Science 一周論文導讀 | 16 Sep 2016

　　2016-09-27科研圈
　　

　　VOL 353, ISSUE 6305

　　審校：鄧卓 魏若妍 趙維傑 譚坤

　　分子生物學Molecular Biology

　　Targeted nucleotide editing using hybrid prokaryotic and vertebrate adaptive immune systems

　　原核和脊椎動物適應性免疫系統的雜合應用可以實現靶向核苷酸編輯

　　Keiji Nishida, Takayuki Arazoe, Nozomu Yachie…Zenpei Shimatani, Akihiko Kondo

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/aaf8729

　　

　　圖片來源：genengnews.com

　　（導讀 劉小鷗）  體細胞高頻突變是脊椎動物適應性免疫系統的關鍵過程。本研究將失去內切酶活性的原核CRISPR/Cas9與真核活性誘導胞嘧啶脫氨酶PmCDA1構建為雜合複合物，實現了靶向DNA單核苷酸替換。尿嘧啶糖基化酶抑製劑能夠減弱系統的插入缺失效應（indel）並提高誘變效率。

　　Abstract

　　

　　生物醫學Biomedical Science

　　Virulence factors enhance Citrobacter rodentium expansion through aerobic respiration

　　檸檬酸桿菌通過毒性因子提升環境氧氣水平並在腸道內增殖

　　Christopher A. Lopez, Brittany M. Miller, Fabian Rivera-Chávez…Sebastian E. Winter, Andreas J. Baumler

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1249

　　（導讀 雷文茜）  需氧的檸檬酸桿菌在缺氧腸道內的增殖機制一直不為人知。本研究發現，檸檬酸桿菌是利用自身的Ⅲ型分泌系統誘導結腸隱窩增生，進而提高腸道粘膜表面的氧氣合成，創造出一個有助於檸檬酸桿菌與腸道有益菌群競爭的微環境。

　　Abstract

　　

　　生態學Ecology

　　Decoupling function and taxonomy in the global ocean microbiome

　　解耦全球海洋微生物的功能和分類

　　Stilianos Louca, Laura Wegener Parfrey, Michael Doebeli

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1272

　　（導讀 譚坤）  理解海洋微生物的新陳代謝對了解生化循環至關重要。研究人員將30,000種以上的海洋細菌和古細菌分入不同的代謝功能群，發現環境強烈影響不同功能群和生態位特徵，但與分類地位關係很小。

　　Abstract

　　

　　Bats perceptually weight prey cues across sensory systems when hunting in noise

　　蝙蝠在噪音環境中獵食時會偏重多種感官系統的獵物線索

　　D. G. E. Gomes, R. A. Page, I. Geipel, R. C. Taylor, M. J. Ryan, W. Halfwerk

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1277

　　

　　圖片來源：phys.org

　　（導讀 劉小鷗）  利用聲音線索的動物在噪音環境中需要調整感知策略。本研究發現，蝙蝠只有在噪音環境中能夠利用額外感覺系統的線索捕食，降低噪音影響，對理解物種互動如何影響感官生態學的具有重要意義。

　　Abstract

　　

　　Ecological selectivity of the emerging mass extinction in the oceans

　　新興的海洋大規模滅絕的生態選擇性

　　Jonathan L. Payne, Andrew M. Bush, Noel A. Heim, Matthew L. Knope, Douglas J. McCauley

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1284

　　

　　圖片來源：sciencedaily.com

　　（導讀 劉小鷗）  為了更深入了解現代海洋生物多樣性危機，研究比較了現代與過去滅絕事件中海洋生物的滅絕危險與生態特徵間的關聯。現代海洋中大型物種滅絕危險較大，這類物種喪失將導致更明顯的生態後果。

　　Abstract

　　

　　神經生物學Neuroscience

　　Awake hippocampal reactivations project onto orthogonal neuronal assemblies

　　清醒的海馬再活化投射至正交神經元組合體

　　Arnaud Malvache, Susanne Reichinnek, Vincent Villette, Caroline Haimerl, Rosa Cossart

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1280

　　（導讀 譚坤）  神經組合體的鏈式激活被認為支持包括記憶在內的認知過程。研究人員利用鈣成像技術，得到了大鼠在跑步機上運動時海馬體CA1區的實時神經細胞活動，發現功能上的正交裝配，這些裝配在時間上離散並可持續數日，並可有序呈現。

　　Abstract

　　

　　物理學Physics

　　Site-resolved measurement of the spin-correlation function in the Fermi-Hubbard model

　　費米哈伯德模型中的自旋相關函數的晶格分辨測量

　　Maxwell F. Parsons, Anton Mazurenko, Christie S. Chiu, Geoffrey Ji, Daniel Greif, Markus Greiner

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1253

　　（導讀 劉小鷗）  量子氣體顯微技術能夠用於詳細研究量子多體系統的強關聯及物質的奇異相。本研究報告了二維哈伯德晶格中反鐵磁關聯的晶格分辨觀測，並展示了測量任何距離下自旋相關函數的能力，實現了單粒子水平下對多體物理的直接研究。

　　Abstract

　　

　　Spin- and density-resolved microscopy of antiferromagnetic correlations in Fermi-Hubbard chains

　　費米哈伯德鏈中對反鐵磁關聯的自旋與密度分辨顯微測量

　　Martin Boll, Timon A. Hilker, Guillaume Salomon, Ahmed Omran, Jacopo Nespolo, Lode Pollet, Immanuel Bloch, Christian Gross

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1257

　　（導讀 劉小鷗）  量子氣體顯微技術能夠用於觀測哈伯德哈密頓量的模擬結果。本研究報告了在1/2自旋的哈伯德鏈上拓展至3個晶格的反鐵磁關聯的單晶格解析度的直接探測，並指出了對自旋與密度的探測能夠幫助研究磁序與摻雜在不同維度下的相互作用。

　　Abstract

　　

　　Observation of spatial charge and spin correlations in the 2D Fermi-Hubbard model

　　在二維費米-哈伯德模型中對空間電荷和自旋相關的觀察

　　Lawrence W. Cheuk, Matthew A. Nichols, Katherine R. Lawrence…Marcos Rigol, Martin W. Zwierlein

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1260

　　（導讀 鄧卓）  強電子相關和高溫超導之間的聯繫通常可以由費米-哈伯德模型來描述。本研究報導了在超冷原子晶格中觀察到二維費米-哈伯德模型的電荷及自旋相關，並指出在不同摻雜下自旋相關的正負性會發生變化。

　　Abstract

　　

　　材料科學Material Science

　　Quantifying the impact of molecular defects on polymer network elasticity

　　分子缺陷對聚合物網路彈性影響的定量分析

　　Mingjiang Zhong, Rui Wang, Ken Kawamoto, Bradley D. Olsen, Jeremiah A. Johnson

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1264

　　（導讀 雷文茜）  彈性是高分子軟物質的重要特徵，但是由於拓撲分子缺陷對材料的影響，對彈性的定量分析一直十分困難。本研究以水凝膠為例，建立了一種可以首先通過分析材料內部缺陷、繼而運用缺陷數據計算出聚合物網路彈性的方法。

　　Abstract

　　

　　1D nanocrystals with precisely controlled dimensions, compositions, and architectures

　　能精確控制尺寸、成分和結構的一維納米晶體

　　Xinchang Pang, Yanjie He, Jaehan Jung, Zhiqun Lin（林志群，喬治亞理工）

　　http://science.sciencemag.org/content/353/6305/1268

　　（導讀 鄧卓）  對不同的一維納米晶體進行合成可以幫助人們探索材料與形狀、尺寸相關的性質。本研究報導了一種基於納米柱和納米管的一維圓柱狀納米晶體合成方法，可以對材料的尺寸、形狀、結構、表面化學和性質進行精確控制。

　　Abstract