3(BTO)单晶铁电薄膜,该薄膜材料能够实现180°折叠,展现出超弹性和超柔性。而这种超弹性来源于铁电纳米畴的动态演化。该实验产物有望实现多种应用,包括柔性传感器、存储器和电子皮肤。[论文详细信息]



【Chemistry-化学】High-surface-area corundum by mechanochemically induced phase transformation of boehmite

勃姆石机械化学诱导相变产生的高比表面积刚玉


(导读 阿金)刚玉(α-Al2O3)纳米粒子应用广泛,但立方致密氧化物转化的高活化能势垒及成核的偶然性阻碍了高纯刚玉纳米粒子(NPs)的合成。本研究报道一种在室温下通过勃姆石(γ-AlOOH)合成纳米级α-Al2O3的简便方法,所合成的颗粒直径为13nm。而且这种转变伴随着强烈的微观结构重排。同时,勃姆石中的化合水对生成和稳定α-Al2O3纳米颗粒发挥关键作用。[论文详细信息]



【Physics-物理】Coherent spin manipulation of individual atoms on a surface

表面上单个原子的相干自旋操纵


 (导读 向菲菲)在纳米结构中,实现原子分辨率的,对量子态的时域控制一直是量子纳米科学和自旋电子学的目标。该研究在纳秒范围内,利用扫描隧道显微镜 的全电方案,展示了对单个原子的相关自旋旋转。通过调制STM针尖和表面原子间的磁相互作用,可在短至20纳秒的时间内驱动自旋向上和向下旋转态之间的量子拉比振荡。以原子级精确度排列的自旋相干控制为研究量子状态工程和多体系统模拟提供了平台。[论文详细信息]