生物学
Biology
Synonymous mutations in representative yeast genes are mostly strongly non-neutral
代表性酵母基因的同义突变大多呈强非中性
（导读 一晴）基因编码区中的同义突变不改变蛋白质序列，因此常被认为是中性的无义突变。为了验证这一假设，本研究在21个具有不同功能和表达水平的内源性基因中构建了8341个酵母突变体，每个突变体携带一个同义、非同义或无义突变，并测量了它们在充分培养基中相对于野生型的适应度。结果表明，四分之三的同义突变导致了适应度的显著降低。在变化的环境中，相对于同义突变体，无害的非同义突变体能够被保留下来。研究结果表明，大多数同义突变呈现强非中立性。[相关报道：教科书又要改写了！《自然》：有害突变远比我们认为的更多]
Spatiotemporal dynamics of noradrenaline during learned behaviour
学习行为过程中去甲肾上腺素的时空动态
（导读 领研网）去甲肾上腺素由蓝斑核产生，在整个大脑中产生广泛的影响。本研究通过探查蓝斑核在强化学习中的作用，或通过试错来学习，总结小鼠接受不同音频时扛杆推动的表现，发现去甲肾上腺素促进了在回报不确定的情况下为获得奖励而冒险的行为。而产生去甲肾上腺素信号的神经元将大部分输出发送到运动皮层，包括前额叶皮层，刺激动物采取行动。[相关报道：《自然》揭示：发生意外时，大脑中发生了什么？]
Molecularly defined circuits for cardiovascular and cardiopulmonary control
心血管和心肺控制的分子定义回路
（导读 阿金）交感和副交感神经系统调控内部器官的活动，但其组成的神经元和回路分子与功能多样性仍待解释。本研究剖析了小鼠心脏副交感控制回路，发现脑干疑核（Amb）中心脏支配神经元由两个分子、解剖结构和功能不同的亚型构成，并形成两条并行回路，既选择性控制心脏功能，又协调心肺功能。该发现为治疗心脏和肺脏疾病提供新思路。
Lifelong multilineage contribution by embryonic-born blood progenitors
胚胎生产的血液祖细胞发挥终生的多谱系贡献
（导读 领研网）长久以来学界认为自胚胎期起，由内皮细胞转化而来的造血干细胞持续分化出各种类型的血细胞。本研究使用原位条形码跟踪与命运图谱评估了成年小鼠血液的发育和克隆起源，发现在内皮细胞向造血细胞转换过程后不久，大量出现另一类祖细胞——胚胎多能祖细胞（eMPP）。在幼年小鼠体内eMPP是血细胞的主要来源，随着年龄增长，成年后eMPP逐渐减少，造血干细胞才占据主导位置。[相关报道：血液是怎么形成的？我们可能一直弄错了]
Discovery of bioactive microbial gene products in inflammatory bowel disease
在炎症性肠病中发现生物活性微生物基因产物
（导读 一晴）在炎症性肠病(IBD)等情况下，微生物群落及其相关生物活性物质常被破坏。本研究鉴定了超过340,000个与IBD期间的肠道炎症相关的潜在生物活性蛋白家族，为微生物组中参与宿主和微生物细胞-细胞通信的蛋白质子集提供生物活性证据。进一步揭示了肠杆菌菌毛蛋白的免疫原性差异，以及血友病因子同源物在依赖于粘蛋白水平的拟杆菌生物膜形成过程中的贡献。该结果扩大了人们对慢性疾病状态下潜在生物活性基因产物的理解，为潜在治疗化合物和靶点提供基础。
The role of NSP6 in the biogenesis of the SARS-CoV-2 replication organelle
NSP6 在 SARS-CoV-2 复制细胞器生物发生中的作用
（导读 阿金）新冠病毒SARS-CoV-2会构建膜结合复制细胞器，实现RNA复制。本研究识别出病毒非结构型蛋白（NSPs），生成SARS-CoV-2复制细胞器。NSP3和NSP4生成DMVs，而NSP6通过寡聚化和两亲螺旋，拉动ER膜，建立连接子。研究人员确认了NSP6的三大主要作用：过滤复制细胞器和ER之间的通信；定位组织DMV簇；介导与脂滴（LDs）的连接。该结果为理解新冠病毒NSP6的生物活性提供新思路。
Pregnancy enables antibody protection against intracellular infection
怀孕后母亲能产生超级抗体，保护新生儿
（导读 领研网）保护新生儿的免疫力主要来自母亲的抗体。本研究在小鼠实验中发现新生小鼠体内特异性靶向单核细胞性李斯特菌的抗体IgG经过翻译后修饰，抗体上连接的唾液酸在酶作用下去乙酰化，产生去乙酰化IgG，随后与细胞上的唾液酸受体CD22结合，抑制细胞内感染，发挥更广泛的免疫作用。在雌鼠怀孕过程中，随着酶的自然产生，会驱动抗体发生改变，而新生儿出生后，通过母乳继续传递给孩子。[相关报道：怀孕后母亲能产生超级抗体，保护新生儿]
Targeting SLC7A11 improves efferocytosis by dendritic cells and wound healing in diabetes
靶向 SLC7A11 可改善树突状细胞的胞葬作用和糖尿病的伤口愈合
（导读 Brenda）慢性不愈合伤口是糖尿病的主要并发症。本文揭示了膜转运体SLC7A11在输出细胞增多症中起着分子制动器的作用，通过该过程死亡细胞可被清除，抑制SLC7A11功能可以加速伤口愈合。SLC7A11在皮肤树突状细胞中高度表达，同时在天然免疫细胞中表达上调，并可在葡萄糖稳态和糖尿病发生之间建立联系。本文研究表明，SLC7A11是一种胞葬作用的负调节因子，去除这种“制动”可以促进伤口愈合，对糖尿病患者的伤口治疗具有重要意义。[相关报道：Nature | 靶向树突状细胞胞葬作用可以促进糖尿病中慢性伤口愈合]
An exercise-inducible metabolite that suppresses feeding and obesity
一种由运动诱导的代谢产物可抑制进食和肥胖
(导读 J.T.) 运动有益于代谢的细胞机制尚不清楚。本研究表明，运动会刺激N-乳酰苯丙氨酸 (Lac-Phe) 的产生。这种血源性信号代谢产物可抑制进食和肥胖。Lac-Phe的合成发生在 CNDP2+ 细胞中，包括巨噬细胞、单核细胞和位于不同器官的免疫细胞与上皮细胞。在饮食诱导的肥胖小鼠中，使用药物增加 Lac-Phe 可减少进食，且不会影响运动或能量消耗。长期服用 Lac-Phe 可降低肥胖和体重，并改善血糖稳态。敲除小鼠体内与Lac-Phe 合成相关的基因会增加运动训练后的进食和肥胖。在人类和赛马中，也观察到运动会明显增加 Lac-Phe 的循环量。[相关报道：锻炼可诱导抑制食欲的分子]
Androgen receptor activity in T cells limits checkpoint blockade efficacy
T 细胞中雄激素受体活性限制检查点阻断功效
（导读 阿金）免疫检查点阻断在实体肿瘤内诱导持续性的抗肿瘤免疫力。本研究表明雄激素受体（AR）阻断会直接增强CD8 T细胞功能，使肿瘤宿主对有效的检查点阻断敏感。抑制CD8 T细胞中的AR活性可防止T细胞耗竭，提升对PD-1靶向疗法的响应。该结果证明T细胞内AR活性抑制 IFNγ表达，代表免疫疗法抗性的新机制。
Androgen receptor blockade promotes response to BRAF/MEK-targeted therapy
雄激素受体阻断促进对 BRAF/MEK 靶向治疗的反应
(导读 J.T.) 以BRAF和MEK为靶点的治疗，耐药性普遍。研究发现，在接受新辅助BRAF/MEK靶向治疗的黑色素瘤患者中，相比于男性，女性病理反应率和无复发生存率更高。雄性小鼠在 BRAF/MEK靶向治疗后，抗肿瘤活性受损明显。接受 BRAF/MEK治疗的雄性和雌性小鼠，其肿瘤中雄性激素受体的表达高于对照组。药物抑制雄性激素受体信号，可改善雄性和雌性小鼠对BRAF/MEK靶向治疗的反应。诱导雄性激素受体信号，雄性和雌性小鼠对BRAF/MEK靶向治疗的反应受损。
Mitochondrial base editor induces substantial nuclear off-target mutations
线粒体碱基编辑器诱导大量核脱靶突变
（导读 阿金）DddA衍生胞嘧啶碱基编辑器（DdCBEs）有助于实现线粒体DNA中靶向的C•G至T•A转变。本研究表明线粒体碱基编辑器诱导核基因组中广泛的脱靶编辑，全基因组无偏倚分析揭示了上百个脱靶位点，或为TALE阵列序列（TAS）依赖，或独立于TAS。这些与转录因子CTCF结合位点强烈共定位，并且富集于 TAD 边界。最终设计出的DdCBE可减轻脱靶效应，为在基础研究与治疗应用领域的使用提供新基础。
Cohesin-mediated loop anchors confine the locations of human replication origins
粘连蛋白介导环锚定限制人类复制起源位置
（导读 阿金）目前尚不清楚人类基因组内的复制起源位置如何确定。本研究剖析了拓扑相关结构域（TADs），亚TADs和环在复制启动区（IZs）的定位，结果发现高效的早期复制IZs定位在相邻角-点TADs之间的边界上，而低效IZs则定位在更弱的无点边界。实验数据支持一个模型：在基因编码TAD和亚TAD边界子集上粘连蛋白介导的环挤压和停滞是决定人类S期复制起源位置的关键。
Structural basis of GABA reuptake inhibition
GABA再摄取抑制的结构基础
（导读 阿金）γ-氨基丁酸 (GABA) 转运蛋白 1 (GAT1)调控中枢神经系统的神经元兴奋。本研究解析出全长野生型人源GAT1与临床应用抑制剂噻加宾结合复合物的冷冻电镜结构，发现噻加宾在向内打开的构象中锁定GAT1，从而抑制神经递质摄取。该结果为理解通过噻加宾对GAT1进行混合型抑制提供新思路，为合理设计神经调节因子奠定新基础。
The source of the Black Death in fourteenth-century central Eurasia
十四世纪中欧亚大陆黑死病的源头
（导读 领研网）欧洲黑死病致病菌的起源一直富有争议，最常见的理论是东亚起源说和中亚起源说。本研究分析了吉尔吉斯斯坦境内伊塞克湖附近墓地的DNA印迹和考古学数据，将此与其中埋葬的7名个体古DNA分析相结合。在其中三个DNA样本中发现了鼠疫耶尔森氏菌的痕迹，是与鼠疫出现相关的多种突变型菌株的共同祖先。而且与这些古菌株联系最密切的现代菌株是目前天山地区鼠疫菌库中现代的菌株。由此鼠疫起源指向中亚，当时通过与整个欧亚大陆的贸易往来，推动了黑死病在14世纪的传播。[相关报道：致2000万人死亡，黑死病的起源终于揭晓]
物理学
Physics
Observation of a correlated free four-neutron system
观测到理论预言的四中子状态
（导读 领研网）自然状态下中子通常与质子结合为原子核，或以极为致密的排列构成中子星。本研究报告在实验中观测到四中子体系，四中子态的能量和能级宽度分别约为2.4万和180万电子伏特。新发现的不带电荷四中子态是一种全新物质状态，寿命极短，却为不稳定的两中子、三中子体系的特征研究提供可能。
Continuous Bose–Einstein condensation
连续玻色-爱因斯坦凝聚
（导读 领研网）玻色-爱因斯坦凝聚态（BECs）对量子模拟和传感等应用非常重要。本研究通过局部改变原子跃迁的频率，持续供应密集的超冷原子气，并通过原子碰撞，实现BEC增益。最终发展出一种相干物质波连续放大技术，使BEC奇异状态可以无限地保持下去。[相关报道：从无实验室无经费，到标题只有4个词的Nature，他们花了十年]
Many-body theory of positron binding to polyatomic molecules
正电子与多原子分子结合的多体理论
（导读 领研网）正电子结合分子是极大增强正电子湮灭和正电子分子广谱的关键。本研究发展出一套正电子-分子相互作用多体理论，与实验结果完美吻合，同时还可预测甲酰胺和核碱基的结合过程。该理论定量捕捉多体相关性的作用，对增强极性分子结合发挥关键作用，同时还可扩展至正电子散射与分子和凝聚态物质中的湮灭γ-射线谱。
Engineering topological states in atom-based semiconductor quantum dots
制造出首个量子计算机电路
（导读 领研网）量子晶体管的出现是实现量子计算的重要里程碑。本研究使用超高真空中的扫描隧道显微镜，以亚纳米的精度在强库仑约束的硅中精确放置磷原子，形成量子点。最终制成的量子芯片包含10个量子点，每个量子点都由少量的磷原子组成，这是世界上第一个量子计算机电路。研究人员使用这个量子电路模拟了聚乙炔分子中的电子运动，证明了电路的有效性。
材料科学
Materials
Organic bipolar transistors
有机双极型晶体管
（导读 阿金）在适用于薄膜电子学的材料系统中，有机半导体引起了广泛的研究兴趣。本研究报告一种有机双极型晶体管，具有优越的器件性能：该晶体管拥有垂直构架，其高度结晶的有机红荧烯薄膜所生成的器件具有高差分放大特征，且高频性能优于常规器件。该成果为设计具有高性能有机电子学的新型器件开辟新途径。
Asymmetric pore windows in MOF membranes for natural gas valorization
用于天然气增值的 MOF 膜中不对称孔窗口
（导读 阿金）为了使用天然气作为煤炭和石油的替代原料，其主要成分甲烷需要高纯度的分离。本研究报告一种基于富马酸与甲基富马酸混合配体构筑的金属-有机框架（MOF）膜，具有特定于天然气有效脱氮的孔径形状。其中不对称的三角形窗口实现气体分子形态的选择性匹配，展示了全新的气体膜分离机制，也表现出极高的氮气/甲烷分离效率。
其他
【Astronomy-天文】Solar flare accelerates nearly all electrons in a large coronal volume
太阳耀斑加速大日冕体积中的所有电子
（导读 岑寂）目前已知太阳耀斑可将日冕中超过10%的电子加速至更高能量。本研究运用微波观测分析得出加速区域的真正大小，并推演出太阳耀斑中热电子与非热电子的空间分布。这些分布呈现出一个几乎被非热电子填满、没有热等离子体的区域，意味所有电子均在这里经历了很大程度的加速。高效加速发生的区域正是自由磁能被释放的区域。
【Geochemistry-地球化学】Hadean isotopic fractionation of xenon retained in deep silicates
深部硅酸盐中冥古代时期氙同位素分馏
（导读 阿金）对大气形成的理解主要依赖惰性气体及其同位素，其中氙（Xe）是早期行星阶段的关键跟踪因子。本研究报告在高压高温、空气或者氮气中具有稀释的Xe和氪（Kr）的条件下，长石和橄榄石富集重Xe同位素，含量多过Kr，由此提出一套解决Xe缺失问题的框架，涉及原行星阶段多个岩浆海洋阶段事件，并与大气缺失相结合。在地球上，通过大陆侵蚀以及/或冥古代长英矿物地壳循环重Xe成分再次添加入充满次生Cl球粒状陨石的大气中。
转自：科研圈
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