Science 一周论文导读 | 2018 年 8 月 31 日

审校小锅棒冰小勺访冬邓卓书牧

封面设计：访冬

制版：阿金

生物学

Biology

Cancer mutations and targeted drugs can disrupt dynamic signal encoding by the Ras-Erk pathway

癌症突变和靶向药物可以破坏Ras-Erk通路编码的动态信号

L. J. Bugaj, W. A. Lim, T. G. Bivona, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/eaao3048

（导读郭怿暄）Ras-Erk通路可以通过其动态变化来编码信息，Erk活性的长度和频率决定细胞命运，这就需要时间信息准确地从细胞膜传入细胞核。本研究利用光遗传技术发现致癌B-raf突变和B-Raf抑制剂均扰乱信号传导，使得短暂的输入Ras活性造成异常的长Erk输出。这一改变造成下游转录和细胞命运改变，出现异常增殖。这一发现表明动态信号传输的变化可能致癌的机制。

Abstract

Rearrangement bursts generate canonical gene fusions in bone and soft tissue tumors

在骨和软组织肿瘤中重排爆发产生经典的基因融合

Nathaniel D. Anderson, Adam Shlien, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/eaam8419

图片来源：Wellcome Sanger Institute

（导读陈月欣）骨和软组织的恶性肿瘤中常发生基因融合，尤因肉瘤中出现EWSR1和ETS的基因融合。本研究通过分析124例尤因肉瘤发现近半数EWSR1-ETS融合由爆发性的染色体多位点断裂重排（chromoplexy）产生。这些环状重排常在早期复制和转录活跃区域，产生的融合基因与侵略型尤因肉瘤相关，并伴随多基因功能破坏。同一机理的经典基因融合也在其他三种肉瘤中发现。

Abstract

Developmental barcoding of whole mouse via homing CRISPR

应用归巢CRISPR对整个小鼠的发育进行条形码编码

Reza Kalhor, George M. Church, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/eaat9804

（导读王思菲）利用核酸酶诱导突变的在体条形码编码是记录发育谱系的有效办法，但应用于哺乳动物存在难点。本研究将多个可产生上百个突变位点的归巢向导RNA应用于在体小鼠，组合形成生物条形码。怀孕后突变的激活和持续将细胞谱系信息记录于突变中，可用于对早期细胞谱系重建和大脑轴发育的研究。这一发现为研究哺乳动物在体条形编码和谱系追踪提供可靠平台。

Abstract

Genomic and epidemiological monitoring of yellow fever virus transmission potential

黄热病病毒传播潜力的基因组学和流行病学监测

N. R. Faria, L. C. J. Alcantara, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/894

(导读郭思瑶) 近期携带黄热病毒的巴西伊蚊的发现强调了城市中病毒传播监测的重要性。科学家结合流行病学和基因组学方法来探究黄热病毒的传播特征，结果发现患者年龄和性别分布数据符合丛林循环，而基因组数据显示丛林型黄热病毒的早期传播和空间上的蔓延。这为全球实时监测黄热病传播提供新思路。

Abstract

Three-dimensional genome structures of single diploid human cells

单个二倍体人类细胞的三维基因组结构

Longzhi Tan, 谢晓亮（北京大学BIOPIC中心）, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/924

（导读郭怿暄）基因组的三维结构对基因调节和细胞功能具有重要作用。本研究开发出单细胞染色质结构捕捉方法Dip-C，重建出具有高空间分辨率的单个二倍体人淋巴母细胞系和血液原代细胞的基因组结构，并定位细胞核内特异单个核苷酸和拷贝数变异。结果显示两条等位基因的免疫印迹位点和两条X染色体结构不同。不同类型细胞的基因组结构具有统计学差异。

Abstract

生态学

Ecology

Increase in crop losses to insect pests in a warming climate

气候变暖环境下害虫导致的农作物减产增加

Curtis A. Deutsch, Joshua J. Tewksbury, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/916

图片来源：The Independent

（导读郭思瑶）害虫导致主要农作物大幅减产，但全球变暖对农业的影响评估模型还未考虑这一因素。科学家利用已建立的温度与昆虫种群增长与代谢率的关系来评估全球变暖如何影响害虫导致的粮食减产。结果表明气候变暖增加昆虫的繁殖和代谢率，而全球平均表面温度每上升一度，水稻玉米和小麦的产量就减少10%到25%，这在产粮最多的温带地区更为明显。

Abstract

Past and future global transformation of terrestrial ecosystems under climate change

气候变化下全球陆地生态系统过去和未来的转变

Connor Nolan, Jonathan T. Overpeck, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/920

（导读陈月欣）人类对于全球气候变化对陆地生态系统影响的认识受到生态系统模型和直接观测的限制。我们研究了594个古生态记录后发现，陆地生态系统对温度变化高度敏感；若不大幅减少温室气体的排放，全球陆地生态系统将面临重大转变的风险，并伴随着生态系统功能及生物多样性的损害。

Abstract

其他

【Geoscience-地球科学】The spatial footprint of injection wells in a global compilation of induced earthquake sequences

诱导地震中注入水井的空间特征

Thomas H. W. Goebel, Emily E. Brodsky

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/899

（导读卓思琪）流体注入可造成严重的地震活动。本研究分析了全球18例与独立水井注入相关的地震空间衰减，其可分两类：第一类注入发生在结晶基底内，特征为井旁地震活动的密度平台和突然衰减，第二类或因多孔弹性效应，在空间和强度上影响更大。此外，注入事件在单纯的压力驱使地震中可能会提高震级和危害。

Abstract

【Materials-材料】High-performance perovskite/Cu(In,Ga)Se2 monolithic tandem solar cells

高性能钙钛矿/ CIGS单片叠层太阳能电池

Qifeng Han, Yang Yang, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/904

（导读胡琦琳）由于杂化钙钛矿和Cu(In,Ga)Se2(CIGS)具有互补的可调带隙和优异的光伏特性，这两种材料的结合具有实现高效叠层太阳能电池的潜质。本研究对CIGS表面进行了纳米尺度的界面工程设计，并利用高度掺杂的PTAA作为子电池之间的空穴传输层，以保持开路电压和增强填充因子以及短路电流，形成的叠层电池效率可达22.43%，500小时使役后初始效率仍达88%。

Abstract

【Physics-物理】Directional control of a processive molecular hoppe

进行性分子料斗的定向控制

Yujia Qing, Hagan Bayley, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/908

（导读过泽远）科学家很早之前便在尝试控制分子的运动。本研究监测了一个被化学棘齿所控制的分子料斗在电场中沿着纳米孔约0.7纳米的的运动。分子料斗展现了受控分子运动所期望的特质：无需化学燃料和外部的控制，从限定的起点到终点的方向性运动。这种料斗可以被用作装载各种分子，例如DNA，来进行单一方向的运动。

Abstract

【Chemistry-化学】Observation of alkaline earth complexes M(CO)8 (M = Ca, Sr, or Ba) that mimic transition metals

观察碱土金属配合物M(CO）8(M = Ca，Sr或Ba）来模拟过渡金属

Xuan Wu, Mingfei Zhou, Gernot Frenking, et al.

http://science.sciencemag.org/content/361/6405/912

（导读卓思琪）碱土金属钙（Ca）、锶（Sr）和钡（Ba）主要通过其ns或np价电子轨道来进行键合。本文报道了低温氖中八配位羰基配合物M(CO）8（其中M = Ca，Sr或Ba）的分离和光谱特征。电子结构分析发现M-CO键主要从 [M(dπ)] → (CO)8π的反馈π键中产生。相应的自由基阳离子配合物也在气相中制备并表征，证实碱土金属与过渡金属一致遵守18电子规则。

Abstract