生物学
Biology
Locus for severity implicates CNS resilience in progression of multiple sclerosis
位点病灶严重程度反映多发性硬化症进展过程中枢神经系统的恢复能力
（导读 阿金）多发性硬化症（MS）是中枢神经系统（CNS）的自身免疫性疾病，导致严重的神经退化症。本研究展开全基因组关联调查，在12584例病例中分析与年龄相关的MS严重程度，并在另外9805例病例中复现了发现结果。研究人员识别出DYSF-ZNF638位点中显著相关的rs10191329，DNM3-PIGC位点中相关的rs149097173和CNS组织中显著的遗传性富集。结果表面促进CNS恢复能力的关键作用机制，在MS中有潜力保留神经认知能力。[论文详细信息]
Circuit coordination of opposing neuropeptide and neurotransmitter signals
神经肽和神经递质信号的回路协调
（导读 阿金）中枢神经系统中神经元同时释放行动快速的神经递质和缓慢的调控性神经肽。本研究开发出一种基于基因的解剖中断程序，使用不同的DNA重组酶在两个不同脑区不同细胞类型中同时独立促进神经递质和神经肽相关基因的CRISPR-Cas9突变发生。结果证明具有相反信号的神经递质和神经肽能够通过不同细胞类型在不同时间尺度下发生作用，增强回路输出，优化行为。[论文详细信息]
BTN3A3 evasion promotes the zoonotic potential of influenza A viruses
BTN3A3 逃逸促进甲型流感病毒的人畜共患潜力
（导读 领研网）甲型禽流感病毒（IAVs）向人类传播的的病毒外溢事件是引发未来大流行病的第一步。本研究识别出人类BTN3S3是禽类IAVs的强效抑制因子，在人类呼吸道表达的BTN3A3及其抗病毒活性演化自灵长类动物，而禽流感病毒对于BTN3A3抗病毒功能的规避促使其外溢至人类。结果表明BTN3A3的敏感性可以作为重要因素评估禽流感病毒的外溢风险。[相关报道：禽流感病毒为什么能感染人类？Nature研究发现了关键的基因突变]
B-cell-specific checkpoint molecules that regulate anti-tumour immunity
调节抗肿瘤免疫的 B 细胞特异性检查点分子
（导读 阿金）抗肿瘤免疫疗法中B细胞的作用仍具争议。本研究使用高通量流式细胞术、bulk测序和单细胞RNA测序、B细胞受体测序分析了B16F10黑色素瘤生长过程中的B细胞，确定一类B细胞亚群，会在肿瘤小鼠模型中随着时间推移在引流淋巴结内特异性扩增。在扩增过程中表达细胞表面分子T细胞免疫球蛋白，粘蛋白结构域1，表现出独特的转录特征。结果表明操控表达TIM-1的B细胞可激活适应性免疫机制，促进抗肿瘤免疫疗效，抑制肿瘤生长。[论文详细信息]
Loss of CDK4/6 activity in S/G2 phase leads to cell cycle reversal
S/G2 期间 CDK4/6 活性丧失导致细胞周期逆转
（导读 阿金）在哺乳动物细胞内，增殖决定是不可逆的，发生在细胞周期的限制点内，此时有丝分裂信号传导在细胞周期蛋白A2/细胞周期蛋白依赖性激酶2（CDK2）和视网膜母细胞瘤蛋白质之间传递正向反馈回路。本研究则表明，增殖决定完全可逆，所有循环中的细胞在缺乏有丝分裂的情况下退出细胞周期。有丝分裂和细胞周期退出之间的时间竞赛源于周期蛋白A2/CDK2的活性，取决于贯穿细胞周期始终的CDK4/6活性。该结果揭示了限制点现象的基本分子机制。[论文详细信息]
Phase separation of FSP1 promotes ferroptosis
FSP1相分离促进铁死亡
（导读 领研网）铁死亡是一种以铁依赖性脂质过氧化为特征的非凋亡细胞死亡。本研究通过小分子文库筛选，鉴定并开发新一代FSP1抑制剂icFSP1。这种抑制剂会竞争性抑制FSP1酶活性，而在铁死亡前触发FSP1的亚细胞重新定位和相分离，抑制肿瘤生长。该结果为靶向FSP1依赖性相分离作为一种有效的抗癌治疗手段提供了理论依据。[相关报道：Nature | 触发相分离促进铁死亡的全新癌症治疗范式]
Histone modifications regulate pioneer transcription factor cooperativity
组蛋白修饰调节先锋转录因子协同性
（导读 领研网）先锋转录因子可以结合被压缩在核小体内的DNA序列。本研究报告了人类OCT4与包含人类LIN28B或者nMATN1 DNA序列的核小体结合后的复合物冷冻电镜结构，发现OCT4的柔性激活结构域结合组蛋白H4的N端，引起核小体的结构变化，从而促进染色质的解压缩并重新定位核小体，表观遗传修饰可以调控OCT4的活性，以确保适当的细胞重编程。[相关报道：Nature | 组蛋白修饰调控先锋转录因子的协同性]
Cooperation between bHLH transcription factors and histones for DNA access
bHLH 转录因子和组蛋白之间协作获取 DNA
（导读 领研网）转录因子的bHLH家族识别称为CANNTG的DNA基序。本研究报告了E-boxes被两种结构上不同的bHLH蛋白质的染色质化过程：原癌基因MYC-MAX和昼夜转录因子CLOCK-BMAL1。这两种转录因子都优先与核小体进入-退出位点附近的E-boxes结合。MYC-MAX或者CLOCK-BMAL1触发DNA从组蛋白中释放出来，并获得可及性。[论文详细信息]
Relaxed targeting rules help PIWI proteins silence transposons
宽松的靶向规则有助于 PIWI 蛋白沉默转座子
（导读 阿金）在真核生物中，小RNA引导子指导AGO-分支Argonaute蛋白质来调控基因表达，保护基因组对抗外来威胁。本研究报告PIWI蛋白质不同于AGO蛋白质，可有效剪切只部分与piRNA引导子配对的转座子。PIWI剪切可容忍任何靶核苷酸的错配。结果揭示了PIWI 的生物学优势，也解释了piRNA通路在动物演化过程中保留下来的原因。[论文详细信息]
Cryo-EM structure of SARS-CoV-2 postfusion spike in membrane
膜中新冠病毒融合后刺突的冷冻电镜结构
（导读 阿金）新冠病毒SARS-CoV-2进入宿主细胞取决于病毒编码刺突蛋白的再折叠。本研究报告脂质双层中完整融合后刺突的冷冻电镜结构，表征了融合反应的单膜产物，从结构上定义了功能关键的膜互作片段，包括融合肽和跨膜锚定蛋白。结果加深了我们对膜环境中的刺突蛋白质的理解，有助于引导全新的干预策略研发。[论文详细信息]
EMC chaperone–CaV structure reveals an ion channel assembly intermediate
EMC伴侣蛋白-CaV结构揭示离子通道组装中间体
（导读 领研网）电压门控离子通道（VGICs）由多个结构单元组成，其组装对其功能是必需的。本研究报告人类大脑和心脏CaV1.2与CaVβ3以及伴侣蛋白内质网膜复合物（EMC）结合的冷冻电镜结构，以及组装的aV1.2/CaVβ3/CaVα2δ-1通道的结构。解析结果展示了EMC-client复合物的角度，定义了与client通道相互作用的EMC位点，展开了CaVα2δ的互作位点。结果所揭示的CaV组装中间体以及EMC 与client结合位点对VGICs和其他膜蛋白的生物发生具有潜在广泛的影响。[论文详细信息]
人工智能
Artificial Intelligence
Health system-scale language models are all-purpose prediction engines
医疗系统语言模型是通用预测引擎
（导读 领研网）临床预测模型帮助医生和管理者通过预测临床和运营事件进行决策制定。本研究使用人工智能训练医学语言模型NYUTron，并微调以适应各种预测任务，包括再入院预测、死亡率预测、合并症预测、住院时间以及保险索赔拒绝预测等。NYUTron的准确率为78.7-91.9%，高于传统模型数据。结果证明了使用临床进行文本预训练并进行适当的微调增加了模型的性能。[论文详细信息]
天文学
Astronomy
Galaxies in voids assemble their stars slowly
宇宙空洞中的星系形成缓慢
（导读 小天）宇宙中的星系以网状结构分布在空间内，通过不同大尺度环境来表征：致密星簇，延伸的丝状结构，片状星系壁以及低密度区域，如宇宙空洞。本研究表明与密度更高的大规模环境中的星系相比，空洞星系的恒星形成历史（SFH）更加缓慢，而且还存在两类主要的SFH类型：短时间尺度星系以及长时间尺度星系，但其内部的星系演化速度都慢于其他宇宙结构。[论文详细信息]
Resolved imaging confirms a radiation belt around an ultracool dwarf
分辨率成像证实超冷矮星周围存在辐射带
（导读 小天）辐射带普遍存在于太阳系行星磁层中，可以捕获粒子并将其加速到接近光速。本研究报告了超冷矮星LSR J1835 + 3259的高分辨率成像观测结果，其持续、强烈的射电辐射图像现实该天体强大的磁场中存在高能电子，类似于木星辐射带射电图像的双叶结构。[论文详细信息]
地球科学
Geoscience
A warming-induced reduction in snow fraction amplifies rainfall extremes
变暖引起的降雪量减少加剧了极端降水量
（导读 领研网）随着全球变暖持续影响地球，极端降水事件的强度和频率预计也会随之增加。本研究将 1950 至 2019 年的气候观测数据与地球系统模型对截至 2100 年的未来预测相结合，结果发现，气候变暖正在使北半球高海拔地区的极端降水增加，尤其是通常以降雪为主的地区。气温每升高 1 °C，极端降水事件的强度预计会增加 15%。该结果或有助于指导基础设施和减缓策略。[相关报道：气候变暖将使北半球极端降水风险上升]
Plastic pollution on the world’s coral reefs
世界珊瑚礁的塑料污染
（导读 阿金）珊瑚礁正丧失其维持自身生物功能的能力。本研究调查了太平洋、大西洋和印度洋盆地25处区域的84种浅层与深层珊瑚礁生态系统，结果表明大部分地区都存在人类活动产生的塑料垃圾残片，甚至包括地球上最偏远、近乎原始状态的珊瑚礁，其中88%的人造垃圾是大塑料垃圾，在深层水域珊瑚礁内数量达到峰值，而捕鱼活动是塑料垃圾的主要源头。结果表明要解决全球塑料污染问题，理解其分布和驱动因子有助于为设计处理策略提供关键信息。[论文详细信息]
Plastic debris in lakes and reservoirs
湖泊和水库中的塑料碎片
（导读 阿金）塑料垃圾广泛分布于全球淡水生态系统中。本研究展开了标准化跨国调查，评估了淡水系统内的塑料碎片丰度和类型，在全球38处湖泊和水库取样表面水之后，旨在确定与塑料垃圾增加相关的因素，在所有调查的水域种都发现了塑料碎片，表明这些生态系统在塑料污染循环过程中发挥关键作用。结果揭示了两类尤其容易被塑料污染的湖泊类型：人口密度高的城市化地区内的湖泊和水库，以及沉积面积高、蓄水时间长、人类活动影响深的湖泊和水库。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
Organic–inorganic covalent–ionic molecules for elastic ceramic plastic
弹性陶瓷塑料的有机-无机共价-离子分子
（导读 领研网）新兴有机-无机杂化材料的优良特性在众多领域中发挥重要作用。本研究将有机共价硫辛酸(TA)和无机离子碳酸钙低聚物(CCO)通过酸碱反应结合，形成TA-CCO杂化分子，其涉及有机TA链段和无机CCO链段共聚的双重反应性产生了各自的共价和离子网络，通过TA-CCO复合物相互连接，在所得杂化材料poly(TA-CCO)中形成共价-离子双连续结构，确保材料的可再加工性和可塑性以及热稳定性。[相关报道：突破材料分类界限：浙江大学团队创造“弹性陶瓷塑料”]
Linear-in-temperature resistivity for optimally superconducting (Nd,Sr)NiO2
超导 (Nd,Sr)NiO2 的线性温度电阻率
（导读 菜菜）超导镍酸盐发展一个关键的挑战在于材料的合成。本研究报告在最佳Sr掺杂的Nd0.8Sr0.2NiO2H外延薄膜中，二次离子质谱显示了大量的H以Nd0.8Sr0.2NiO2Hx (x≅0.2-0.5)的形式存在。且掺杂H的材料电子结构更加二维化，可能与观测到的超导性有关。结果强调H是外延无限层镍合金超导性的重要组成部分。[论文详细信息]
物理学
Physics
Single-electron spin resonance detection by microwave photon counting
微波光子计数检测单个电子的自旋共振
（导读 阿金）电子自旋共振谱是表征顺磁性杂质的方法，目前使用自旋依赖光致发光、传输测量和扫描探针技术可达到单个电子自旋的灵敏度。本研究在毫开温度下，使用微波光子计数，通过自旋荧光检测展示了单电子磁共振。研究人员检测了与高质量因子平面超导谐振器耦合的白钨矿晶体中的单个顺磁性铒离子，荧光信号揭示了光子反聚束现象，证明其源自单个发射器。结果表明单电子检测有潜力用于磁共振和量子计算。[论文详细信息]
Quantum-enhanced Markov chain Monte Carlo
量子增强马尔可夫链蒙特卡罗
（导读 领研网）量子计算机许诺能以更快的速度解决计算问题，然而，目前的量子处理器受限于其尺寸和错误率。本研究设计并在实验条件下验证了一种量子算法，类似于马尔科夫链蒙特卡洛（MCMC）算法变体，利用量子计算机在提议步骤中产生样本，当提议步骤与标准的接受或拒绝步骤相结合时，可验证收敛性。结果证明量子版增强策略的收敛速度比经典版更快，该结果为早期含噪声量子计算机生成有效解决方案提供新思路。[论文详细信息]
Single-photon absorption and emission from a natural photosynthetic complex
天然光合复合体的单光子吸收和发射
（导读 领研网）光合作用能够将光能转化为生命体所需的化学能，该过程需要各种复杂的含金属元素色素、蛋白质、酶和辅酶的参与。本研究搭建了一种通过自发参量下转换（SPDC）过程产生一对光子的光子源，所使用的光吸收结构是LH2，能够吸收波长800nm的光子。结果证明单个光子就足以引发一些生命过程。[相关报道：一个光子，启动地球生命关键过程 | Nature]
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