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Science Vol.346 no.6209，31 October 2014
最小鈣黏蛋白-連環蛋白複合體在力的作用下與微絲結合
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/1254211.abstract
DOI: 10.1126/science.1254211
組織發育及內穩態的維持需要黏著連接（AJ）與細胞骨架間的聯繫。在機體內的發現表明，AJ蛋白的E-鈣黏蛋白，β-連環蛋白以及與αE-連環蛋白相連的微絲共同構成了一個小型鈣黏蛋白-連環蛋白複合體（cadherin-catenin complex, CCC），可直接與微絲結合。生物化學研究發現，提純後的CCC溶解後無法與微絲結合，對該模型提出了挑戰。本文對這種差異進行了統一理解。使用基於捕獲的光學測試，我們發現，小型CCC在力的作用下與微絲以穩定化學鍵相結合。鍵解離的動力可以用一種鍵捕獲模型來解釋，外力將該化學鍵從弱結合狀態轉化為強結合。這些結果也許可以解釋CCC如何轉導細胞間的機械力。
高爾基體捲曲螺旋蛋白編碼高爾基體囊泡運輸特異性
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/1256898.abstract
DOI: 10.1126/science.1256898
高爾基體是一個多腔室的中心分類站，處於分泌和內吞作用囊泡運輸的交叉地帶。來源不同且攜帶不同「貨物」的囊泡選擇性進入不同高爾基體腔室的機制至今不甚明了。我們重新設計了新的捕獲實驗，對10種廣泛存在的高爾基體捲曲螺旋蛋白的囊泡牽引活動進行系統研究。實驗發現，高爾基體表面不同區域的高爾基體蛋白對不同來源的囊泡具有捕獲活性。該發現證明了，高爾基體蛋白在體內具有牽引功能，因此，其自身的編碼很可能對高爾基體的膜組織具有重要作用。
在超導體上的鐵磁原子鏈中觀察到馬約拉納費米子
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/602.abstract
DOI: 10.1126/science.1259327
根據理論預測，拓撲超導體邊緣的局域存在著馬約拉納費米子。拓撲超導體是指把一個鐵磁系統放在有著強烈自旋-軌道相互作用的常規超導體的附近形成的物態。為了實現一維的拓撲超導體，科學家在超導鉛的表面放上有鐵磁性的鐵原子鏈，使用高分辨的光譜成像技術，展現了超導的轉變過程。在超導態中，鐵原子鏈中間的電子密度出現空隙，同時出現了零點能終態。這一空間分辨特徵與其他觀測現象，強有力地證明了原子鏈中拓撲相和馬約拉納菲米之的存在。
miRNA靶向的結構基礎
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/608.abstract
DOI: 10.1126/science.1258040
microRNAs（miRNAs）控制著動植物體內數千種基因的表達。miRNA將Argonaute蛋白引導至信使RNA（mRNA）的抑制性互補位點，從而實現對基因表達的調控。人類Argonaute-2蛋白（Ago2）與一個已知的嚮導RNA結合可形成兩種結構——具有代表miRNA識別序列的靶RNA或沒有。目前已經確認了這兩種結合物的晶體結構。這些結構顯示出miRNA的尋靶是分步完成的：Ago2先暴露出2到5號嚮導核苷酸（nt），進行初始靶標配對；上述配對過程會促進Ago2的構象變化，進而使2到8號，以及13到16號位點暴露出來，以供進一步的靶標識別。Ago2與嚮導靶向小溝區的相互作用，使得Ago2能夠以一種與序列無關的方式來識別靶RNA，而與1號嚮導核苷酸相反的腺苷結合袋則能進一步促進靶標識別。具有催化活性的鎂離子的抑制性調節，避免了miRNA靶標的錯誤切割。以上結果揭示了動物miRNA靶向位點上核苷酸配對的保守模式，這種模式在20多年前被首次觀察到。
非平衡費米系統中的動量共有
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/614.abstract
DOI:10.1126/science.1256785
原子核是由兩種費米子：質子和中子構成的，如果質子和中子間沒有相互作用，泡利不相容原理會迫使大部分費米子（主要是中子）有更高的動量。科學家最近以12C、27Al、56Fe和208Pb為靶核做了高能電子散射實驗，發現即使是在富中子的重核裡，費米子之間的短程相互作用也會產生相關聯的高動量中子-質子對，因此，在富中子核中，質子動量高於費米動量的概率要比中子高。這一發現對從核少體系統到中子星的研究都有影響，並可能在雙自旋態的超冷原子氣系統中得到實驗證實。
託巴火山底下一個大型巖床
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/617.abstract
DOI: 10.1126/science.1258582
了解大型巖漿房的形成對評估未來可能發生的強烈火山噴發具有關鍵意義。本文根據放射性地震波的各向異性對一個超大型火山巖漿房的大小和成熟度進行了評估。我們使用環境噪聲地震層析技術對位於蘇門答臘島南部的託巴火山（Toba caldera）底部進行了觀察，認為其各向異性是由於小尺度的分層現象導致的，該分層現象則由於地殼7公裡以下存在巖床的部分熔融引起。結果說明，現代超級火山的巖漿房可能以大型巖床的形式構成。該結論還支持巖體長期持續增生的概念，認為它會導致大型的火山噴發。
實際催化劑中雙金屬納米顆粒表面重構受載體影響
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/620.abstract
DOI: 10.1126/science.1258106
非均相反應中所使用的催化劑，通常由分散在高表面積載體中的金屬納米顆粒組成。近年來，近環境壓力技術（near-ambient pressure techniques ）已經可以做到在操作條件下對催化劑進行特徵描述，克服了壓力差的影響。然而，使用模擬系統並不一定能真實反映實際催化劑所發生的變化（也就是所謂的材料差效應）。載體可提供新的活性位置，並能強烈影響金屬納米顆粒的物理化學性質，從而在催化過程中起著重要作用。我們使用近環境壓力X-射線光電子光譜發現，由於乙醇水蒸氣與實際催化劑的重整，雙金屬（銠-鈀）納米顆粒在工作狀態下的表面重構很大程度上受還原二氧化鈰載體的影響。
內太陽系早期的水積累類似碳質球粒隕石來源
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/623.abstract
DOI: 10.1126/science.1256717
確定內太陽系水的來源及其開始積累的時間對理解行星形成的動力至關重要，並且有助於推斷出地球上的生命是怎樣及何時出現的。本文對來自小行星帶第4號小行星——灶神星（Vesta）的鈣長輝長無球粒隕石中的磷灰石成分進行了氫同位素測定。測量對象代表了太陽系中最古老的氫儲備庫之一。結果顯示灶神星與碳質球粒隕石有著相同的氫同位素構成。考慮到鈣長輝長無球粒隕石年代古老，而且與地球氫、碳、氮的同位素比例相似，我們推斷，內太陽系的水在地球有水之前就已經存在，而不是通過後期的積累事件得到的。
樹突的形態發生依賴於NT-3/TrkC信號的相對水平
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/626.abstract
DOI: 10.1126/science.1258996
神經營養因子調控著神經元發育和可塑性的諸多方面，但人們尚不清楚它們在生物體內的大腦中樞神經迴路中到底發揮著何種作用。本文發現，神經營養因子受體——原肌球蛋白相關激酶C（tropomyosin-related kinase C, TrkC）是小鼠小腦浦肯野細胞（Purkinje cell）的樹突生長和分枝所必需的。對少量浦肯野細胞進行TrkC敲除會使樹突的複雜度下降，但對所有浦肯野細胞進行敲除卻沒有任何影響。將TrkC配體神經營養因子-3（NT-3）從小腦顆粒細胞中去除，會給正在發育的浦肯野細胞樹突產生一個強烈的傳入衝動，因而可以補救對少量浦肯野細胞進行TrkC敲除所產生的樹突缺陷。我們的數據揭示了神經迴路發育的一個新機制：突觸前神經元（顆粒細胞）的NT-3對於突觸後神經元（浦肯野細胞）中TrkC依賴的競爭性樹突形態發生至關重要。
一種新引入的壺菌威脅古北區的蠑螈多樣性
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/630.abstract
DOI: 10.1126/science.1258268
各種傳染病的出現正在全球範圍內降低生物多樣性。最近，一種壺菌Batrachochytrium salamandrivorans的出現導致了歐洲火蠑螈的數目急速下降。本文中，我們對四個大陸上的5000餘種兩棲動物進行了檢查，並結合系統發育方法得出的致病性實驗評估，以評價這種感染對兩棲動物多樣性造成的影響。結果表明，B. salamandrivorans 雖然只作用於蠑螈目和有尾目（Urodela），但致病性很強。這種病原體很可能源自幾百萬年前的一個亞洲蠑螈宿主譜系，且目前仍與之共存。由於全球化進程以及生物安全措施的不足，該病原體最近被引入到歐洲的兩棲動物群落中，正導致當地生物多樣性出現極大的損失。
避免對慈善機構間接管理費用的厭惡
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/632.abstract
DOI: 10.1126/science.1253932
捐款者通常傾向於迴避管理和募款開銷比例較高的慈善機構，因為感覺它並非「非營利」。對於這個問題，本文提出了一個解決辦法：使用大慈善家的捐款填補間接管理費用，並為潛在的捐款者提供「零間接費用支出」的捐款機會。實驗測試結果表明，只有當捐款者自己的錢被間接支出後，捐款數額才會隨間接費用的增加而減少。我們還對40,000名潛在捐款者進行了田野實驗，將「零間接費用」的解決辦法與其他常用的大額捐款方式進行對比。告知捐款者已募集到種子基金能夠增加捐款數額，增加的數量大約與告知的數額相等，這與前人的研究結果相符。而我們的主要結論是，數據清晰地顯示出，與種子基金方式相比，告知潛在的捐款者間接費用由大額捐款者付出能夠顯著提高捐款率（達80%或94%）和總捐款數額（達75%或89%）。
中元古代大氣中氧含量較低與動物的滯後崛起
http://www.sciencemag.org/content/346/6209/635.abstract
DOI: 10.1126/science.1258410
地球表面的氧化作用從根本上改變了全球的生物地球化學循環，並最終為元古宙末期後生動物的崛起創造了條件。然而，目前對該時期前數十億年間的大氣氧含量估計差異很大。根據來自中國、澳大利亞、北美的元古宙沉積巖Cr同位素數據，並參考顯生宙類似沉積環境的數據，我們發現了中元古代（18-8億年前）地球表面Cr氧化作用受到抑制的證據。這些數據表明，當時大氣中的氧氣含量最多為現代的0.1%。元古宙如此低氧含量的直接證據有助於解釋後生動物出現和分化滯後的現象。
（來自science.com。翻譯：程孫雪子、丁家琦、李寧曦、黃安娜、李軒；審校：程孫雪子）
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