Science 一周论文导读

审校 邓卓 棒冰 书牧 咖喱 小勺

制版 阿金

生物学

Biology

JARID2 and AEBP2 regulate PRC2 in the presence of H2AK119ub1 and other histone modifications

在存在H2AK119ub1和其他组蛋白修饰的情况下，JARID2和AEBP2调节PRC2

（导读 郭怿暄）多梳蛋白抑制复合体1（PRC1）可介导H2AK119ub1组蛋白修饰，并招募PRC2，进而调控基因表达、决定细胞命运。本研究解析了PRC2与共因子JARID2、AEBP2结合H2AK119ub1修饰核小体的冷冻电镜结构，揭示了PRC2识别H2AK119ub1并被招募的结构基础，其中共因子JARID2和AEBP2发挥了的重要作用。[论文详细信息]

Developmental cell programs are co-opted in inflammatory skin disease

炎症性皮肤病中的发育细胞程序相互协作

（导读 阿金）皮肤通过早期胚胎发育时建立的复杂细胞网络实现生物物理和免疫保护。本研究描述了超过50万个来自发育中的人类胚胎皮肤、健康成人皮肤和异位性皮肤炎与牛皮藓患者的皮肤细胞，发现在最初三个月皮肤中富集先天免疫细胞，而在异位性皮肤炎与牛皮藓样本中发现与疾病相关的淋巴细胞克隆扩增。该研究结果为靶向炎症性皮肤病中病理发展程序提供途径。[相关报道：人类皮肤细胞图谱揭示出湿疹和牛皮癣的病因]

Regulation of the Dot1 histone H3K79 methyltransferase by histone H4K16 acetylation

组蛋白H4K16的乙酰化可调控组蛋白H3K79甲基转移酶Dot1的活性

（导读 郭怿暄）组蛋白H3K79甲基转移酶Dot1在进化中保守，并在人类白血病中失调。本研究发现组蛋白H4K16乙酰化（H4K16ac）可激活酵母Dot1，并进行H3K79me修饰。此外，H2B泛素化（H2BUb）也可激活Dot1和H3K79me。二者相互独立，但有协同效果。本研究揭示了H4K16ac和H2Bub在H3K79me修饰中发挥的重要作用，展示了多种组蛋白修饰的相互联系。[相关报道：组蛋白翻译后修饰cross-talk调控PRC2和Dot1酶活性的机制]

Convergent evolution of pain-inducing defensive venom components in spitting cobras

射毒眼镜蛇中诱导疼痛的防御性毒液成分的趋同演化

（导读 王思菲）蛇毒为探究适应性的反复演化提供模式系统。眼镜蛇的三个谱系独立演化出喷射毒液的能力。本研究通过基因、蛋白及功能分析，发现三个射毒眼镜蛇谱系的蛇毒都有磷脂酶A2（PLA2）毒素上调的共同特征。该毒素增强蛇毒中细胞毒素的作用，可激活哺乳动物感觉神经元并使疼痛加剧。该研究结果提供一个例子，在防御选择驱动下发生跨多种表型水平的趋同演化。[论文详细信息]

Transvection regulates the sex-biased expression of a fly X-linked gene

基因转应作用调控果蝇X染色体连锁基因的性别偏向性表达

（导读 郭怿暄）果蝇X染色体上的yellow基因只在雄性翅膀中表达，在雌性中不表达。本研究发现，在雌性（XX）中，两条同源X染色体上的yellow等位基因相互作用（基因转应作用，transvection），抑制yellow增强子的活性，从而抑制yellow表达。而在雄性（XY）中这一过程无法发生，yellow正常表达。该结果表明基因转应作用可能在X连锁基因的性别偏向性表达中发挥更广泛作用。[论文详细信息]

Host succinate is an activation signal for Salmonella virulence during intracellular infection

宿主琥珀酸是胞内感染过程中沙门氏菌毒力的激活信号

（导读 王思菲）巨噬细胞的代谢重编程在细菌适应胞内环境的作用仍未知。本研究通过代谢谱及双重RNA测序，发现胞内鼠伤寒沙门氏菌（S. Tm）能感测琥珀酸在巨噬细胞中的累积，促进其对抗菌素及III型分泌的抵抗。缺少琥珀酸摄取转运蛋白DcuB的S. Tm，在巨噬细胞及小鼠中的存活率较低。因此，受感染巨噬细胞的代谢重编程是提高S. Tm毒性及存活的信号，提供宿主-病原体代谢对话的新视角。[论文详细信息]

Glycolysis fuels phosphoinositide 3-kinase signaling to bolster T cell immunity

糖酵解促进磷酸肌醇3激酶信号传导进而增强T细胞免疫

（导读 王思菲）感染触发T细胞分化及扩增和代谢重编程相关。本研究发现CD8+ 效应T细胞中的糖酵解乳酸脱氢酶A（LDHA）通过PI3K信号通路被诱导。LDHA的缺失会减弱细胞氧化还原控制并减少效应性T细胞中的ATP产生，导致PI3K信号通路减弱，进而抑制PI3K依赖的Akt及其转录因子靶标Foxo1的磷酸化，导致抗微生物免疫受损。这种调节信号传导的生物能机制可以解释瓦伯格效应。[相关报道：Ming O. Li团队解答百年癌症之谜]

Clock genes and environmental cues coordinate Anopheles pheromone synthesis, swarming, and mating

时钟基因和环境因素协调按蚊信息素合成，婚飞和交配

（导读 阿金）按蚊的交配从雄蚊成群飞行开始，随后雌蚊加入其中。本研究表明，按蚊婚飞和交配受到节律基因、光线和温度的协同调控。田野中捕获的成群雄蚊头部的节律基因per和tim会上调，实验室内敲低这两个基因会影响雄性冈比亚按蚊（Anopheles gambiae s.s.）及雄性斯蒂芬斯按蚊（Anopheles stephensi ）的交配行为。而光线和温度则可能通过调节per和/或tim基因表达来影响交配。[相关报道：王四宝研究组揭示疟疾媒介按蚊婚飞和求偶的奥秘——为研发蚊虫绿色防控技术提供新思路和新方法]

Ancient balancing selection maintains incompatible versions of the galactose pathway in yeast

古老的平衡选择维持酵母中半乳糖通路的不相容形式

（导读 阿金）不同物种的代谢通路各不相同，但同一物种内的通路应该相似。本研究发现酿酒酵母中两类功能不兼容的半乳糖通路，确定以半乳糖生长所需的三位点遗传相互作用，证明其源自半乳糖代谢基因GAL2，GAL1/10/7和磷酸葡萄糖突变酶（PGM1）的变异。多位点平衡选择在上百万年内维持着这两类互不兼容的通路。而具有其他等位基因的菌株主要出现在半乳糖丰富的乳制品中，在半乳糖中也生长更快。[论文详细信息]

化学

Chemistry

Unraveling CO adsorption on model single-atom catalysts

模型单原子催化剂上的CO吸附

（导读 阿金）理解“单原子”催化剂局部环境如何影响稳定性和反应性仍具挑战。本研究通过Fe3O4（001）作为模型衬底，深入调查了铜1、银1、金1、镍1、钯1、铂1、铑1和铱1物种，发现在单个金属位点上CO吸附强度因不同的金属表面和衬底团簇而异。而电荷转移入衬底会改变金属原子的d状态和金属-CO键合强度。弛豫程度则取决于局部几何结构，能通过类似于配位化学的方法来预测。[相关报道：单原子催化再登Science]

Iridium-catalyzed Z-retentive asymmetric allylic substitution reactions

铱催化Z式保留不对称烯丙基取代反应

（导读 阿金）目前适用于合成光激活Z-烯烃产物的类似反应相当稀少。本研究报告一种铱催化不对称烯丙基取代反应，即可保留Z-烯烃的几何结构，同时还能建立相邻的四级立体中心。此外，还观察到瞬态anti-π-烯丙基铱中间体的生成和捕获。研究结果为制备手性Z-烯烃化合物提供有潜力的新方法。[相关报道：JACS副主编游书力最新Science]

其他

【Astronomy-天文学】Bifurcation of planetary building blocks during Solar System formation

太阳系形成过程中行星构造的差异

（导读 阿金）化学和天文学证据表明行星形成发生在空间和时间上分开的行星层。本研究使用模型调查太阳系原行星盘演化如何影响原行星形成及其内部演化。水雪线的迁移会产生两种不同的行星形成爆发。不同行星层以不同物理模式演化，发展出不同的挥发性物质。模拟结果表明太阳系的成分分离和同位素二分源于星盘动力学、异质吸积和形成原行星的内部演化三者之间的相互作用。[论文详细信息]

【Physics-物理】Ultrafast nanoimaging of the order parameter in a structural phase transition

结构相变中有序参数的超快速纳米成像

（导读 阿金）理解可透过光切换的材料和器件中的微观过程要求能在实验条件下获得纳米和飞秒尺度的动力学。本研究介绍一种超快暗场电子显微镜，可以绘制结构相变过程中的有序参数。通过超短激光脉冲局域激发1T-TaS2薄膜，利用电子脉冲对其瞬态成像，而暗场孔径阵列能够追踪材料中电荷密度波相的演变。该结果有助于启发未来超快透射电子显微镜中的光束成像技术。[论文详细信息]

【材料】Nanoscale localized contacts for high fill factors in polymer-passivated perovskite solar cells

聚合物钝化钙钛矿太阳能电池中高填充因子的纳米级局部接触

（导读 阿金）聚合物钝化层可改进钙钛矿太阳能电池的开放回路电压。本研究介绍一种纳米模式电子输运层，改良钝化层的空间分布形成通过钝化界面的局域电荷输运通路，克服钝化质量和串联电阻之间的障碍。制备出的电池实现了21.6%的认证功率转化效率，填充因子高达0.839。而封装好的电池暴露在湿热高温环境中运转1000小时后，仍能保持约91.7%的初始效率。[论文详细信息]

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