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生物学 Biology The power of genetic diversity in genome-wide association studies of lipids 遗传多样性在脂质全基因组关联研究中的作用 （导读 阿金）血脂水平升高是心血管疾病的可遗传风险因子，鉴于不同饮食模式和药物使用在世界范围内患病率不同。本研究对165万名个体的脂质水平展开多血统、全基因组遗传荟萃分析，发现增加多样性而非研究额外的欧洲血统个体有助于显著改善功能变异图谱的精细度和多基因预测的可移植性。同时在发现的基因座数量和血统特异变体上也获得可观增长。说明受试者多样性的增加有助于在临床实践中更准确平等地应用多基因评分。[论文详细信息] Cortical responses to touch reflect subcortical integration of LTMR signals 皮层对触摸的应答反映LTMR信号的皮层下整合 （导读 阿金）皮肤机械受体产生的信号而生成的触觉表征基于机械受体亚型和体感皮层中神经元的触觉应答之间的比较。本研究使用小鼠基因操控调查外周机械受体亚型对皮层触摸应答的作用。皮层神经元对皮肤压痕表现出非常均匀且短暂的应答，类似于快速适应（RA）低阈值机械受体（LTMR）应答。结果证明来自生理上不同的机械受体亚型信号在皮层下体感系统中整合、转化以生成触摸的皮层表征。[论文详细信息] Mechanical actions of dendritic-spine enlargement on presynaptic exocytosis 树突棘增大对突触前胞吐过程的机械作用 (导读 一晴）在大脑学习过程中，兴奋性谷氨酸突触通常在扩大的树突棘上形成。本研究表明，瞬时突触前电刺激促进谷氨酸释放和SNARE蛋白组装。此外，双光子谷氨酸诱导的棘突增大仅在棘突通过伸长推动棘突时激发释放和FRET增强。因此，本研究在突触结中发现了一种机械感觉和转导机制，增强谷氨酸的诱发释放超过20分钟。[论文详细信息] Collective durotaxis along a self-generated stiffness gradient in vivo 沿在体自生成刚性梯度的集体趋硬行为 （导读 阿金）目前缺乏明显证据证明在体趋硬行为（细胞迁移遵循刚性梯度）。本研究表明非洲爪蟾的神经嵴在邻近基板组织中自生成刚性梯度，通过趋硬行为沿着该梯度迁移。梯度随神经嵴移动，从机制上讲，神经嵴由于N-钙粘蛋白与基板相互作用诱导梯度，并通过细胞-基质黏附来感知梯度。该结果表明趋硬行为和动态变化的刚性梯度同时存在于体内，而化学和机械信号梯度协作实现细胞高效定向迁移。[论文详细信息] Antigen-presenting innate lymphoid cells orchestrate neuroinflammation 抗原呈递先天淋巴细胞协调神经炎症 (导读 一晴）中枢神经系统的促炎性T细胞与多发性脱髓鞘和神经退行性疾病有关，但其调控通路尚不清楚。本研究定义了一组炎症性3型先天淋巴样细胞(ilc3)群，能够浸润小鼠多发性硬化症模型的中枢神经系统。这些ilc3作为抗原呈递细胞，可在多发性硬化症患者中刺激髓鞘特异性T细胞增加。相比之下，外周内的常规和组织驻留ilc3似乎并不会诱导疾病，而只是限制自身免疫T细胞应答，从而防止多发性硬化症样疾病。结果揭示了利用外周组织驻留ilc3有潜力预防自身免疫性疾病。[论文详细信息] Gut microbiota modulates weight gain in mice after discontinued smoke exposure 停止吸烟后，肠道微生物群调节小鼠体重增加 (导读 一晴），戒烟引起的体重增加（SCWG）是戒烟的主要障碍。本研究使用小鼠模型证明吸烟和戒烟会导致身体呈现出一种失调状态，而这种状态是由与吸烟有关的代谢物涌入肠道内而驱动的。抗生素去除肠道微生物可防止SCWG。相反，在无菌小鼠体内移植暴露于香烟烟雾中的小鼠粪便微生物会导致其体重增加。该研究发现了一种依赖于微生物群的SCWG协调机制，这可能被利用来提高戒烟成功率，并纠正即使在非吸烟环境下的代谢紊乱。[相关报道：早知道不抽烟了！戒烟居然还要长胖……《自然》发现肠道微生物异常或是其中原因] A hormone complex of FABP4 and nucleoside kinases regulates islet function FABP4 和核苷激酶的激素复合物可调节胰岛功能 （导读 阿金）脂肪细胞在脂肪分解过程中会分泌脂肪酸结合蛋白4（FABP4），尽管FABP4水平与心血管代谢疾病强烈相关，但作用机制尚未得到描述。本研究表明激素型FABP4与腺苷激酶（ADK）和核苷激酶（NDPK）结合形成功能性激素复合物，调控细胞外ATP和ADP水平，而且激素型FABP4可能是脂肪-β细胞内分泌轴的关键调控因子。结果揭示了FABP4-ADK-NDPK复合物，Fabkin对整合能量状态与代谢器官功能的作用机制。[相关报道：《自然》发现一种全新激素，与糖尿病、肥胖有重要关系] The KEYNOTE-811 trial of dual PD-1 and HER2 blockade in HER2-positive gastric cancer 在 HER2 阳性胃癌中进行 PD-1 和 HER2双重 阻断的 KEYNOTE-811 试验 （导读 阿金）大约20%的晚期胃癌或胃食管结合部腺癌会过表达人表皮生长因子受体2（HER2），而医学界采取化疗加曲妥珠单抗的联合疗法。本研究描述了随机、双盲、安慰剂对照III期KEYNOTE-811试验的中期分析结果，该试验结合帕博利珠单抗、曲妥珠单抗和化疗，目的在于改善HER2阳性食道胃癌患者生存情况。结果表明三联疗法可极大缩小肿瘤尺寸，在一些受试者体内诱导完全反应，并显著提升客观缓解率。[相关报道：胃癌一线治疗，反应率更高、更持久！三联疗法3期结果发表《自然》] ecDNA hubs drive cooperative intermolecular oncogene expression ecDNA 聚集成簇驱动分子间癌基因的协同表达 （导读 阿金）染色体外DNA（ecDNA）普遍存在于人类癌症中，介导癌基因的高度表达。本研究表明ecDNA聚集成簇促进分子间增强子-基因相互作用，推动癌基因过度表达。ecDNA聚集成簇被MYC扩增的肠癌细胞系中溴结构域和末端外结构域（BET）蛋白质BRD4所栓系，从而实现分子间转录调控，作为癌基因功能元件发挥作用，因而有望成为癌症疗法的潜在靶点。[相关报道：癌细胞中的“团伙作案”，ecDNA“犯罪中心”驱动癌基因分子间的协同表达] Sex-specific chromatin remodelling safeguards transcription in germ cells 性特异染色质重塑保护生殖细胞中的转录 （导读 阿金）DNA甲基化一直是基因长期沉默的重点，其丧失导致分化的细胞和癌症中异位以及异常转录。本研究使用超低输入天然染色质免疫沉淀方法，发现DNA去甲基化后，小鼠中性腺原始生殖细胞经历抑制性组蛋白修饰重塑，导致性特异特征。而且Polycomb在新生去甲基化生殖系基因组转录调控中发挥核心作用。研究结果为理解发育重编程系统中抑制性染色质修饰之间的动态互作提供新见解。[相关报道：性别特异性的染色质重塑调节生殖细胞转录组] A conserved mechanism for regulating replisome disassembly in eukaryotes 真核生物中调控复制体解离的保守机制 （导读 阿金）复制体解离是真核生物DNA复制的最后一步，由CMG复制螺旋酶泛素化触发。本研究解析出高分辨率的芽殖酵母和人源复制体-E3连接酶组装体的冷冻电镜结构，Dia2和LRR1的富亮氨酸重复结构域在结构上有所不同，但是结合CMG上的共同位点，包括MCM3和MCM5锌指结构域。LRR-MCM相互作用是复制体解离的关键。该结果阐述了真核生物中复制体解离的保守调控机制。[论文详细信息] Activation of homologous recombination in G1 preserves centromeric integrity G1 中同源重组的激活维持着丝粒完整性 （导读 阿金）在细胞分裂过程中着丝粒完整性是染色体正确分离的关键。本研究发现在G1阶段着丝粒上的DNA断裂启动同源重组修复机制，着丝粒特异组蛋白H3变体CENP-A及其分子伴侣HJURP，以及组蛋白H3中第四位赖氨酸的二甲基化修饰能协同作用促进G1阶段的同源重组。结果证明着丝粒断裂处的同源重组防止突变生成DNA修复通路的激活，从而保持着丝粒完整性。[论文详细信息] β-NAD as a building block in natural product biosynthesis β-NAD 作为天然产物生物合成的构建模块 （导读 阿金）β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（β-NAD）是所有生物的关键代谢物。本研究报告β-NAD在次级代谢生物合成通路中的功能，其中烟酰胺二核苷酸框架被大量修饰，并作为一类新的天然产物组装构建块。还新发现一种门控酶作为β-NAD-tailoring 酶家族一员被编码入各种生物合成基因簇中。该结果为发现并应用 β-NAD衍生天然产物奠定新基础。[论文详细信息] Structures of the σ2 receptor enable docking for bioactive ligand discovery σ2 受体结构实现生物活性配体发现对接 （导读 阿金）σ2受体在癌症成像、精神疾病、神经性疼痛和其他生物领域中广受关注。本研究报告σ2受体与临床候选药物roluperidone和工具化合物PB288结合的复合物晶体结构，并确定了127个亲和力超过1μM的新化学类型。其中结合σ2受体的两个配体晶体结构确认了对接模式，而且σ2受体在痛觉感知中发挥一定作用。该成果证明通过基于结构的超大型文库筛选快速发现体内探针的潜力，有助于探索生物未知新领域。[论文详细信息] 新冠疫情 COVID-19 Unrepresentative big surveys significantly overestimated US vaccine uptake 不具代表性的大型调查显着高估美国的疫苗接种率 （导读 阿金）本研究通过两次大型调查（Delphi-Facebook和Census Household Pulse）揭示了2021年1月9日至5月19日之间美国成年人新冠疫苗第一针接种的预估情况。在2021年5月，Delphi-Facebook高估了17%个点，而Census Household Pulse高估了14%个点。研究人员使用最近的分析框架分解了观察到的错误，发现涉及25万名受访者的调查得出的人口平均估值并不比10人随机样本的结果更准确。结果表明调查的数据质量远重要于数据数量。[论文详细信息] Immunogenicity and efficacy of heterologous ChAdOx1–BNT162b2 vaccination 异源ChAdOx1–BNT162b2疫苗接种的免疫原性和效力 （导读 阿金）本研究通过观察1.3万多名医护工作者的接种情况，发现与同源BNT162b2疫苗组合接种相比，异源ChAdOx1-S-nCoV-19和BNT162b2 组合接种提供更强的保护效果以抵御新冠病毒感染。两种组合都诱导了强烈的抗刺突抗体反应，但异种疫苗接种个体的血清显示了更强的中和活性。研究解释了异种疫苗联合使用的互补性，并提出异源疫苗组合方案特别适合免疫功能低下者。[论文详细信息] 材料科学 Materials Science Quantum anomalous Hall effect from intertwined moiré bands 交织莫尔条纹的量子反常霍尔效应 （导读 阿金）半导体莫尔材料是研究电子相关性的理想平台。本研究报告在AB堆叠的MoTe2 /WSe2莫尔异质双层结构中观测到量子反常霍尔效应。在电子能带半填充时，观测到量子化的霍尔电阻，同时在零磁场时纵向电子会消失。而莫特绝缘体转变到量子反常霍尔绝缘体时没有出现电荷能隙闭合。该结果为发现半导体莫尔材料中强相关性和拓扑态的组合影响提供新途径。[论文详细信息] Spin splitting of dopant edge state in magnetic zigzag graphene nanoribbons 锯齿形磁性石墨烯纳米带中掺假边缘态的自旋分裂 （导读 阿金）锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）拥有固有电子边缘态，沿着纳米带长边表现出铁磁序，而与宽边呈反铁磁性耦合。本研究报告一种通用技术，在ZGNR边缘引入替代性N原子掺杂剂亚晶格，实现热力学稳定且电子解耦高反应性自旋极化边缘态。第一原理GW计算和扫描隧穿光谱揭示由ZGNRs铁磁序边缘态诱导的交换磁场低位氮孤对平带的巨大自旋分裂。该结果为探索ZGNRs涌现的磁序，并将其功能整合入纳米级传感和逻辑器件提供平台。[论文详细信息] Dynamic spatial progression of isolated lithium during battery operations 电池运行期间孤立的锂的动态空间进展 （导读 阿金）锂电池中与集电器失去电连接的金属锂被称为孤立的锂 (i-Li)。本研究发现由于电解质中的电场具有动态极化作用，i-Li 对电池运作高度敏感。在 i-Li 两端，锂沉积和溶解同时发生，从而导致其在充电（放电）过程中在空间上向正极（负极）进行延展。而且i-Li 的延展速率主要受其长度、取向和施加的电流密度的影响。[相关报道：崔屹教授，今日Nature破解了锂电池中关键的死锂难题] High-entropy polymer produces a giant electrocaloric effect at low fields 高熵聚合物在低电场条件下产生巨大的电热效应 （导读 阿金）最新的电卡制冷介质需要施加极高的外加电场才能产生工业化可用的降温效果。本研究报告一类电卡聚合物，其电卡熵变化为37.5 J/kg/K，在50 MV/m条件下温度变化为7.5K，而处于相同电场强度中增强275%。而且在实际电卡制冷应用必要的低场条件下循环超过100万次，该聚合物仍然维持同样性能，表明该策略制备出的材料适用于热泵。[论文详细信息] 物理学 Physics Quantum theory based on real numbers can be experimentally falsified 通过实验证伪基于实数的量子理论 （导读 阿金）尽管大部分物理理论基于实数，但量子理论最初通过在复希尔伯特空间的算符来表述。本研究探讨量子形式体系是否确实需要复数。通过证明量子理论的实希尔伯特空间公式和复希尔伯特空间公式在包含独立状态和测量的网络场景中做出不同的预测，研究人员设计出一种类贝尔实验，最终成功推翻实数描述的量子理论。[论文详细信息] Programmable interactions and emergent geometry in an array of atom clouds 原子云阵列中的可编程相互作用和涌现几何 （导读 阿金）相互作用主导信息流动和多体量子系统组成元件之间相关性的形成。本研究实现了光学空腔内原子云阵列中可编程的非局域相互作用，其中光子携带原子自旋之间的信息。通过编程相互作用之间的距离相关性，研究人员能够观测到阵列物理几何中维度、拓扑学和计量完全不同的有效几何。该成果为深度调查量子优化范式，工程化改造适用于传感和计算的资源态提供新思路。[论文详细信息] Resonance from antiferromagnetic spin fluctuations for superconductivity in UTe2 UTe2 中实现超导性的反铁磁自旋涨落共振 （导读 阿金）二碲化铀是实现手性自旋三重态拓扑超导体的理想候选材料之一。本研究使用非弹性中子散射发现二碲化铀中，在AF级附近的布里渊区边界处，超导性可与称作共振的磁激发耦合。由于共振仅在自旋单线态非常规超导体接近AF非稳定性时被观测到，说明了二碲化铀中的AF自旋涨落可能也诱导自旋三重态成对，或者说二碲化铀中的电子成对具有自旋单线态组成。[论文详细信息] Integrated photonics enables continuous-beam electron phase modulation 集成光子技术实现连续电子束相位调制 （导读 阿金）基于芯片的光子技术有潜力应用于纳米级量子调控和传感技术，但电子显微方面尚待实现。本研究结合集成光子和电子显微，使用氮化硅微型谐振器展示连续电子束的相干相位调制，在电子能量增益能谱中探测了微电子伏特分辨率的单向空腔内场。该方法建立了一套多功能、高度有效的通用平台探索自由电子量子光学，并有潜力进一步在强耦合的局域量子探测和电子-声子纠缠中获得应用。[论文详细信息] 其他 【Astronomy-天文】Very-high-frequency oscillations in the main peak of a magnetar giant flare 磁陀星超级耀发主峰值中的超高频振荡 （导读 阿金）磁陀星是高度磁化的孤立中子星，会产生超级耀发，已在硬X射线和软γ射线中检测到。本研究报告在NGC 253星系方向上超级γ射线耀发主峰值中观察到约2132赫兹和4250赫兹的两个高频准周期信号（QPOs），这些信号不仅有助于深入研究磁陀星在超级耀发过程中展现的性质，还可用于研究其他磁场变化等天文现象。[论文详细信息] 【Geoscience-地球科学】Rapid microbial methanogenesis during CO2 storage in hydrocarbon reservoirs 碳氢储层中二氧化碳封存过程张微生物甲烷快速生成 （导读 阿金）碳捕获与封存是环境二氧化碳对气侯影响的关键技术。本研究报告美国Olla油田二氧化碳-EOR项目中的惰性气体、稳定同位素、团簇同位素和基因测序分析，微生物生成的甲烷转化自13-19%输入的二氧化碳，而高达74%的额外二氧化碳溶解于地下水中。经计算，Olla油田中自然系统微生物甲烷生成率为每年每立方米73-109毫摩尔。因此，对于自然环境窗口内的二氧化碳封存位点，要考虑其甲烷转化。[论文详细信息] |
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