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Science一周论文导读|2022年5月20日

2022/5/31 9:27:22  阅读:311 发布者:

生物学

Biology

Posttranslational modification of microtubules by the MATCAP detyrosinase

通过MATCAP 去酪氨酸酶对微管的翻译后修饰

(导读 阿金)去酪氨酸化-酪氨酸化循环涉及α-管蛋白C端酪氨酸的去除与重新连接,与认知、心脏和有丝分裂缺陷相关。本研究使用单倍体遗传筛查识别出微管相关酪氨酸羧肽酶(MATCAP),是残留的去酪氨酸酶。X射线晶体学与冷冻电镜显微结构揭示了MATCAP的剪切机制、底物特异性与微管识别机制。该结果证明MATCAP是去酪氨酸化-酪氨酸化循环过程中的重要成分。

Oligodendrocyte precursors guide interneuron migration by unidirectional contact repulsion

少突胶质细胞前体通过单向接触排斥引导中间神经元迁移

(导读 一晴)在前脑,腹侧来源的少突胶质细胞前体细胞(vOPCs)与皮层中间神经元沿切线向皮层移动。本研究在老鼠身上测试了这些细胞的迁移是否在胚胎发生过程中相互作用。结果表明,尽管它们都被趋化因子Cxcl12吸引,但vOPCs和皮层中间神经元相互排斥,占据了富含该趋化因子的前脑区域。在细胞水平上,通过促进单向接触排斥, vOPCs引导皮层中间神经元的迁移,远离它们被吸引到的血管,从而允许中间神经元到达适当的皮层区域。

The deubiquitinase USP8 targets ESCRT-III to promote incomplete cell division

去泛素酶 USP8 靶向 ESCRT-III 以促进不完全细胞分裂

(导读 阿金)在许多脊椎动物和无脊椎动物中,胚子在生殖囊内发育,经历数轮不完全分裂而成形。本研究发现果蝇体内去泛素酶USP8的丧失可以将生殖细胞的不完全分裂转变成完全分裂。而生殖干细胞中USP8的过度表达则足以将细胞质完全分裂逆转为不完全分裂。ESCRT-III蛋白CHMP2BShrub/CHMP4USP8去泛素化的靶点。该结果揭示了ESCRT-III泛素化是两种细胞分裂形式切换的关键。

Epistatic drift causes gradual decay of predictability in protein evolution

上位漂移导致蛋白质进化可预测性的逐渐衰退

(导读 阿金)上位相互作用让演化结果变得不可预测。本研究使用系统发育深度突变扫描测量一系列祖先和现有类固醇受体DNA结合结构域中每一个可能的氨基酸突变功能性效应,经过7亿年的演化,上位相互作用引发大部分突变效应脱离其原始效应,与其演化可及性窗口的瞬间打开与闭合也不相关。结果表明蛋白序列漂移会不可避免地陷入偶然性与不可预测性,但这一过程本身在统计学上具有可预测性。

Structures of Tetrahymena’s respiratory chain reveal the diversity of eukaryotic core metabolism

四膜虫呼吸链结构揭示真核生物核心代谢多样性

(导读 阿金)呼吸是生物能量转换的核心过程,其最后步骤由线粒体内膜多亚基复合物链完成。本研究使用冷冻电镜解析出Tt复合物ITt-I)和Tt-CIII2Tt-SC I+III2)之间超级复合物结构,以及Tt-CIV2的结构。研究揭示了真核生物呼吸的关键成分,扩充了对其核心代谢的理解。

Structure of the human inner kinetochore bound to a centromeric CENP-A nucleosome

结合着丝粒CENP-A核小体的人类内动粒结构

(导读 阿金)动粒组装到特化着丝粒CENP-A核小体(CENP-ANuc)上,介导染色体和有丝分裂纺锤体之间的附着。本研究描述了网络相关人类内动粒组成型着丝粒(CCAN)复合物与重组到α-卫星DNACENP-ANuc结合的冷冻电镜结构。结果表明CCAN介导的连接体DNA拓扑包封可提供稳健的机制,从而让动粒承受有丝分裂纺锤体释放的推力与拉力。

Global record of “ghost” nannofossils reveals plankton resilience to high CO2 and warming

“幽灵”化石揭示浮游生物对全球变暖的耐受性

(导读 领研网)球石藻是一种常见的海洋浮游植物,由碳酸钙组成。由全球变暖导致的海洋酸化会加速碳酸钙的溶解。本研究在海洋有机物化石中,发现了球石藻留下的印记,称为“幽灵”化史,这些化石是在海底沉积物转变为岩石时形成,在上方沉积物的压力下,球石藻被压入有机物表面,印痕留了下来,尺寸非常小,直径只有5微米。结果揭示了钙质浮游生物意想不到的保存方式。[相关报道:“幽灵化石”首次现身!这项发现,关乎海洋未来]

Recognition of pathogen-derived sphingolipids in Arabidopsis

拟南芥识别病原体衍生的鞘脂

(导读 阿金)在植物中,许多入侵的微生物病原体会被细胞表面模式识别受体识别出来。本研究表明来自植物致病性卵菌纲微生物致病疫霉(P. infestans)的Pi-Cer D触发拟南芥的防御应答,Pi-Cer D被拟南芥质外体神经酰胺酶NEUTRAL CERAMIDASE 2剪切,由此产生的9-甲基分支鞘氨醇碱基被细胞质膜凝集素受体样激酶所识别出。9-甲基分支鞘氨醇碱基诱导植物免疫应答。该结果阐释了植物中病原体衍生的脂质分子的识别机制。

Universal antigen encoding of T cell activation from high-dimensional cytokine dynamics

来自高维细胞因子动力学的 T 细胞激活通用抗原编码

(导读 阿金)系统免疫学缺乏高维数据集的理论理解框架,本研究结合机器人平台与机器学习,从实验角度进行测量,从理论角度建模CD8+ T细胞的激活过程。高维细胞因子动力学可以以抗原特异方式,即抗原编码,压缩入低维潜在空间。研究人员使用抗原编码建模并重构了T细胞免疫激活模式,并将抗原编码推广至多个免疫设定,包括药物干扰和嵌合抗原受体T细胞的激活。结果有助于进一步建模免疫应答,为优化免疫疗法提供新思路。

生态学

Ecology

The biodiversity and ecosystem service contributions and trade-offs of forest restoration approaches

多样性和生态系统服务对森林恢复方法的贡献与权衡

(导读 阿金)森林恢复的规模正扩大至全球范围,从而交付关键的生态系统服务与生物多样性效益。本研究使用来自53个国家264项研究的25950个匹配的数据对,评估了气候、土壤、水和木材生产服务交付在一系列人工森林种植和天然森林之间的比较情况。天然森林提供更好的地上碳储存、水源供应、土壤侵蚀控制与生物多样性效益,而人工森林种植则在木材生产方面表现出优势。该结果表明政策制定者必须权衡环境和生产目标,实现森林恢复承诺。

Multispecies forest plantations outyield monocultures across a broad range of conditions

不同条件下混交种植产量超过单一树种栽培

(导读 阿金)树木混交种植长期应用于林业和土地恢复,以便提供更好的木材生产和生态系统服务。本研究使用全球纯林和混交种植配对数据集,评估混交种植对稳定增长的作用。两者相比混交种植的林地在树木平均高度、胸径、地上生物质量便都高于纯林种植。这些效果主要得益于物种间的互补性,并受到叶片形态学、叶片寿命、种植密度以及温度等调控。该结果为全球人工造林和经营管理提供了科技支撑。

其他

Materials-材料】All topological bands of all nonmagnetic stoichiometric materials

所有非磁性化学计量材料的所有拓扑带

(导读 阿金)拓扑量子化学和基于对称的指标都可促进大规模搜索在费米能级上具有拓扑特性的材料。本研究报告应用无机晶体结构数据库内所有在费米能级上以及之外的能带中稳定和脆弱拓扑学的公共可及目录,通过计算发现重复拓扑和超级拓扑材料,还发现52.65%的材料在费米能级处表现出拓扑性,87.99%的材料包含至少一个稳定或者脆弱的拓扑能带。

Physics-物理】Enhanced charge density wave coherence in a light-quenched, high-temperature superconductor

光淬灭的高温超导体中增强的电荷密度波相干性

(导读 阿金)超导性与电荷密度波(CDWs)在铜酸盐超导体中相互竞争,但能共存。本研究使用超快共振软X射线散射跟踪YBa2Cu3O6+x在经过近红外线激光脉冲淬灭超导性后CDW相关性的瞬时演变,观测到CDW序的非热响应。该结果符合超导性与CDWs相互作用模型,显示了在稳定CDW拓扑缺陷过程中超导性发挥主导作用。

Chemistry-化学】Directed evolution of nonheme iron enzymes to access abiological radical-relay C(sp3)‒H azidation

非血红素铁酶的定向进化以获得非生物自由基接力C(sp3)‒H 叠氮反应

(导读 阿金)本研究报告重编程非血红素铁酶通过铁催化的自由基接力以催化非生物 C(sp3)‒H叠氮反应,该生物催化转变利用酰胺基作为氢原子提取剂,Fe(III)‒N3中间体作为自由基捕获剂,由此建立了高通量筛选平台,实现确定酶的催化性能快速转变。该成果有助于深入研发金属酶催化剂,实现自然演变未探索的合成有用转化。

Geoscience-地球科学】Optical interferometrybased array of seafloor environmental sensors using a transoceanic submarine cable

将海底光缆转变为环境震动传感器

(导读 领研网)实时监测海底震动对检测地震、海啸以及其他地球物理学研究都非常重要。本研究利用现有的海底光缆检测海底震动,现在的海底光缆每4590千米就有一个中继器,研究人员有机会将每一段海底光缆分别用座一个振动传感器,在没有对原有硬件设施做出任何修改,成功利用海底光缆中继器测量到海底震动信号。随后可以利用三角定位法,以较高的精度定位震源的位置。

转自:科研圈

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