Science一周论文导读

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制版阿金

生物学

Biology

Aheterogeneousmicrobialconsortiumproducingshort-chainfattyacidsfromlignocellulose

异质微生物群将木质纤维素转化成短链脂肪酸

图片来源：actu.epfl.ch

（导读阿金）人工设计微生物群落可以实现复杂的生物转化。本研究设计出一种可以直接将木质纤维素转化为短链脂肪酸的微生物群落培养策略。该群落中不同微生物占据不同的空间生态位：一种需氧真菌将木质纤维素分解为短链碳水化合物，另一种兼性厌氧细菌再将其转化为乳酸，另一种厌氧细菌再将乳酸转化为短链脂肪酸（如丁酸）。在此基础上，再加入其它微生物，可以合成其他种类的短链脂肪酸，或者更复杂产物。该平台展现出混合培养的在生物合成方面的优势。

Neuralmechanismsresolvingexploitation-explorationdilemmasinthemedialprefrontalcortex

内侧前额叶皮层神经机制解决利用-探索困境

（导读阿金）日常需要在调整现行计划或探索新计划间做决断，这一利用-探索的难题涉及到内侧前额叶皮层（mPFC）。本研究使用人类颅内电生理学记录，发现腹侧mPFC中的神经活动会推断并追踪现行计划的可靠性，积极将未来发生的行动结果编码为学习信号或探索新计划的潜在触发因素，而背侧mPFC则导致对现有计划的改善或放弃。因此，该结果揭示了mPFC通过两阶段预测编码过程来解决利用-探索困境。

Asyntheticsynapticorganizerproteinrestoresglutamatergicneuronalcircuits

合成突触组织蛋白可恢复谷氨酸能神经回路

（导读阿金）神经突触会不断发生结构和功能性改变，是神经系统生理学的基础。本研究结合cerebellin-1和neuronalpentraxin-1的结构元素，设计并表征了一种合成突触组织蛋白CPTX。CPTX与突触前神经毒素和突触后AMPA型离子型谷氨酸受体相互作用，在体内和体外诱导形成兴奋性突触。CPTX还可恢复小鼠小脑萎缩症、阿尔兹海默症和脊髓损伤模型中突触功能、运动协调、空间和情景记忆。

Seeingaroundcorners:Cellssolvemazesandrespondatadistanceusingattractantbreakdown

看到拐角后的路：细胞以分解吸引剂的方式走迷宫和进行远距离应答

（导读王思菲）发育过程需要细胞长距离迁移，但简单的趋化梯度无法达到此距离范围。本研究报道迁移的细胞会局部降解吸引剂，从而产生更明确的吸引剂梯度，帮助自身在长且曲折的路径上做出正确选择，此策略能让细胞高效走出复杂迷宫。这种由细胞自行产生的浓度梯度可能在炎症、生殖细胞迁移等复杂的长距离迁移中起到重要作用。

Diverseenzymaticactivitiesmediateantiviralimmunityinprokaryotes

多种酶活性介导原核生物的抗病毒免疫

（导读王思菲）细菌等原核生物经常被病毒攻击，需要专门的抗病毒防御系统。本研究通过计算机方法，于32%的已被测序的细菌及古细菌基因组中发现了29个广泛存在的、对抗特定噬菌体的抗病毒基因盒。这些系统将RNA编辑、卫星DNA逆转录合成等多种酶活性整合在一起，共同防御病毒。此外，该研究还预测了许多其他可能在病毒防御中发挥作用的基因。

Architectureofacatalyticallyactivehomotrimericplantcellulosesynthase