本期研究

1 DNA修复途径可以调节转录噪音以促进细胞命运转变

2 使用三轨神经网络准确预测蛋白质结构和相互作用

3 确保真核翻译终止速度和保真度的机制

4 哺乳动物逆转录病毒样蛋白 PEG10 包装其自身的 mRNA，可进行假型化以进行 mRNA 递送

5 SARS-CoV-2 谱系 B.1.1.7 出现的时空入侵动态

6 非常规油气开发对地表水影响的大样本证据

7 稳定高性能钙钛矿模块的钙钛矿-基板界面

8 场致绝缘体到金属转变的时空表征

9 分层裂纹缓冲使共晶人字形高熵合金的延展性增加三倍

10 罕见变异MX1等位基因增加人类对人畜共患 H7N9 流感病毒的易感性

11 在声乐学习蝙蝠中咿呀学语类似于人类婴儿的咿呀学语

12 非洲的疟疾感染和严重疾病风险

13 马赛替尼是一种广泛的冠状病毒 3CL 抑制剂，可阻断 SARS-CoV-2 的复制

封面：涵盖新的深度学习软件可以通过同时考虑一维，二维和三维信息（分别为序列，距离和坐标）在几分钟内预测蛋白质结构，从而允许网络共同推理蛋白质氨基酸之间的关系酸序列及其折叠结构。该软件还可用于在先前所需时间的一小部分时间内从相互作用伙伴的序列构建复杂生物组装体的模型。

1 DNA修复途径可以调节转录噪音以促进细胞命运转变

A DNA repair pathway can regulate transcriptional noise to promote cell fate transitions

基因表达（“噪声”）中的随机波动通常被认为是有害的，但是波动也可以被利用以获得益处（例如，dither）。我们在这里显示DNA碱基切除修复放大转录噪音，以促进细胞重编程。具体而言，识别天然和非天然碱基修饰的DNA修复蛋白Apex1放大表达噪声，同时稳态维持平均表达水平。这种扩增的表达噪声源于Apex1介导的DNA超螺旋产生的较短持续时间，较高强度的转录突发。DNA拓扑结构的重塑首先阻碍然后加速转录以维持平均水平。这种机制，我们称之为“通过修复进行不一致的转录”（“DiThR”，发音为“dither”），可增强细胞重编程和分化。我们的研究揭示了由DNA碱基修饰介导的转录波动在胚胎发育和疾病中的潜在功能作用。

2 使用三轨神经网络准确预测蛋白质结构和相互作用

Accurate prediction of protein structures and interactions using a three-track neural network

DeepMind在最近的第14届结构预测关键评估（CASP14）会议上提出了非常准确的预测。我们探索了结合相关思想的网络体系结构，并通过三维网络获得了最佳性能，其中一维（1D）序列级别，2D距离图级别和3D坐标级别的信息被连续转换和集成。三轨网络产生的结构预测精度接近CASP14中DeepMind的精度，能够快速解决具有挑战性的x射线晶体学和低温电子显微镜结构建模问题，并提供对当前未知结构蛋白质功能的见解。该网络还能够仅从序列信息中快速生成准确的蛋白质-蛋白质复合物模型，短路传统方法，需要对单个亚基进行建模，然后进行对接。我们将该方法提供给科学界以加速生物学研究。

3 确保真核翻译终止速度和保真度的机制

Mechanisms that ensure speed and fidelity in eukaryotic translation termination

翻译终止，特别是在终止密码子处从核糖体释放新生多肽，必须准确快速地发生。我们建立了单分子荧光测定法，以使用体外重组酵母翻译系统在整个终止过程中跟踪核糖体和两个必需的释放因子（eRF1和eRF3）的动力学。我们发现两个真核生物释放因子结合在一起，快速识别终止密码子，并通过严格调控的多步骤过程引发终止，该过程类似于翻译延伸过程中的转移RNA选择。由于释放因子从酵母到人类都是保守的，因此酵母翻译终止的分子事件可能是真核蛋白质合成的广泛基础。

4 哺乳动物逆转录病毒样蛋白 PEG10 包装其自身的 mRNA，可进行假型化以进行 mRNA 递送

Mammalian retrovirus-like protein PEG10 packages its own mRNA and can be pseudotyped for mRNA delivery

真核基因组含有来自整合病毒和移动遗传元件的驯化基因。其中包括长末端重复（LTR）逆转录转座子和逆转录病毒的衣壳蛋白（称为Gag）的同源物。我们鉴定了几种形成病毒样颗粒的哺乳动物Gag同系物和一种LTR反转录转座子同系物PEG10，其优先结合并促进其自身信使RNA（mRNA）的囊泡分泌。我们发现PEG10的mRNA货物可以通过PEG10非翻译区的侧翼目的基因重编程。利用这种可重编程性，我们通过设计小鼠和人PEG10来包装，分泌和递送特定的RNA，开发了用于细胞递送（SEND）的选择性内源性衣壳化。总之，这些结果表明SEND是适合作为有效治疗递送模式开发的模块化平台。

10 罕见变异MX1等位基因增加人类对人畜共患 H7N9 流感病毒的易感性

Rare variant MX1 alleles increase human susceptibility to zoonotic H7N9 influenza virus

人畜共患禽流感A病毒（IAV）感染很少见。尚未观察到这些IAV在人与人之间的持续传播，表明宿主基因的作用。我们使用全基因组测序来比较禽IAV H7N9患者与健康对照，并观察到H7N9感染与MX1基因中罕见的杂合单核苷酸变体之间的强关联。MX1编码粘液病毒抗性蛋白A（MxA），一种已知可控制转基因小鼠IAV感染的干扰素诱导的抗病毒鸟苷三磷酸酶。鉴定的大多数MxA变体丧失了在转染的人细胞系中抑制禽类IAV（包括H7N9）的能力。几乎所有非活性MxA变体均对野生型MxA的抗病毒功能产生显性负作用，表明杂合子携带者中存在MxA无效表型。我们的研究为基于MX1的抗病毒防御在控制人类人畜共患IAV感染中的关键作用提供了遗传证据。

https://science.sciencemag.org/content/373/6557