Science一周论文导读｜2024年6月7日

审校 小勺 小象

制版 阿金

生物学

Biology

Cellular architecture shapes the naïve T cell response

细胞结构决定初始 T 细胞反应

（导读 阿金）在抗原刺激之后，初始 T 细胞表现出可复制的群体水平应答。本研究揭示了初始 CD8 T 细胞的亚细胞结构会随着成熟、激活和分化而发生变化。在 T 细胞受体刺激的时候，初始 TØ 细胞的早期应答基因 Nr4a1 的表达增加，随后，体外分化表明 TØ 细胞生成更多效应子样细胞。数据结果表示细胞结构可能是初始 CD8 T 细胞命运的先决因素。[论文详细信息]

Defining the KRAS- and ERK-dependent transcriptome in KRAS-mutant cancers

揭示 KRAS 突变癌症中的 KRAS 和 ERK 依赖性转录组

Determining the ERK-regulated phosphoproteome driving KRAS-mutant cancer

确定驱动 KRAS 突变癌症的 ERK 调节磷酸化蛋白质组

（导读 领研网）本研究展示了 KRAS 突变驱动下的蛋白磷酸化特征，鉴定出 2123 个 ERK 依赖性的磷酸化蛋白。并在此基础上构建了一个基于 ERK 依赖性的磷酸化蛋白组的蛋白激酶信号网络，以此来展示随时间改变的激酶动态变化。ERK 磷酸化蛋白组中有 17% 对 PDAC 生长非常关键，主要富集于细胞核定位蛋白以及细胞周期调节以及 RHO GTP 酶信号通路中。[相关报道：《科学》背靠背：征服“不可成药”癌症靶点！人类对它的认识再上新台阶]

Curved crease origami and topological singularities enable hyperextensibility of L. olor

弯曲折叠和拓扑奇点结构使天鹅长吻虫具有超延展性

（导读 领研网）单细胞原生生物天鹅长吻虫不到 40 微米，但为了捕捉远处的猎物，可以将细胞“脖子状”的凸起在不到 30 秒的时间内拉伸至 1200 微米，然后以同样快的速度缩回。本研究使用能够实时成像的共聚焦显微镜和透射电镜，在亚细胞水平上观察了天鹅长吻虫的细胞结构，发现这类行为已被编码在了该生物的细胞骨架结构中，由一种薄螺旋微管结构实现，令天鹅长吻虫的细胞膜折叠成多层具有联动性的褶皱。这些褶皱共同形成一个弯曲的几何拓扑形状，能实现“颈部”快速和可重复地展开和折叠。[相关报道：登上《科学》封面！身体瞬间变长 30 倍，神奇生物的秘密终于解开了]

A master regulator of opioid reward in the ventral prefrontal cortex

腹侧前额叶皮质中阿片类药物奖赏的主要调节因子

（导读 阿金）除了内在奖赏特性，阿片类药物还会引发厌恶反应。本研究绘制了小鼠全脑活动图谱，表明背脚核（DPn）中的神经元对阿片类药物羟考酮高度敏感。DPn 神经元支配臂旁核（PBn），而 DPn 内的 PBn 投射椎体神经元细胞群表达 μ-阿片受体（μORs）。结果明确 DPn 是阿片类药物滥用倾向的关键底物。[论文详细信息]

Molecular mechanism of substrate recognition and cleavage by human γ-secretase

人类 γ-分泌酶底物识别和裂解的分子机制

（导读 领研网）阿尔茨海默病（AD）的标志性特征是淀粉样斑块沉积，主要由γ-分泌酶从 99 个氨基酸残基的淀粉样前体蛋白 C 末端片段切割产生的β-淀粉样蛋白（Aβ）肽组成。本研究确定了人γ-分泌酶分别与 APP-C99、Aβ49、Aβ46 和 Aβ43 结合的原子分辨率的冷冻电镜（cryo-EM）结构，描述了人类 γ-分泌酶在淀粉样前体蛋白切割过程中如何与不同的 Aβ 肽底物相互作用，阐明了 γ-分泌酶如何产生不同长度的 Aβ 肽，这些发现将加深我们对淀粉样蛋白生物学的理解，并有助于开发治疗阿尔茨海默病的策略。[相关报道：施一公团队解析人 γ-分泌酶识别和连续切割淀粉样蛋白的分子机制]

Axis formation in annual killifish: Nodal and β-catenin regulate morphogenesis without Huluwa prepatterning

鳉鱼体轴形成：Nodal 和 β-catenin 在没有 Huluwa 因子预模式化的情况下调节形态发生

（导读 领研网）弗氏假鳃鳉拥有独特的生命周期，生活在环境较为极端的地区。本研究发现这种鳉鱼早期胚胎的发生在分子水平上与其他鱼类不同，Huluwa 因子不会在早期鳉鱼胚胎中发挥作用，即它们的背腹体轴并不由母亲决定，胚胎会完全分散成单个细胞，这些细胞后来聚集形成身体轴和胚胎。结果表明鳉鱼胚胎中缺乏母体设置的预模式可能提供了一种生存优势，防止在干旱季节细胞中的受损积累或身体结构信息丢失。[相关报道：鳉鱼胚胎在极端环境下休眠并再次复活的秘密]

Two-stage evolution of mammalian adipose tissue thermogenesis

哺乳动物脂肪组织产热的两阶段演化历程

（导读 才生）维持高体温能力的演化提供了演化优势，产热解偶联蛋白 1（UCP1）的表达在棕色脂肪组织（BAT）产热过程中对产热至关重要。本研究使用比较基因组学方法，并结合古代蛋白质重建，表明哺乳动物的脂肪组织产热在演化历程中经历了两个阶段：UCP1 在大约 1.5 亿年前有袋动物-真兽哺乳动物分裂后获得了产热活动。UCP1 介导的产热可能涉及两个阶段：在产热前阶段，脂肪组织似乎首先经历了将脂肪组织中的非产热 UCP1 表达与共同兽类祖先的冷应激联系起来的重新连接。只有在胎盘哺乳动物与有袋动物分化之后，才获得了产热功能。[论文详细信息]

Rare codon recoding for efficient noncanonical amino acid incorporation in mammalian cells

稀有密码子重新编码可有效将非经典氨基酸掺入哺乳动物细胞中

（导读 领研网）基因编码非经典氨基酸（ncAA）的能力赋予蛋白质前所未有的新特性。本研究发明出“稀有密码子重编码技术”，让不常用的密码子编码 20 种以外的非天然氨基酸，进而组装出全新的蛋白质分子。其编码非天然氨基酸的效率达到 80%~90%，接近于天然氨基酸。该结果强调了该策略有潜力应用于设计药物、研究机理、探索新生命形式等领域。[相关报道：浙大细胞“黑客”技术登上《科学》：改写氨基酸“代码”，创造全新蛋白质]

化学

Chemistry

Quantum interference in atom-exchange reactions

原子交换反应中的量子干涉

（导读 菜菜）随着化学领域对量子效应的探索不断深入，观察和利用化学反应中的量子相干性成为了一项长期的目标。本研究选择 40K87Rb 双碱金属分子作为研究平台，在实验中发现了产物态分布与各个产物通道的简并度成正比，这表明了反应动力学的混沌性质。而反应产物可以通过反应物的核自旋进行控制，进一步暗示了在化学反应中可能存在着量子相干性和纠缠的保持和传播。[论文详细信息]

Abundant hydrocarbons in the disk around a very-low-mass star

极低质量恒星周围原行星盘中含有丰富的碳氢化合物

（导读 小天）极低质量恒星要比其他类型的恒星更容易拥有绕行的陆地行星。本研究使用詹姆斯·韦布空间望远镜近红外光谱以探索围绕 0.11 个太阳质量恒星 ISO-ChaI 147 的行星形成盘化学组成，研究人员识别出来自包含碳-13 的分子辐射，包括乙烷和苯。而高碳/氧比揭示了形成盘内部物质的径向传输，由此预测可能影响形成盘内任何行星形成的整体组成。[论文详细信息]

材料科学

Materials Science

WS2ribbon arrays with defined chirality and coherent polarity

具有明确手性和相干极性的 WS2带状阵列

Strong-bonding hole-transport layers reduce ultraviolet degradation of perovskite solar cells

强键合空穴传输层减少钙钛矿太阳能电池的紫外线降解

物理学

Physics

Localized thermal emission from topological interfaces

拓扑界面的局部热辐射