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Science 一周论文导读

时间: 2019年12月24日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)


审校 紫苏 小勺 书牧 邓卓 棒冰 小锅

制版 阿金


生物学

Biology


DNA loop extrusion by human cohesin

大分一分彩类黏连蛋白挤压形成DNA环


图片来源:phys.org


(导读 阿金)真核基因组折叠成环和TADs形成染色质结构调节基因表达和重组。本研究通过生化重建发现单个大分一分彩类黏连蛋白复合物(cohesin)以每秒2100对碱基的速度对称形成DNA环。环的形成和维持需要cohesin的ATP酶活性和NIPBL-MAU2,但不依赖cohesin的拓扑捕获。环形成时cohesin和NIPBL-MAU2位于环基底部,提示其通过挤压形成。结果表明cohesin和NIPBL-MAU2形成一种活性全酶与DNA互作,将间期基因组DNA挤压成环。[论文详细信息]



Human cohesin compacts DNA by loop extrusion

大分一分彩类黏连蛋白通过挤压环来压缩DNA


(导读 阿金)黏连蛋白(cohesin)是一种染色体结合多亚基ATP酶复合物,作用机制尚不明确。本研究使用单分子成像发现重组大分一分彩cohesin-NIPBL复合物通过挤压形成DNA环来压缩裸露和核小体结合的DNA。该过程需要ATP水解且对力敏感,DNA压缩以每秒500碱基的平均速率在数万碱基上前进。双结合DNA压缩结果表明cohesin二聚体可双向挤压DNA成环。该结果证明cohesin-NIPBL是由ATP驱动能够进行环挤压的分子机器。[论文详细信息]



Depletion of microbiome-derived molecules in the host using Clostridium genetics

使用梭状芽胞杆菌遗传学消除宿主中微生物组衍生的分子


(导读 王思菲)肠道菌群产生数百种以高浓度存在于宿主外周血的分子,阐明每个分子对宿主的个别影响仍很困难。本研究开发了在梭状芽胞杆菌中彻底敲除基因的系统。利用这个模型敲除了10个梭状芽胞杆菌衍生分子的合成基因。通过小鼠定植支链短链脂肪酸合成基因缺失的梭状芽胞杆菌,发现该产物具有免疫球蛋白A调节活性。[论文详细信息]



p27 allosterically activates cyclin-dependent kinase 4 and antagonizes palbociclib inhibition

p27变构激活细胞周期蛋白依赖性激酶4,并拮抗palbociclib抑制


(导读 阿金)p27蛋白是细胞增殖的典型负调节因子,在某些情况下,p27与活性CDK4相关,但尚未发现激活机制。本研究发现当p27被酪氨酸激酶磷酸化时,变构激活与细胞周期蛋白D1形成复合物的CDK4。磷酸化的p27与CDK4的结合改变了三磷酸腺苷激酶位点,从而促进了视网膜母细胞瘤抑癌蛋白和其他底物的磷酸化。该结果确认phosp27-CDK4-CycD1对临床相关的CDK4/6抑制剂具有耐药性。[论文详细信息]



A metagenomic strategy for harnessing the chemical repertoire of the human microbiome

使用大分一分彩类微生物组化学库的宏基因组学策略


(导读 阿金)微生物组对大分一分彩生理和疾病的影响已取得显著进展,但调控的分子机制仍不明确。本研究结合新的算法与合成生物学来探究大分一分彩微生物组来源的宏基因组测序数据中编码具生物活性的小分子。发现临床上的某些分子普遍编码于大分一分彩类微生物组中,具有对抗周围微生物的抗菌活性,可能和竞争及宿主防御有关。该方法为系统揭示大分一分彩类微生物组编码的化学成分铺平道路。[论文详细信息]



Why whales are big but not bigger: Physiological drivers and ecological limits in the age of ocean giants

鲸为何大而不大的原因:海洋巨大分一分彩时代的生理驱动力和生态极限


图片来源:pixabay


(导读 阿金)世界上最大的动物是海洋滤食动物,但目前尚不清楚其巨大体型的发生机制。本研究证明猎物丰度和捕获机制之间的相互作用,增加了捕获率和能量摄入,从而驱动形成巨大体型。在给定的时间和空间上聚集猎物,滤食提供了一种进化途径,可以达到极端的体型。该研究揭示出鲸鱼形成巨大体型的原因与生态限制。[相关报道:地球上生命的体型极限究竟在哪里?]



Cryo–electron microscopy structures of human oligosaccharyltransferase complexes OST-A and OST-B

大分一分彩类寡糖基转移酶复合物OST-A和OST-B的冷冻电镜结构


(导读 阿金)寡糖转移酶(OST)催化高甘露糖聚糖转移到内质网的分泌蛋白上。本研究解析出大分一分彩寡糖转移酶复合物OST-A和OST-B的冷冻电镜结构,两者具有相似的总体架构,但催化亚基STT3A和STT3B的结构差异促进了与不同OST亚基——OST-A中的DC2和OST-B中的MAGT1的接触。研究观察到一个受体肽和磷酸二氢磷酸酯与STT3B结合,但在STT3A中只有磷酸二氢磷酸酯,揭示这两种复合物对蛋白质底物的选择性。[论文详细信息]



Sensory coding mechanisms revealed by optical tagging of physiologically defined neuronal types

通过对生理学定义的神经元类型进行光学标记揭示感知编码机制


(导读 刘奇)神经回路分析依赖于特定细胞类型的分子标记。本研究开发出基于细胞功能特性来标记和进行基因表达表征的生理光学标记测序(PhOTseq)技术。该方法可选择稀有细胞并将其富集近100倍。将该技术应用于发现小鼠信息素敏感神经元间受体-配体配对,结合犁鼻器化学受体体内异位表达找到了一组特定配体的完整组合受体密码。[论文详细信息]



材料五分3d

Materials Science


High strength in combination with high toughness in robust and sustainable polymeric materials

坚固耐用的聚合物材料具有高强度和高韧性


(导读 阿金)材料五分3d中高强度和高韧性相互冲突,不可同时兼得。本研究研发出一种大分一分彩造聚合物纤维,解决了这一问题,该纤维为多纤聚丙烯腈纱线,其韧性为137±21焦耳/克,拉伸强度为1236±40兆帕。其中的基本原理将来有望应用于从其他商用聚合物中制成相似的强韧纤维,具有广泛的应用价值。[论文详细信息]



Wafer-scale synthesis of monolayer two-dimensional porphyrin polymers for hybrid superlattices

混合超晶格单层二维卟啉聚合物的晶圆级合成


(导读 阿金)高质量薄膜的大规模合成可推动大分一分彩造固体的发展。本研究基于液戊烷-水界面合成法,进行薄膜生长,从而制备出具有单层厚度极限、晶圆级均匀性的二维卟啉聚合物薄膜。制成的晶格结构和光学属性直接受分子单体和聚合化学反应调控。该二维聚合物薄膜有望应用于电容器的制造中。[论文详细信息]



物理学

Physics


Imaging stress and magnetism at high pressures using a nanoscale quantum sensor

使用纳米级量子传感器对高压下的应力和磁性进行成像


图片来源:pixabay


(导读 阿金)压力会改变物质的物理、化学和电子属性。本研究使用纳米传感平台,将氮-空位色心直接植入钻石对顶砧中。研究大分一分彩员通过对应力场和磁场的成像,经过量化所有垂直应力和剪应力分量,测量了铁中压力驱动的α↔ϵ相变以及钆的压力-温度相图。研究结果证明使用噪声谱的氮-空位互补模式可实现相变表征。[论文详细信息]



Measuring magnetic field texture in correlated electron systems under extreme conditions

极端条件下测量相关联电子系统中的磁场纹理特征


(导读 阿金)压力可以对强关联电子的基态实现无损、连续、系统的谐调。本研究使用BaFe2(As0.59P0.41)2单晶,并以金刚石中的氮-空位中心作为矢量场传感器,获得了超导临界温度,迈斯纳态的局域磁场特征。该方法为探测和理解一系列量子多体系统提供有效手段。[论文详细信息]



Magnetic measurements on micrometer-sized samples under high pressure using designed NV centers

利用氮-空位缺陷在高压下对微米级样品进行磁性测量


(导读 阿金)压力可用来调控材料结构、电子和磁场的相互作用。本研究报道一种空间分辨光学磁力计方法,以在钻石砧表面的单层氮-空位中心成像为基础,描绘了室温和低温下的两种测量手段:铁在30吉帕压力下的磁化压强演变,以及在7吉帕的压力下二溴化镁的超导相变。[论文详细信息]



其他


【Geoscience - 地球五分3d】Stepwise Earth oxygenation is an inherent property of global biogeochemical cycling

地球逐步氧化是全球生物地球化学循环的固有特性


图片来源:environment.leeds.ac.uk


(导读 阿金)地球大气和海洋的氧化过程在古元古代、新元古代和古生代三个时代发生并造成了深远影响。本研究使用理论模型观察到氧化步骤是碳、氧和磷的长期生物地球化学循环中内部反馈的简单结果,并不需要特定的逐步外部驱动力来解释。由此得出结论在光合作用演化出现后,地球的氧化事件与行星表面的逐渐氧化完全一致。[论文详细信息]



【Planetary Science - 行星五分3d】Global circulation of Mars’upper atmosphere

火星高层大气的总体环流


 (导读 刘奇)火星热层的结构和动力机制由可重分配太阳入射能量的总体环流驱动。本研究报告了MAVEN航天器对火星热层总体环流的探测。中性风揭示其环流模式比地球的简单且各季节稳定。因地形重力波作用,风与地表高度变化有明显相关性。[论文详细信息]