截至2020年8月31日,Science(《科學》)共刊發國內機構作為第一完成單位的文獻71篇,主要涉及的欄目包括 RESEARCH ARTICLE 、REPORT 、PERSPECTIVE 、TECHNICAL COMMENTS 、LETTERS 以及 WORKING LIFE 等。其中RESEARCH ARTICLE有15篇(21.13%),論文信息如下:
1. Fan, J. et al., A high-resolution summary of Cambrian to Early Triassic marine invertebrate biodiversity. SCIENCE 367 272 (2020).
全文連結:https://science.sciencemag.org/content/367/6475/272
題名:寒武紀至三疊紀早期海洋無脊椎動物生物多樣性的高解析度記錄
第一完成單位:南京大學地球科學與工程學院
簡介:理解生命史的一項重大挑戰是解決環境變化對生物多樣性的影響。研究人員結合了模擬退火算法和遺傳算法反覆計算和驗證從3000多個地層中收集的11000種海洋化石物種數據,獲得了全新的寒武紀-三疊紀海洋無脊椎動物的複合多樣性曲線,其統計時間解析度約為2.6萬年。解析度的提高闡明了已知的多樣化和滅絕事件的發生時間。對比分析表明,大氣二氧化碳含量是一個表現出與生物多樣性存在相似的長期模式的環境因素,但是當通過去趨勢分析該時間序列內的自相關時,這種相似性並未得到證實。此項研究採用了全新的技術手段,部分解決了深時(Deep-time,通常指人類出現之前的歷史)高解析度時間標尺建立的難題,從而可以在接近現代長尺度生態研究的水平上驗證或評估生物或古生物學的假說。
譯文參考:
https://news.nju.edu.cn/zhxw/20200117/i96267.html
2. Wu, K. et al., Enhanced sustainable green revolution yield via nitrogen-responsive chromatin modulation in rice. SCIENCE 367 z2046 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/367/6478/eaaz2046
題名:通過氮響應的染色質調節提高綠色革命水稻品種產量
第一完成單位:中國科學院遺傳與發育生物學研究所/植物細胞與染色體工程國家重點實驗室/種子創新研究院
簡介:以矮化育種為標誌的「綠色革命」使水稻和小麥具有耐高肥、抗倒伏和高產的優良特性,但同時也存在氮肥利用效率低的缺點,其產量增加對化肥的依賴性高。持續大量的氮肥投入不僅增加種植成本,還導致環境汙染。如何減少農業生產中的氮肥投入並持續提高作物產量,已成為我國農業可持續發展亟待解決的重大問題。研究團隊發現,NGR5 是植物氮素響應的正調控因子,它與PRC2蛋白複合物互作,通過介導組蛋白H3K27me3甲基化修飾來調節靶基因的表達,進而調控植物在生長發育(例如分櫱)過程中對土壤氮素水平的響應。NGR5是赤黴素受體GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF1 (GID1)促進的蛋白酶體破壞靶標。DELLA蛋白(以保守的天冬氨酸-穀氨酸-亮氨酸-亮氨酸-丙氨酸基序的存在為特徵)競爭性抑制GID1-NGR5相互作用並解釋了綠色革命品種的分櫱增加。增加的NGR5活性使分櫱與氮素調節脫鉤,從而在低氮肥水平下提高了水稻產量。因此,NGR5可以提高氮的利用效率,從而改善未來的農業可持續性發展和糧食安全。
譯文參考:
http://www.genetics.cas.cn/xwzx/kyjz/202002/t20200207_5497803.html
3.He, S. et al., Structure of nucleosome-bound human BAF complex. SCIENCE 367 875 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/367/6480/875
題名:人源BAF複合物結合核小體的結構
第一完成單位:復旦大學附屬腫瘤醫院/生物醫學研究所/遺傳工程國家重點實驗室/復旦大學表觀遺傳學上海高校重點實驗室
簡介:哺乳動物SWI/SNF家族的染色質重塑複合物BAF和PBAF調節染色質的結構和轉錄,其突變與癌症有關。研究人員解析了人源BAF-核小體複合物的高分辨冷凍電鏡結構,整體解析度為3.7 Å,Base模塊解析度為3.0 Å。高解析度的結構清晰展示BAF複合物十餘個亞基的組裝方式以及整個複合物識別核小體的方式。其中兩個腫瘤中存在突變頻率的亞基,ARID1A和SMARCB1,分別對複合物的組裝和核小體的結合起重要作用。這項研究闡明了BAF複合物組裝和識別核小體的機制,並從結構的角度加深了對BAF執行核小體剔除功能和BAF突變致癌機制的理解。
譯文參考:
https://ibs.fudan.edu.cn/a4/10/c21089a238608/page.htm
4.Qiao, A. et al., Structural basis of Gs and Gi recognition by the human glucagon receptor. SCIENCE 367 1346 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/367/6484/1346
題名:人胰高血糖素受體識別Gs和Gi的結構基礎
第一完成單位:中國科學院受體結構與功能重點實驗室/中國科學院上海藥物研究所
簡介:B類G蛋白偶聯受體是重要的治療靶點,主要通過Gs類異三聚體G蛋白來傳遞信號。本研究解析了人源胰高血糖素受體(Glucagon receptor,GCGR)分別與激活型G蛋白(Gs)和抑制型G蛋白(Gi)結合的複合物三維結構。這是首次測定一種GPCR與不同類型G蛋白結合的複合物結構,闡明了受體與不同G蛋白的精細結合模式,並揭示了GPCR對G蛋白的選擇性機制,為深入認識GPCR的細胞信號轉導機理提供了重要依據。
譯文參考:
http://www.cas.cn/syky/202003/t20200320_4738212.shtml
5.Yan, R. et al., Structural basis for the recognition of SARS-CoV-2 by full-length human ACE2. SCIENCE 367 1444 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/367/6485/1444
題名:人體ACE2全長蛋白識別SARS-CoV-2的結構基礎
第一完成單位:浙江省結構生物學研究重點實驗室/西湖高等研究院生物學研究所
簡介:血管緊張素轉換酶2(ACE2)是SARS冠狀病毒(SARS-CoV)和引起嚴重流行COVID-19的新冠狀病毒(SARS-CoV-2)的細胞受體。本文利用冷凍電鏡技術成功解析了此次新冠病毒的受體ACE2的全長結構。通過共表達的方法獲得了ACE2與B0AT1優質穩定的複合物,並利用冷凍電鏡平臺成功解析了其三維結構,解析度達到2.9埃,對於病毒識別至關重要的胞外結構域解析度為2.7埃。通過分析ACE2的全長蛋白結構,發現ACE2以二聚體形式存在,同時具有開放和關閉兩種構象變化,但兩種構象均含有與冠狀病毒的相互識別界面。這一研究發現為進一步解析全長ACE2和新冠病毒的S蛋白複合物的三維結構奠定了基礎。
譯文參考:
http://www.nanoer.net/e/action/ShowInfo.php?classid=4&id=16271
6.Wang, H. et al., Horizontal gene transfer of Fhb7 from fungus underlies Fusarium head blight resistance in wheat. SCIENCE 368 a5435 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/368/6493/eaba5435
題名:Fhb7基因平行轉移塑造小麥赤黴病抗性
第一完成單位:山東農業大學農學院作物生物學國家重點實驗室
簡介:鐮刀菌赤黴病(fusariumheadblight,FHB)是一種由鐮刀菌屬產生食物毒素的真菌病害,目前在世界範圍內嚴重危害小麥生產,但小麥種質資源中被發現的主效抗赤黴病基因非常稀少。本研究成功克隆出了抗小麥赤黴病基因-Fhb7,Fhb7 編碼一種穀胱甘肽轉移酶(GST),通過脫環氧化作用去除禾穀鐮刀菌侵染產生的毒素,從而賦予長穗偃麥草對赤黴病的抗性。研究還指出偃麥草中的 Fhb7 基因來源於內生真菌 Epichloë 屬和長穗偃麥草之間的水平基因轉移(HGT)。此外,Fhb7 基因導入不同小麥栽培品種中均能顯著提高其對赤黴病和莖基腐病的抗性,並且不會造成產量損失,為小麥抗赤黴病育種提供了一種解決方案。
譯文參考:
https://mp.weixin.qq.com/s/gZNTEyczxzpCRn9zTMtEjA
7.Liu, L. et al., Aligned, high-density semiconducting carbon nanotube arrays for high-performance electronics. SCIENCE 368 850 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/368/6493/850
題名:用於高性能電子學的高密度半導體碳納米管平行陣列
第一完成單位:北京大學電子學系納米器件物理與化學教育部重點實驗室/碳基電子學研究中心
簡介:單壁碳納米管(CNTs)可以製造小於10nm的集成電路,但這將需要在晶片上可擴展地生產緻密和電子純半導體納米管陣列。本研究開發了一種多重分散和分選工藝,獲得了極高的半導體純度和尺寸限制的自對準(DLSA)程序,其在10 cm的矽片上製備出排列整齊,每微米100到200個CNTs的密度可調的CNT陣列。同時在CNT陣列上製備的頂柵場效應電晶體(FETs)顯示出比柵極長度相近的商用矽氧化物半導體FET更好的性能。特別是100nm柵長碳管電晶體的峰值跨導和飽和電流分別達到0.9 mS/μm和1.3 mA/μm,室溫下亞閾值擺幅為90 mV/DEC,批量製備的頂柵五級環形振蕩器的最大振蕩頻率大於8 GHz,遠超已發表的基於納米材料的電路,且超越相似尺寸的矽基CMOS器件和電路。
譯文參考:
http://pkunews.pku.edu.cn/jxky/2530bc8c2fd24c7fad1353d898e4a189.htm
8. Zhou, Z. et al., Granzyme A from cytotoxic lymphocytes cleaves GSDMB to trigger pyroptosis in target cells. SCIENCE 368 z7548 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/368/6494/eaaz7548
題名:細胞毒性淋巴細胞來源的Granzyme A蛋白激活GSDMB蛋白誘使靶細胞發生焦亡
第一完成單位:中國醫學科學院/北京生命科學研究所細胞焦亡與免疫課題組
簡介:細胞毒性淋巴細胞介導的免疫依賴於顆粒酶。顆粒酶被認為是通過誘導細胞凋亡來殺死靶細胞的,但其潛在機制還不完全清楚。研究發現,自然殺傷細胞和細胞毒性T淋巴細胞通過細胞焦亡殺死gasdermin B(GSDMB)陽性細胞。這是gasdermin家族孔洞形成蛋白造成的一種促炎性細胞死亡形式。殺傷作用是由淋巴細胞來源的顆粒酶A(GZMA)切割GSDMB產生的,切割後的GSDMB通過成孔活性誘發細胞焦亡。幹擾素γ上調GSDMB表達並促進細胞焦亡。GSDMB在某些組織,尤其是消化道上皮,包括衍生的腫瘤中高度表達,小鼠腫瘤細胞中引入GSDMB可促進腫瘤清除。這項研究證實了GZMA-GSDMB通路在機體的抗腫瘤免疫過程中的重要作用,為腫瘤免疫提供了新思路。
譯文參考:
http://www.nibs.ac.cn/newsshow.php?cid=4&sid=15&id=2291
9.Zhang, Y., Zhang, Z., Chen, D., Qiu, B. & Wang, W., Strengthening of the Kuroshio current by intensifying tropical cyclones. SCIENCE 368 988 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/368/6494/988
題名:熱帶氣旋的增強使黑潮加速
第一完成單位:中國海洋大學物理海洋教育部重點實驗室/海洋科學與技術青島協同創新中心/青島海洋科學與技術試點國家實驗室
簡介:通過檢查熱帶氣旋(TC)誘導的能量和位勢渦度(PV)的變化,可以看到熱帶氣旋(TC)與氣候變暖之間的正反饋機制。在臺灣東部,近幾十年來熱帶氣旋呈顯著加劇趨勢,海洋呈現出相應的正PV異常上升趨勢。隨著渦旋自主西進運動並匯入黑潮,正的位勢渦度異常對黑潮產生向北的加速作用。這一颱風-渦旋-黑潮相互作用機制,尤其是颱風通過影響渦旋來影響氣候的機理在物理海洋領域尚屬首次發現。它對黑潮流量和氣候變暖有重要的加劇作用,也是造成未來颱風進一步增強的重要原因。因此,對這一機制的深入把握及其在氣候模式中的合理體現是提高我國中長期氣候以及颱風強度預測能力的一個關鍵因素。
譯文參考:
http://pol.ouc.edu.cn/2020/0529/c12375a288805/page.htm
10.Han, C. et al., Giant thermopower of ionic gelatin near room temperature. SCIENCE 368 1091 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/368/6495/1091.editor-summary
題名:近室溫下離子明膠的巨大熱電勢效應
第一完成單位:南方科技大學材料科學與工程系
簡介:收集環境中的熱量轉換為電能,以此為物聯網(IoT)傳感器供電,有望使其擺脫電纜或電池的束縛,適用於可穿戴設備。本研究研發出了以離子為能量載體的新型室溫熱電材料,通過離子的擴散熵與氧化還原電對反應熵的協同效應,從而在準固態離子凝膠中實現了高達17mV/K的巨熱電勢效應,比典型的電子熱電材料高了近兩個數量級。這種由明膠驅動的概念驗證可穿戴設備由25個單極元件組成,可以實現2伏以上的電壓和5μW的峰值功率。這種離子型明膠展現出離子能量載體在熱電轉換中的重要應用前景。
譯文參考:
https://newshub.sustech.edu.cn/zh/html/202005/37265.html
11.Zhang, L. et al., Structures of cell wall arabinosyltransferases with the anti-tuberculosis drug ethambutol. SCIENCE 368 1211 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/368/6496/1211
題名:抗結核一線藥物乙胺丁醇靶標蛋白,分枝桿菌細胞壁阿拉伯糖基轉移酶結構
第一完成單位:上海科技大學生命科學與技術學院/免疫化學研究所/iHuman研究所
簡介:阿拉伯糖基轉移酶EmbA、EmbB和EmbC參與結核分枝桿菌細胞壁的合成,被認為是抗結核藥物乙胺丁醇的靶點。本研究使用冷凍電鏡和X射線晶體顯微技術,解析出EmbA-EmbB和EmbC-EmbC複合物與自身糖基供體、受體底物以及乙胺丁醇相結合時的結構。這些結構闡明了供體和受體底物在活性位點的結合機制,以及乙胺丁醇的抑制作用機理,為理解阿拉伯糖基轉移酶的生化功能和抑制途徑提供見解,為開發新的抗結核藥物提供了結構基礎。
譯文參考:
http://www.shanghaitech.edu.cn/2020/0424/c1001a51590/page.htm
12. Dai, W. et al., Structure-based design of antiviral drug candidates targeting the SARS-CoV-2 main protease. SCIENCE 368 1331 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/368/6497/1331
題名:以SARS-CoV-2為靶點的抗病毒候選藥物的結構設計
第一完成單位:中國科學院上海藥物研究所新藥研究國家重點實驗室/中國科學院受體結構與功能重點實驗室
簡介:SARS-CoV-2是導致COVID-19全球爆發的病原體,SARS-CoV-2的主要蛋白酶(Mpro)是介導病毒複製和轉錄的關鍵酶。本研究設計併合成了兩個針對SARS-CoV-2 Mpro的新型抑制劑—擬肽類化合物11a和11b。這兩個化合物在體外展示出對SARS-CoV-2 Mpro極佳的抑制活性 (11a: IC50 = 0.053 ± 0.005 μM,11b: IC50 = 0.040 ± 0.002 μM),同時抗病毒活性測試結果表明,化合物11a和11b都具有較好的抗病毒效果,EC50分別為0.53 μM和0.72 μM。兩個化合物在體內均表現出良好的藥代動力學特性,11a也表現出低毒性,這表明這些化合物是很有前途的候選藥物。
譯文參考:
http://www.cns.org.cn/news/1037.html
13.Yang, M. A. et al., Ancient DNA indicates human population shifts and admixture in northern and southern China. SCIENCE 369 282 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/369/6501/282
題名:古基因組揭示中國南北方人群遷移與混合歷史
第一完成單位:中國科學院脊椎動物演化與人類起源重點實驗室/中國科學院古脊椎動物與古人類研究所
簡介:目前對於東亞人類遺傳史的了解甚少。本研究獲得了來自東亞北部和南部26名古代人的全基因組數據。這些地區曾經的遺傳分化程度高於現今,表明新石器時代以後東亞北部人口向南部擴張,並且發生融合。而新石器時代中國大陸、東亞南部和臺灣島樣本顯示出現代個體和來自太平洋南島相關古代個體之間的明確聯繫,支持了原始南島人起源於中國南部的觀點。
譯文參考:
https://new.qq.com/omn/20200727/20200727A0XP6E00.html?pc
14.Chi, X. et al., A neutralizing human antibody binds to the N-terminal domain of the Spike protein of SARS-CoV-2. SCIENCE 369 650 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/369/6504/650
題名:一種與SARS-CoV-2刺突蛋白N末端結構域結合的人類中和抗體
第一完成單位:軍事醫學科學院生物工程研究所(北京)
簡介:研究人員從十名恢復期的COVID-19患者中分離並鑑定了單克隆抗體(mAb)。三個單克隆抗體顯示出對真實SARS-CoV-2的中和活性。一個名為4A8mAb對真性和假性病毒均具有高中和能力,但並不與RBD結合。 將4A8的抗原決定簇定義為S蛋白的N末端結構域(NTD),方法是確定其與S蛋白複合的冷凍EM結構,使其整體解析度為3.1埃(Angstrom),局部解析度為4A8-NTD為3.3埃(Angstrom)。這表明NTD有望成為新冠肺炎治療性抗體mAb的靶點。
譯文參考:
https://new.qq.com/omn/20200817/20200817A0S1MH00.html?pc
15.Lan, P. et al., Structural insight into precursor ribosomal RNA processing by ribonuclease MRP. SCIENCE 369 656 (2020).
全文連結:
https://science.sciencemag.org/content/369/6504/656
題名:核糖核酸酶MRP加工rRNA前體的機制解析
第一完成單位:上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院/癌基因及相關基因國家重點實驗室
簡介:核糖核酸酶(RNase)MRP是一種保守的真核核糖核蛋白複合物,在前核糖體RNA(pre-rRNA)加工和細胞周期調控中起重要作用。與選擇性切割tRNA樣底物的RNase P相比,RNase MRP如何識別其多種底物仍然是個謎。為了解決這個問題,研究人員解析了釀酒酵母RNase MRP以及與pre-rRNA片段結合的冷凍電鏡結構。這些結構與生化研究相結合,揭示了蛋白質和RNA亞基的共同進化已將RNase MRP轉化為一種獨特的核糖核酸酶,其通過識別短而非精確的共有序列來處理單鏈RNA。這種廣泛的底物特異性表明RNase MRP可能具有無數但尚未鑑定的底物,這些底物可能在各種細胞環境中發揮重要作用。
譯文參考:
https://www.dxy.cn/bbs/newweb/pc/post/43571300
本文來源:武漢大學新聞網