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生物学
Biology
Protomelission is an early dasyclad alga and not a Cambrian bryozoan
寒武纪化石的新身份
(导读 领研网)化石记录可以揭示寒武纪时期动物的演化,但一种水生苔藓状无脊椎动物——苔藓动物(Bryozoa)——却一直在该时期的地层中缺失。本研究描述了来自中国南部小石坝生物群(Xiaoshiba Lagerstätte)的保存完好的Protomelission状化石,经鉴定,这些化石是一类底栖、光合藻类,属于绒枝藻目,并比较了Protomelission状化石与地理分布广泛的小型脊髓形状化石——寒武钉(cambroclaves),认为某些寒武钉可能也是绒枝藻。结果表明底栖的生物矿化藻类在寒武纪早期生态系统中的贡献可能比之前认为的更大。[论文详细信息]
Bacteria hijack a meningeal neuroimmune axis to facilitate brain invasion
细菌劫持硬脑膜神经免疫轴以促进脑部入侵
(导读 领研网)脑膜可以防止大脑内部软组织受损,单很容易遭受细菌攻击。目前科学界仍然无法完全掌握细菌攻击大脑引发感染的机制。本研究通过小鼠模型,发现肺炎链球菌感染6小时后汇抵达小鼠硬脑膜,释放细菌毒素,迅速激活硬脑膜中的痛觉神经元,导致个体产生剧烈的头痛。被激活的神经元还释放CGRP化学信号分子,与RAMP1受体结合刺激下游信号,最终可抑制免疫细胞功能,而细菌则可继续繁殖生长,引发炎症。[相关报道:“借刀杀人”策略玩得妙,细菌是这样入侵大脑的]
Molecular fate-mapping of serum antibody responses to repeat immunization
血清抗体应答重复免疫反应的分子命运图谱
(导读 阿金)血清抗体的保护效果取决于不同亲和力与特化的抗原特异性B细胞克隆体相互作用。但诸如原始抗原过失(OAS)的血清水平细胞动力学仍待阐释。本研究报告一套分子命运图谱绘制方法,可分别检测B细胞特化队列衍生的血清抗体,发现血清对连续同源增强的应答主要来自原发性队列B细胞,而随后来自原始B细胞诱导的新抗体应答得到强烈抑制。结果为深入理解OAS并设计、测试抗病原体疫苗提供新基础。[论文详细信息]
Macrophage fumarate hydratase restrains mtRNA-mediated interferon production
巨噬细胞富马酸水合酶抑制mtRNA介导的干扰素生成
(导读 阿金)代谢重组是巨噬细胞效应子功能的基础,但其中涉及的机制仍待阐释。本研究基于液相色谱-质谱法的无偏代谢组学方法,表明脂多糖刺激诱导出炎性天冬氨酸 - 精氨基琥珀酸分流,导致细胞溶质富马酸盐水平和富马酸盐介导的蛋白质琥珀化增加。而三羧酸循环酶富马酸水合酶(FH)的抑制会引发强烈的炎症反应,同时增加干扰素-β的生成。结果揭示了FH的保护性作用以维持适当的巨噬细胞细胞因子与干扰素应答。[相关报道:延胡索酸水化酶:巨噬细胞干扰素应答的维稳]
Fuarate induces vesicular release of mtDNA to drive innate immunity
富马酸盐诱导mtDNA囊泡释放以驱动先天免疫
(导读 阿金)富马酸水合酶(FH)突变引发遗传性平滑肌瘤病和肾癌。本研究通过小鼠模型分析肾脏中FH缺失的长期结果,FH缺失导致线粒体形态的早期变化,线粒体DNA(mtDNA)释放入胞浆中,激活STING-TANK结合激酶1(TBK1)通路的环状GMP-AMP合成酶(cGAS)-刺激因子,并触发炎症反应。该表型由富马酸盐介导,通过线粒体衍生囊泡选择性地发生。该结果揭示了细胞间富马酸盐诱导线粒体网络重组,生成线粒体衍生囊泡的机制。[相关报道:背靠背Nature丨延胡索酸诱导的线粒体相关先天免疫反应新机制]
Co-opting signalling molecules enables logic-gated control of CAR T cells
增选信号分子使CAR T细胞的逻辑门控成为可能
(导读 领研网)CAR T细胞已经成为治疗B细胞恶性肿瘤的一个重要工具,但其面临的主要障碍是无法与重要正常组织不共享的肿瘤特异性目标。本研究用细胞内近端T细胞信号分子取代了传统的CD3ζ结构域,设计了一种快速和可逆的Boolean-logic门控CAR T细胞平台--细胞内网络(LINK)CAR,表现出更强的功能和特异性,包括一个强大的瞬时和可逆的Boolean-logic和门控系统。该成果有助于进一步在临床上提升控制和增强CAR T细胞功能的能力。[论文详细信息]
Blebs promote cell survival by assembling oncogenic signalling hubs
胞泡通过组装致癌信号传导中枢促进细胞存活
(导读 领研网)anoikis耐药是癌症疾病进展的关键步骤,因为转移细胞经常失去与周围组织的牢固附着。本研究通过三维成像和细胞形态状态的操作显示,胞泡引发了质膜近端信号中枢的形成,这些信号中枢激活了ERK和PI3K通路,从而赋予细胞失巢凋亡的耐受性。结果表明气泡是一种有效的信号细胞器,能够将无数的细胞信息流整合到一致的细胞反应中。[论文详细信息]
Nucleolar URB1 ensures 3′ ETS rRNA removal to prevent exosome surveillance
核仁URB1消除3' ETS rRNA以防止外泌体监测
(导读 阿金)核仁是细胞核内最突出的无膜凝聚物,所包含的上百个蛋白质在核糖体RNA(rRNA)快速转录等过程中发挥各种作用。本研究使用高分辨率活细胞显微镜筛查了200个候选核仁蛋白,识别出12个向致密原纤维成分外周(PDFC)富集的蛋白。其中不健康的核糖体生物生成1(URB1)是静态的核仁蛋白质,确保3’端前体rRNA的锚定和折叠,以实现U8小核仁RNA识别以及后续的3’外转录间隔因子(ETS)的消除。结果为理解功能性亚核仁组织提供思路,有助于识别rRNA生熟过程中的关键步骤。[论文详细信息]
Structural basis for bacterial energy extraction from atmospheric hydrogen
从大气氢中提取细菌能量的结构基础
(导读 领研网)本研究在耻垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)中找到了一种耗氢酶,它可以将空气中的微量氢气转化为电流,这种酶被命名为“Huc”,Huc非常稳定,纯化的Huc可以长期储存,冷冻或加热至80℃后依然保持发电能力也完全有可能。研究人员表示Huc未来有有望为小型电子设备供电。[相关报道:能将空气转化为电能的“电池酶”]、
Future temperature extremes threaten land vertebrates
未来极端温度威胁陆地脊椎动物
(导读 阿金)极端高温事件的频率、持续时长和强度逐渐增加,预计到本世纪末得到进一步增强。本研究使用从1950年至2099年的日常最高温度数据量化未来暴露于高频率、长时期、高强度极端高温事件的陆地脊椎动物情况。到2099年,若温室气体排放居高不下,41.0%的所有陆地脊椎动物将直面极端高温事件,远超历史水平。若温室气体排放量处于中高水平以及中等水平,相对应的脊椎动物比例分别为28.8%与15.1%。而低排放则显著减少整体暴露情况(6.1%)。该结果揭示了亟需大量减少深度温室气体排放以降低脊椎动物暴露于极端高温的可能性。[论文详细信息]
化学
Chemistry
Control of stereogenic oxygen in a helically chiral oxonium ion
螺旋手性氧鎓离子中手性氧的控制
(导读 领研网)四面体碳立体中心的控制始终是现代合成化学的重要课题。本研究描述一种螺旋首宗三芳基氧鎓离子的设计、合成和表征,通过几何限制防止氧孤对的反转,反演的能垒大于110 k J / mol,并勾勒了分辨率过程。该结果表明这是唯一一个手性非消旋且构型稳定的分子,其中氧原子是唯一的立体中心。[论文详细信息]
Tunnelling measured in a very slow ion–molecule reaction
在非常缓慢的离子-分子反应中测量隧穿效应
(导读 领研网)量子隧穿效应允许能量小于势垒高度的粒子穿过势垒,但这种现象在化学反应中非常罕见。本研究利用离子阱捕获并冷却氘负离子,随后向其中引入氢气分子,使反应持续不同的实践,通过测量离子阱中产生的氢离子数量确定反应速率,确定每千亿次碰撞会发生一次量子隧穿。该结果为探究化学反应中的量子隧穿效应奠定新基础。[相关报道:首次在实验中捕捉到化学反应中的量子隧穿效应]
地球科学
Geoscience
The carbon sink of secondary and degraded humid tropical forests
次生和退化的潮湿热带森林碳汇
(导读 阿金)由于气候变化、森林砍伐以及火灾、伐木导致的森林退化,全球古老完整的热带潮湿森林重要的碳汇能力正在减弱。本研究量化了三大主要连续热带潮湿森林区域内恢复中林地的地上碳(AGC)汇情况:亚马逊、婆罗洲和中非。在恢复的头20年内,婆罗洲的重生速率分别比中非以及亚马逊的高出45%和58%。从1984年至2018年,重新生长的退化以及次生森林积聚了107 Tg C/year。因此,保护古老的森林资源仍是首要任务,有助于未来更大的碳汇潜力。[论文详细信息]
Regime shift in Arctic Ocean sea ice thickness
北冰洋海冰厚度的变化
(导读 领研网)气候变化通过物理或者生物地球化学特征的逐渐变化来表现。本研究利用1990年以来弗拉姆海峡北冰洋流出观测站的海洋系泊,持续直接测量海冰厚度,北极海冰出现了明显变化,其特征为厚冰减少超过50%,相比形状不规律的海冰,较薄、较均一的海冰有所增加。结果揭示了气候变化对北极海冰的长期持续影响,较薄、较均一的海冰会影响海洋混合以及冰层之下的海洋生态系统。[论文详细信息]
材料科学
Materials
Topological spin texture in the pseudogap phase of a high-Tc superconductor
高温超导体赝能隙相中的拓扑自旋织构
(导读 阿金)过去30多年来,凝聚态物理研究面临的一个重要挑战是理解具有高转变温度(Tc)铜氧化物的赝能隙(PG)现象。本研究首次在PG状态下低掺杂的铜酸盐(YBa2Cu3O6.5)中使用洛伦兹透射电子显微镜观测到拓扑自旋纹理。CuO2薄片中的自旋纹理特征表现为涡旋状磁化密度,长度约为100nm。同时还识别出拓扑自旋纹理所在的相图区域。本研究结果揭示了拓扑自旋纹理、PG态、电荷序以及超导性中存在的相互作用。[相关报道:清华/复旦/北大合作Nature:揭开PG状态下隐藏的TRS破缺之谜]
Ultrafast tunable lasers using lithium niobate integrated photonics
使用铌酸锂集成光子学制备超快可调激光器
(导读 阿金)基于铌酸锂(LiNbO3)可调谐集成激光器目前仍无法实现频率捷变、窄线宽的集成激光器。本研究在混合氮化硅(Si3N4)-铌酸锂(LiNbO3)光子平台上制备出具有快速谐调速率的可调谐集成激光器。使用该激光器,研究人员展开相干光学测距(FMCW LiDAR)的概念证明实验。该平台结合了氮化硅与铌酸锂薄膜的优势,实现精准的光刻控制、成熟的制造工艺与超低损耗。[论文详细信息]
Photonically active bowtie nanoassemblies with chirality continuum
具有手性连续性的光子活性蝴蝶结纳米组件
(导读 领研网)通过数学连续函数可以描述手性的几何特征,但在化学领域,手性常被视作分子的左或右二元特征,而非手性连续性。本研究表明具有各向异性的蝴蝶结性状的纳米结构微粒子表现出手性连续性,可制备成具有广泛可调谐性扭角、间距、宽度、厚度以及长度的微粒。蝴蝶结自限组装具备高度合成可复现性、尺寸单分散性以及几何计算可预测性。蝴蝶结纳米组装体还表现出强烈的圆二色性峰谱。[相关报道:将纳米粒扭成蝴蝶结]
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