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【时间】 2023年11月16日在线发表 本期Nature文章涉及多个领域的前沿研究，涉及到天体物理学、化学反应预测、医学、生物学、材料科学和量子物理等多个领域的前沿探索。这些研究不仅深化了我们对自然界的理解，还直接关系到我们日常生活的方方面面。 【1】SO2, silicate clouds, but no CH4 detected in a warm Neptune (在一个温暖的海王星上探测到了SO2、硅酸盐云，但没有探测到甲烷)：这篇文章介绍了对一个温暖的海王星进行的研究，发现其大气层中存在二氧化硫（SO2）和硅酸盐云，但没有探测到甲烷。这项研究有助于我们更好地理解行星大气层的组成和演化过程。 【2】Computational prediction of complex cationic rearrangement outcomes (复杂阳离子重排结果的计算预测)：这篇文章介绍了一种计算方法，可以预测复杂阳离子重排化学反应的结果。这项研究对于设计新的化学反应路径和合成有用的有机分子具有重要意义。（这个有点像预测蛋白结构的AlphaFold 2，但对象不同，本期还有一篇关于AlphaFold 2的论文，请看下文） 【3】Single-cell, whole-embryo phenotyping of mammalian developmental disorders (哺乳动物发育障碍的单细胞全胚表型分析)：这项研究报道了对101个小鼠胚胎进行单细胞RNA测序分析的结果，包括22个突变体和4个野生型基因型。这项研究为我们理解哺乳动物发育过程中的细胞分化和疾病机制提供了宝贵的信息。（从单细胞层面全面剖析哺乳动物胚胎发育障碍的原因） 【4】Bacterial cGAS senses a viral RNA to initiate immunity (细菌cGAS通过感知病毒RNA来启动免疫反应)：这项研究发现细菌cGAS能够感知由葡萄球菌噬菌体产生的结构化RNA分子，从而触发循环寡核苷酸的产生并引发细菌细胞死亡，这是一种跨领域保守的抗病毒防御机制。 【5】Imaging inter-valley coherent order in magic-angle twisted trilayer graphene (在魔角叠层三层石墨烯中成像间谷相干序)：这项研究利用扫描隧道显微镜对魔角叠层三层石墨烯的相关相进行成像，发现了相互作用驱动的空间对称性破缺的显著特征。 【6】The social and structural architecture of the yeast protein interactome (酵母蛋白相互作用网络的社会和结构体系)：这项研究利用高通量亲和富集结合质谱技术构建了一个饱和度很高的酵母蛋白相互作用网络，包括低丰度复合物、膜蛋白复合物和非可标记蛋白复合物。这对我们理解蛋白质相互作用网络的功能和调控机制具有重要意义。（更全面的真核细胞蛋白质互作，见前人所不能见！） 【7】Kinetic magnetism in triangular moiré materials (三角形莫尔叠层材料中的动力学磁性)：这项研究发现在MoSe2/WS2莫尔叠层结构中，通过动能最小化可以实现游离电子之间的铁磁相关，即使在没有交换相互作用的情况下也能产生铁磁关联。 【8】Embryo-scale reverse genetics at single-cell resolution (单细胞分辨率的胚胎尺度反向遗传学)：这项研究呈现了“斑马鱼胚胎干扰单细胞图谱”，这是一项对发育中斑马鱼胚胎进行单细胞转录组学数据收集的研究，覆盖了不同时间点和基因突变的情况。这有助于我们更好地理解发育过程中基因的调控和功能。（“单细胞+胚胎发育”还是很火啊！前面还有一篇哺乳动物发育障碍的文章） 【9】Minutes-duration optical flares with supernova luminosities (持续几分钟的具有超新星亮度的光学耀斑)：对AT2022tsd（也被称为“塔斯马尼亚恶魔”）的观测显示其光学耀斑持续几分钟，持续时间为数月，能量非常高，可能是非热的，并且具有超新星的亮度。 【10】CD201+ fascia progenitors choreograph injury repair (CD201+ 筋膜祖细胞组织修复)：这项研究发现小鼠和人类伤口愈合的时空调控是通过视黄酸和缺氧信号传导来实现的，这些信号调控了CD201+ 成纤维细胞祖细胞向促炎性和肌成纤维细胞状态的分化。这对我们理解伤口修复机制具有重要意义。（提示：随着年龄增长，伤口修复能力逐渐减弱！） 【11】Quantum gas mixtures and dual-species atom interferometry in space（空间中的量子气混合物和双种类原子干涉计）：该研究利用升级后的国际空间站多用户冷原子实验室（CAL）设备，在太空中同时创建两种原子同位素的玻色-爱因斯坦凝聚体（BECs），并利用其进行双种类原子干涉计，展示了异种间相互作用和双种类原子干涉计在太空中的应用意义。 【12】Potentiating glymphatic drainage minimizes post-traumatic cerebral oedema（增强脑淋巴系统排液有助于减轻创伤后脑水肿）：这项研究发现，创伤性脑损伤后，由于过度释放去甲肾上腺素，导致脑淋巴系统和淋巴流的抑制，进而导致急性脑水肿。通过潜在的增强脑淋巴系统排液，可以最小化创伤后的脑水肿，对脑损伤后的治疗具有重要意义。（提示：医生又要学习了！） 【13】Dynamic diagnosis of metamaterials through laser-induced vibrational signatures（通过激光诱导振动特征对超材料进行动态诊断）：该研究描述了一个高通量、非接触的框架，利用超材料的激光诱导振动特征来非破坏性地量化其全向弹性信息、动态线性特性、阻尼特性和缺陷，对超材料的诊断具有重要意义。 【14】Quasi-experimental evaluation of a nationwide diabetes prevention programme（全国糖尿病预防计划的准实验评估）：该研究对全球最大的糖尿病前期行为改变计划进行分析，提供因果证据表明，在规模上实施的生活方式建议和咨询可以改善关键的心血管风险因素，对全国范围内的糖尿病预防和管理具有指导意义。 【15】Illuminating protein space with a programmable generative model（用可编程生成模型照亮蛋白质空间）：这一研究介绍了一个名为Chroma的生成模型，它可以扩展蛋白质空间，让用户设计具有所需性能和功能的新蛋白质和蛋白质复合物。这对于蛋白质工程和医药研究具有重要意义。（Foldit改编的吧？！“Foldit是一个程序，它用人类的解谜思维来代替计算机算法中的一部分决策，把确定蛋白质的最佳三维形状设计成一个游戏，使得人们在游戏过程中也能对生物科学做出贡献。”） 【16】Aligned grains and scattered light found in gaps of planet-forming disk（在行星形成盘的间隙中发现排列的晶粒和散射光）：通过对HL Tau在870μm波长处的高分辨率偏振观测，发现盘中的间隙存在着具有明显方位角分量的偏振角度，以及比环更高的偏振度，这对于理解行星形成过程具有重要意义。 【17】Stress granules plug and stabilize damaged endolysosomal membranes（应激颗粒封堵和稳定受损内溶酶体膜）：这项研究发现，应激颗粒在细胞内膜受损的地方起到封堵和稳定作用，并促进膜修复，对于细胞内膜的生物学功能和维护具有重要意义。（应激，应急！） 【18】Single-cell CRISPR screens in vivo map T cell fate regulomes in cancer（体内单细胞CRISPR筛选绘制了癌症中T细胞命运调控组）：通过分析基因调控网络的因果关系，识别了介导CD8+细胞毒性T细胞逐渐分化的关键检查点，这一发现对于癌症免疫治疗，如细胞免疫治疗和免疫检查点阻断具有重要意义。 【19】Clostridioides difficile ferrosome organelles combat nutritional immunity（巴氏梭菌铁体器官对抗营养免疫）：研究发现，巴氏梭菌产生的铁体器官对于支持其在受炎症肠道的定植至关重要，突显了针对铁体器官形成作为一种抗微生物策略的潜在性，对于巴氏梭菌等重要病原体的抗菌治疗具有重要意义。 【20】Ultralow-resistance electrochemical capacitor for integrable line filtering（可集成线路滤波的超低电阻电化学电容器）：一种微型化的窄通道平面电化学电容器显示出极低的电极材料和电解质内的离子电阻，并且通过飞秒激光刻蚀降低通道宽度，实现了超高的面积电容，对于集成线路滤波具有重要意义。 【21】The extracellular matrix dictates regional competence for tumour initiation（细胞外基质决定肿瘤起始区的地区能力）：一项对小鼠进行的实验发现，致癌基因SmoM2的表达会在耳部表皮而非背部皮肤中诱发基底细胞癌，而这种易感性差异由细胞外基质调节，对于肿瘤发生的区域差异具有重要意义。（似乎挺好理解的，就是证明起来很难！） 【22】Vision-controlled jetting for composite systems and robots（复合系统和机器人的视觉控制喷射）：研究开发了一种自动化、高吞吐量的三维视觉控制喷墨沉积工艺，可以高分辨率、无接触地打印各种弹性模量不同的材料，从而创造复杂结构和机器人，对于未来制造和工程领域具有重要意义。 【23】Stepwise requirements for polymerases δ and θ in theta-mediated end joining（θ介导的端连接中δ和θ聚合酶的逐步要求）：这项研究发现，聚合酶δ在聚合酶θ介导的染色体断裂修复的多个步骤中起着重要作用，而这一途径是癌症治疗的靶点之一。 【24】Trait-based sensitivity of large mammals to a catastrophic tropical cyclone（大型哺乳动物对灾难性热带气旋的特性敏感性）：对莫桑比克戈龙戈萨国家公园一次严重风暴前后大型哺乳动物群落的跟踪研究发现，行为反应和生存与体型大小相关，体型较小的物种由于迁移能力有限和食物供应的变化，导致死亡率上升，对于了解气候变化对生态系统影响具有重要意义。 【25】Continuous symmetry breaking in a trapped-ion spin chain（囚禁离子自旋链中的连续对称性破缺）：利用具有多达23个自旋的一维囚禁离子量子模拟器，展示了一种依赖长程相互作用的连续对称性破缺相，对于量子物理和信息领域具有重要意义。 【26】Predicting multiple conformations via sequence clustering and AlphaFold2（通过序列聚类和AlphaFold2预测多种构象）：该研究利用序列聚类和AlphaFold2技术，预测蛋白质的多种构象，对于蛋白质结构预测和生物医药研究具有重要意义。 【27】Integrated global assessment of the natural forest carbon potential（全球自然森林碳潜力的综合评估）：通过地面采集和卫星推导模型的分析，揭示了全球除农业和城市用地外自然森林的碳潜力约为226亿吨，这些模型方法之间的差异仅为12%，对于全球森林管理和碳汇评估具有重要意义。
本期Nature封面内容： 星形系统 大多数动物的身体都是对称的——一端是头，另一端是尾，从上到下只有一条对称轴。但像海星和海胆这样的棘皮动物是不同的：它们有五重对称性，五条腿从中央的嘴里放射出来。在本周的封面中，Laurent Formery和他的同事揭示了这种不同寻常的身体计划是如何演变的（https://www./articles/s41586-023-06669-2）。研究人员使用RNA断层扫描绘制了蝙蝠星（Patiria miniata）的基因表达模式，如封面所示。他们发现，头状结构的基因沿着每条肢体的中线表达，与尾状结构有关的基因在每条肢体边缘的小管状脚中表达。海星也缺乏指定双侧生物躯干的基因。因此，研究人员认为棘皮动物大多是类似头部的动物。 |
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