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生物学
Biology
The connectome of an insect brain
昆虫大脑的神经连接组
(导读 领研网)果蝇是连接组研究的理想模型,具备学习、导航、处理气味以及权衡一项行动的收益和风险的复杂行为。本研究用纳米分辨率的电子显微镜捕捉了一只诞生 6 小时的黑腹果蝇幼虫的大脑图像,随后使用计算机辅助程序精确定位神经元和突触,最终确定了 3016 个神经元,其中 93% 与对侧大脑半球的伙伴神经元配对,绘制出第一张完整的昆虫全脑图谱。[相关报道:跨越50年的突破!《科学》研究绘制首个昆虫大脑图谱,离人类又近一步]
Protein-metabolite interactomics of carbohydrate metabolism reveal regulation of lactate dehydrogenase
碳水化合物代谢的蛋白质代谢物相互作用组学揭示乳酸脱氢酶的调节
(导读 阿金)代谢网络相互关联并影响各种细胞过程。本研究结合平衡透析与质谱分析,发现系统变构(MIDAS)以识别蛋白质代谢相互作用,分析了来自人体碳水化合物代谢的33种酶之后,确认了830种蛋白质代谢相互作用,包括已知的调节因子、底物以及产物,还有先前未知的相互作用。这些相互作用有助于动态的组织特异性代谢灵活性,帮助不断变化的营养环境中的组织生长和存活。[相关报道:一种可用于鉴定蛋白-代谢物互作的高灵敏度工具:MIDAS]
MINFLUX dissects the unimpeded walking of kinesin-1
MINFLUX解析kinesin-1蛋白运动成像
(导读 阿金)本研究介绍一套MINFLUX干涉显微镜,可记录蛋白质运动,时空精度达到每毫秒1.7纳米,研究人员使用MINFLUX分析了kinesin-1马达蛋白质在微管上运动的步伐大小、构象变化、及其在ATP结合以及水解时与微管结合状态。该结果表明MINFLUX可量化在扰动最小情况下蛋白质亚毫秒级的构象变化。[论文详细信息]
Direct observation of motor protein stepping in living cells using MINFLUX
使用MINFLUX直接观察活细胞中马达蛋白的运动过程
(导读 阿金)本研究使用最新超分辨技术MINFLUX,在二维和三维内实现具有纳米空间和毫秒时间分辨率的单个荧光团活细胞跟踪,解析出马达蛋白质kinesin-1在活细胞微管上行走的精准逐步运动过程。该成果有助于进一步解析出具有原丝分辨率的微管细胞骨架结构。[论文详细信息]
Social signal learning of the waggle dance in honey bees
蜜蜂舞蹈的社会信号学习
(导读 阿金)蜜蜂使用一套复杂的空间参考交流形式——摇摆舞蹈,来相互告知资源方向、距离和质量。本研究表明蜜蜂跳正确的摇摆舞蹈需要通过社交学习,蜜蜂在首次跳舞之前如果没有机会跟随其他蜜蜂跳过的话,舞蹈将更乱七八糟:摇摆角度更大,错误明显,给出错误的距离信息。而曾跟着其他蜜蜂学过舞蹈的蜜蜂第一次跳舞就不会出错。该结果表明社交学习也存在于除人类、鸟类等其他动物种群中。[相关报道:登上《科学》封面!中国科学家揭开了蜜蜂学会跳舞的秘密]
Droplet-based forward genetic screening of astrocyte–microglia cross-talk
基于液滴的星形胶质细胞-小胶质细胞串扰的正向遗传筛选
(导读 阿金)中枢神经系统内的细胞-细胞相互作用在神经疾病中发挥重要作用。本研究研发出一套正向遗传筛选平台:结合CRISPR-Cas9串扰、油包液滴中的细胞共培养以及微流荧光激活液滴分选,建立SPEAC-seq,并用于检测细胞互作的正向遗传筛选,从而有助于高通量系统性地识别细胞间通讯机制。[论文详细信息]
High level of novelty under the hood of convergent evolution
趋同演化背后的高度新颖性
(导读 阿金)对于物种在何种程度上使用同源调控结构来实现表型趋同仍知之甚少。本研究表征了发育中的翅膀组织中的染色质可及性和基因表达,比较了一对拟态蝴蝶物种之间的趋同调节结构,数据揭示了基因整合入翅膀模式发育的不同突变通路。发现结果可以通过在拟态独立演化过程中高水平的发育漂变和演化趋同性来解释。[论文详细信息]
Dwarfism and gigantism drive human-mediated extinctions on islands
极端体型驱动人类介导的岛屿动物灭绝
(导读 阿金)长期以来,科学家认为岛屿是独特的演化舞台,出现形态各异的物种,例如侏儒与巨人。本研究整合了全球2300万年间岛屿与古代岛屿上1231种现存物种和350种灭绝物种,评估了岛屿哺乳动物内的体型演化对其脆弱性的影响,以及人类的到来如何影响其过去直至现在的灭绝,发现最高程度的灭绝倾向和濒危风险发生在极端体型的岛屿动物中群内,或极小如侏儒,或极大如巨兽。而且哺乳动物的灭绝风险还伴随着现代人类的登岛,速度加快了10倍以上。[论文详细信息]
物理学
Physics
Observation of photon-photon thermodynamic processes under negative optical temperature conditions
负光学温度条件下光子-光子热力学过程的观测
(导读 阿金)统计力学要求只要系统内部能量没有上限,那系统温度为正。但如果没有满足该条件,高阶能态在热动力学上成为主要能态,就有可能获得负温度。本研究通过热力学微正则光子系统中的纯非线性光子-光子相互作用,展示了实现光学负温度的等熵膨胀-收缩和焦耳膨胀。该方法为探索新光学热机提供新思路,并对光学外的其他玻色子系统产生影响。[论文详细信息]
Quantum state–resolved molecular dipolar collisions over four decades of energy
跨越四个能级的量子态分辨分子偶极碰撞
(导读 阿金)冷极化分子之间的碰撞是极具吸引力的前沿研究,但难以在实验中探测到。本研究测量了一氧化氮(NO)和氘化氨(ND3)分子在0.1/cm到580/cm能量范围内的非弹性碰撞横截面。当能量低于约100/cm的相互作用势能深度时,研究人员观测到源自特定U型轨迹的向后光环,而当能量低于0.2/cm时,则观测到Langevin捕获模型的崩塌,原因为碰撞过程中被抑制的互相极化有效关闭了分子偶极矩。该结果揭示了低能偶极碰撞过程中具有相反宇称的近简并旋转能级的关键作用。[论文详细信息]
其他
【Chemistry-化学】Enantioselective electrochemical cobalt-catalyzed aryl C–H activation reactions
对映选择性电化学钴催化芳基碳-氢活化反应
(导读 领研网)对映体选择性氧化还原转化通常依靠昂贵的过渡金属作为催化剂,而电催化则是一种更可持续性的替代性手段。本研究使用钴代替贵金属催化剂进行不对称氧化,实现析氢反应(HER)偶联的对映选择性芳基碳-氢键活化反应,实现了羧酸酰胺高度对映选择性碳-氢和氮-氢键环化。而钴介导的电催化有助于制备各种磷(P)立体生成化合物。[相关报道:对映选择性C-H键活化新策略]
【Materials-材料】Topologically localized excitons in single graphene nanoribbons
单个石墨烯纳米带中的拓扑局域激子
(导读 领研网)原子精度的石墨烯纳米带(GNRs)的固有光电特性仍待深入探索。本研究探测了金属表面合成的GNRs激子发射,STM诱导的荧光光谱揭示了局域暗激子的发射,与GNRs的拓扑端态相关。该结果为继续研究石墨烯纳米结构中激子、振子和拓扑结构之间的相互作用提供新思路。[相关报道:石墨烯纳米带中的拓扑局域激子]
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