【原】最新13篇Science：皮肤免疫性别差异、海藻中的固氮细胞器、大肠杆菌DNA旋转酶捕获DNA交叉的结构基础、全球土壤无机碳

GCTA 2024-04-12 发布于云南

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最新一期Science期刊（IF=56.898）共发表13篇研究论文，主题内容包括：

1. 环氧胺热固性材料的闭环回收：利用甲醇解法实现了环氧胺热固性材料的闭环回收，有望解决塑料废弃物问题，促进塑料循环利用。
2. 皮肤免疫中的性别差异：研究揭示了雄激素、ILC2和树突状细胞在皮肤免疫中的相互作用，为性别特异性免疫调节策略的开发提供了线索。
3. 扭结带对合金抗断裂性能的作用：揭示了扭结带在提高难熔中熵合金抗断裂性能方面的机制，为设计更强韧的合金提供了参考。
4. 高熵陶瓷电容器的超高能量存储：介绍了利用多形松弛相的高熵陶瓷电容器实现超高能量存储的方法，有望推动电容器技术的发展。
5. 反转钙钛矿太阳能电池的电荷提取效率改善：通过双位结合配体改善了反转钙钛矿太阳能电池的电荷提取效率，有望提高太阳能电池的转换效率。
6. 脊髓感觉运动适应的神经调控机制：揭示了两种抑制性神经元在脊髓感觉运动适应过程中的调控作用，为神经科学研究和神经系统疾病治疗提供参考。
7. 大规模光子芯片 Taichi 的应用于人工通用智能：介绍了大规模光子芯片 Taichi，有望提高人工通用智能每瓦功耗效率，推动人工智能技术的发展。
8. 薄粘附油膜导致油中水的异常稳定混合物：发现了薄粘附油膜导致油中水的异常稳定混合物现象，有望改进油水分离技术。
9. 磁性巨星经历了恒星合并：报道了一个磁性巨星经历了恒星合并的情况，有助于理解恒星演化过程。
10. 海藻中的固氮细胞器：揭示了海藻中存在固氮细胞器的发现，对于海洋生态系统的氮循环具有重要意义。
11. 四维原子量子霍尔系统的实现：实现了一个四维原子量子霍尔系统，有望深入探索拓扑量子物态及其在量子信息处理和量子计算中的应用。
12. 大肠杆菌DNA旋转酶捕获DNA交叉的结构基础：揭示了大肠杆菌DNA旋转酶捕获DNA交叉的结构基础，有助于理解DNA修复和遗传信息传递的分子机制。
13. 全球土壤无机碳的规模、分布和脆弱性：研究了全球土壤无机碳的规模、分布和脆弱性，对于全球碳循环和气候变化研究具有重要意义。
这些研究各自都在不同领域做出了重要贡献，展示了科学研究的多样性和广泛应用的潜力。

本期Science论文汇总：

【1】Closed-loop recyclability of a biomass-derived epoxy-amine thermoset by methanolysis（甲醇解法闭环回收生物质衍生的环氧胺热固性材料）：该研究介绍了一种利用甲醇解法实现环氧胺热固性材料闭环回收的方法。这对于解决塑料废弃物问题，实现塑料循环利用具有重要意义。

【2】Sexual dimorphism in skin immunity is mediated by an androgen-ILC2-dendritic cell axis（皮肤免疫中的性别差异由雄激素-ILC2-树突状细胞轴介导）：该研究揭示了皮肤免疫中性别差异的机制，涉及雄激素、ILC2和树突状细胞的相互作用。这有助于深入了解性别在免疫反应中的作用，为性别特异性免疫调节策略的开发提供了重要线索。

【3】Kink bands promote exceptional fracture resistance in a NbTaTiHf refractory medium-entropy alloy（扭结带促进NbTaTiHf难熔中熵合金的异常断裂抗性）：该研究揭示了扭结带在提高NbTaTiHf难熔中熵合金抗断裂性能方面的作用机制，为设计更强韧的合金提供了重要参考。

【4】Ultrahigh energy storage in high-entropy ceramic capacitors with polymorphic relaxor phase（多形松弛相高熵陶瓷电容器的超高能量存储）：该研究介绍了一种利用多形松弛相的高熵陶瓷电容器实现超高能量存储的方法。这有望推动电容器技术的发展，提高能量存储效率，对于电子设备的性能提升具有重要意义。

【5】Improved charge extraction in inverted perovskite solar cells with dual-site-binding ligands（双位结合配体改善反转钙钛矿太阳能电池的电荷提取）：该研究介绍了一种利用双位结合配体改善反转钙钛矿太阳能电池电荷提取效率的方法。通过此项研究，可以提高太阳能电池的转换效率，推动太阳能技术的发展，有助于解决能源危机和减缓气候变化。

【6】Two inhibitory neuronal classes govern acquisition and recall of spinal sensorimotor adaptation（两种抑制性神经元类别调控脊髓感觉运动适应的获取和回忆）：该研究揭示了两种抑制性神经元类别在脊髓感觉运动适应获取和回忆过程中的调控作用。这有助于深入理解神经系统的运作机制，为神经科学研究和神经系统疾病治疗提供重要参考。

【7】Large-scale photonic chiplet Taichi empowers 160-TOPS/W artificial general intelligence（大规模光子芯片 Taichi 推动每瓦功耗160 TOPS的人工通用智能）：该研究介绍了一种大规模光子芯片 Taichi，可以提高人工通用智能每瓦功耗达到160 TOPS的效率。这将推动人工智能技术的发展，提高智能设备的性能，对于推动人工智能在各个领域的应用具有重要意义。

【8】Thin adhesive oil films lead to anomalously stable mixtures of water in oil（薄粘附油膜导致油中水的异常稳定混合物）：该研究发现了薄粘附油膜导致油中水的异常稳定混合物的现象。这项发现有助于深入理解油水混合物的稳定性机制，对于油水分离技术的改进具有潜在的应用价值。

【9】A magnetic massive star has experienced a stellar merger（一个磁性巨星经历了恒星合并）：该研究报道了一个磁性巨星经历了恒星合并的情况。这一发现有助于我们理解恒星演化过程中的复杂现象，对于恒星形成和演化理论的完善具有重要意义。

【10】Nitrogen-fixing organelle in a marine alga（海藻中的固氮细胞器）：该研究揭示了海藻中存在固氮细胞器的发现。固氮细胞器的存在可能为海洋生态系统的氮循环提供了新的认识，对于理解海洋生态系统的营养循环和生态平衡具有重要意义。

这项研究揭示了一种与氮固定微生物合作的碳固定真核生物，它们需要氮来生长。人们曾猜测真核生物可能拥有一个由内共生衍生出来的氮固定细胞器，称为“硝化细胞器”。Coale等人研究了一种带有蓝细菌内共生体的海洋藻类，使用软X射线断层扫描技术可视化了藻类的细胞形态和分裂过程，揭示了一个协调的细胞周期，其中内共生体分裂并均匀分裂，类似于这些细胞中的质体和线粒体的情况。蛋白质组学揭示，这种结构中的相当一部分蛋白质由藻类基因编码并从藻类中导入，包括许多对生物合成、细胞生长和分裂至关重要的蛋白质。这些结果为从内共生体转变为真正的细胞器提供了迷人的视角。

原文摘要：在进化过程中，共生相互作用对叶绿体和线粒体这两种介导真核生物碳和能量代谢的细胞器的演化至关重要。生物氮固定是将丰富的大气氮气体（N2）还原为生物可利用的氨的关键代谢过程，由原核生物独家执行。UCYN-A是一个代谢精简的N2固定蓝细菌，此前报道为一种海洋单细胞藻类的内共生体。在这里，我们展示了UCYN-A已经紧密融入到藻类细胞结构和细胞器分裂中，并且它导入了由藻类基因编码的蛋白质。这些都是细胞器的特征，表明UCYN-A已经超越了内共生，起到了一个早期进化阶段的N2固定细胞器的功能，或者称之为“硝化细胞器”。

【11】Realization of an atomic quantum Hall system in four dimensions（四维原子量子霍尔系统的实现）：这项研究实现了一个四维原子量子霍尔系统，这是在四维空间中模拟量子霍尔效应的重要进展。通过在更高维度的系统中实现量子霍尔效应，研究人员可以更深入地探索拓扑量子物态及其在量子信息处理和量子计算中的潜在应用。

【12】Structural basis of DNA crossover capture by Escherichia coli DNA gyrase（大肠杆菌DNA旋转酶捕获DNA交叉的结构基础）：这项研究揭示了大肠杆菌DNA旋转酶捕获DNA交叉的结构基础。了解这一基础结构有助于深入理解DNA修复和遗传信息传递过程中的分子机制，对于药物设计和抗菌药物开发具有重要意义。

【13】Size, distribution, and vulnerability of the global soil inorganic carbon（全球土壤无机碳的规模、分布和脆弱性）：该研究研究了全球土壤无机碳的规模、分布和脆弱性。深入了解土壤无机碳的情况对于全球碳循环和气候变化研究具有重要意义，有助于指导土地管理和环境保护政策的制定。

本期Science封面内容：