生物学
Biology
No evidence for magnetic field effects on the behaviour of Drosophila
尚无证据证明磁场影响果蝇行为
（导读 阿金）迁徙的鸣禽能够从地球磁场中获取方向信息，但这种光依赖性磁场指南感应能力的机制仍待阐释。本研究广泛调查了磁场对97,658只在迷宫中飞行的果蝇的影响，以及10,960只展开自发性逃逸行为的果蝇的影响。研究人员并没有发现证据表明果蝇拥有磁场感应能力，该结果质疑先前认为果蝇存在磁场感应能力的理论，建议将夜间迁徙鸣禽作为分析动物光依赖性磁感应能力的模型动物。[相关报道：争鸣Nature | 大规模行为学试验否定果蝇磁感应假说]
Extensive pedigrees reveal the social organization of a Neolithic community
古DNA揭示欧洲新石器时代社群的新信息
（导读 领研网）目前对于史前社会的社会和亲缘关系的推断主要基于考古学数据，但葬在一起的个体之间是否有遗传关联或是否都来自这个地区很难明确。本研究将考古学数据与葬在居尔吉的约100名个体遗骸（公元前约4850-4500年）的古代全基因组数据相结合，揭示了关于社会结构、生活条件、遗址使用的高分辨率信息，发现了一夫一妻制配偶关系的证据，而且整个社群都是父系遗传。[论文详细信息]
Evolutionary histories of breast cancer and related clones
乳腺癌和相关克隆的演化历史
（导读 领研网）近期研究表明携带常见癌症突变的克隆可能存在于健康组织中。本研究对从癌症和克隆相关良性乳腺病变以及表面正常的乳腺小叶中获得多个样本进行全基因组测序，发现了携带der(1;16)基因突变乳腺癌的独特演化历史。驱动事件的数量与演化历史无关，揭示了局部微环境和/或表观遗传驱动事件的作用。发现结果为理解乳腺癌演化提供新思路。[论文详细信息]
Neuronal migration prevents spatial competition in retinal morphogenesis
视网膜形态发生过程中神经元迁移以防止空间竞争
（导读 阿金）机体组织的生长和组织过程同时发生，这是生物发育的标志之一，但目前细胞如何适应组织空间结构变化，防止相互干扰的机制仍待阐释。本研究通过斑马鱼、人类组织和人类类器官，调查了光受体神经元在视网膜生长巅峰时出现的过程，发现视网膜形态发生的成功取决于光受体的主动双向易位，让整个细胞群暂时远离尖端增殖区域，而该迁移模式受到细胞骨架机制的驱动。结果表明了神经细胞迁移也参与协调组织形态发生过程。[论文详细信息]
Small protein modules dictate prophage fates during polylysogeny
小蛋白模块决定多溶源性过程中的噬菌体命运
（导读 阿金）大部分细菌据说都是携带多种噬菌体的多溶源菌，目前对于共存的噬菌体竞争细胞资源的机制仍待阐释。本研究发现一类蛋白调控模块，控制不依赖DNA损伤线索的噬菌体诱导过程。这些模块通过激活邻近编码小蛋白质的基因表达产生转录因子，共享调控逻辑，而小蛋白让溶菌的主要抑制因子失活，从而促进诱导机制，接触到DNA损伤的多溶源菌携带两个前噬菌体，释放出噬菌体群。结果表明溶菌的额外噬菌体编码感知通路对噬菌体-宿主生物学以及噬菌体间竞争发挥基础作用。[论文详细信息]
Mast cells link immune sensing to antigen-avoidance behaviour
肥大细胞连接免疫感应和抗原回避行为
（导读 领研网）肥大细胞的生理功能仍待阐释。本研究发现小鼠胃肠粘膜内的肥大细胞会对摄入的抗原做出反应，即在行为不受干扰的条件下，当给予有或没有抗原的水时，携带肥大细胞而非肥大细胞缺陷的小鼠会避免摄取抗原，表明肥大细胞在发出回避行为的信号方面起着重要的保护作用，可以防止或减少免疫系统和抗原之间反复对抗所引起的炎症。[相关报道：Nature同期两篇论文，发现挑食是免疫系统和大脑对身体的保护，防止过敏原引起的伤害]
Immune sensing of food allergens promotes avoidance behaviour
食物过敏原的免疫感知促进免疫回避行为
（导读 领研网）本研究利用食物过敏小鼠模型，证明过敏原摄入会激活参与对厌恶性刺激反应的脑区以规避过敏原，这一回避行为需要IgE抗体和肥大细胞，以及半胱氨酸白三烯和GDF15的参与。总之，这些发现共同表明抗原回避行为作为一种防御策略，能最大限度地帮助生物体减少暴露于有毒物质（包括过敏原）的有害影响。[相关报道：Nature同期两篇论文，发现挑食是免疫系统和大脑对身体的保护，防止过敏原引起的伤害]
Diverse clonal fates emerge upon drug treatment of homogeneous cancer cells
药物治疗同质癌症细胞过程中出现不同的克隆命运
（导读 领研网）关于癌细胞耐药性的常见理论是因为肿瘤中的癌细胞携带着不同的基因突变，有些随机产生的基因突变帮助这些细胞存活下来。本研究使用FateMap细胞标记技术，可同时跟踪成千上万个细胞的分裂和迭代过程。结果发现一个癌细胞生成的克隆，在接受靶向抗癌疗法vemurafenib处理后的在3-4周内就能够产生具有耐药性的克隆。这些具有耐药性的克隆表现出多种多样的基因转录图谱，然而对它们的全基因组测序并未发现重复出现的驱动基因突变。[相关报道：颠覆认知？最新研究发现癌细胞杀不死的原因不是基因突变]
Fanzor is a eukaryotic programmable RNA-guided endonuclease
Fanzor是一种真核可编程RNA引导核酸内切酶
（导读 领研网）CRISPR-Cas 系统是存在于原核生物中的一类古老的免疫系统，用于抵御防御外源遗传元件入侵。本研究在真核生物中发现了第一个受 RNA 引导的 DNA 切割酶——Fanzor，可以在重编程后实现对人类基因组的编辑。而且Fanzor 系统更容易递送到细胞和组织中，且没有旁系切割活性，可实现更精准的基因组编辑，有望成为被递送至人类细胞的新型基因编辑工具。[相关报道：张锋团队首次在真核生物中发现CRISPR样系统，为基因编辑再添新工具]
Diverse modes of H3K36me3-guided nucleosomal deacetylation by Rpd3S
H3K36me3指引下的多模式Rpd3S核小体去乙酰化
（导读 领研网）依赖于上下游修饰的动态组蛋白修饰调控是基因转录过程中的重要表观遗传机制。本研究通过化学生物学手段构建复合修饰核小体，利用单颗粒冷冻电镜技术解析了酿酒酵母Rpd3S复合物在自由状态和H3K36me3核小体结合状态下的分子结构模型，对Rpd3S复合物的组装模式、底物识别催化和修饰介导调控等过程进行了分子机制解剖，揭示出甲基化指引的染色质去乙酰化动态和多样化模型。[论文详细信息]
GPCR activation and GRK2 assembly by a biased intracellular agonist
偏向性细胞内激动剂的 GPCR 激活和 GRK2 组装
（导读 领研网）G蛋白偶联受体（GPCR）通过GPCR激酶（GRK）发生磷酸化，让G蛋白信号传导变得不敏感，但加强了抑制蛋白的信号传导。本研究报告了神经降压素受体1（NTSR1）与GRK2，Gαq和抑制蛋白偏向性配体SBI-5537分别结合的冷冻电镜结构，揭示了GRK2识别和调控GPCR的详细分子机制，并通过结构解析首次发现了一个全新的GPCR偏向性配体结合口袋。[论文详细信息]
The recovery of European freshwater biodiversity has come to a halt
欧洲淡水生物多样性恢复陷入停滞期
（导读 阿金）由于长期人类活动造成的环境压力，最为脆弱的淡水生态系统内的生物多样性逐渐丧失。本研究分析了1968年至2020年期间收集的欧洲22国河流的1816个时间序列，涉及2648种物种，量化了类群和功能多样性的时间趋势及其对环境压力和梯度的响应，发现到2010年代之前类群和功能以及丰度全面增长，但之后陷入停滞。鉴于对于淡水生态系统的最新持续压力，包括大量污染物、气候变化以及入侵物种的扩散，结果呼吁采取额外措施重新刺激淡水生物多样性的恢复。[论文详细信息]
地球科学
Geoscience
Enhanced inner core fine-scale heterogeneity towards Earth’s centre
地球内核向着地球中心的非均质性在精细尺度上增强
（导读 小天）地球内核在液态外核内部固化，会形成纹理，铁颗粒的大小、性状与朝向构成了这种纹理，记录下内核生长过程。本研究观测并建模了精细尺度上反向散射自非均质能的地震能模型，内核散射普遍存在，存在于所有采样的经度和纬度，并在内核边界下方500千米至800千米处显著增强。在内核更深处增强的散射与延迟成核后快速生长时间相符合。[论文详细信息]
Carbonate-rich crust subduction drives the deep carbon and chlorine cycles
富碳酸盐地壳俯冲驱动深层碳和氯的循环
（导读 小天）碳和氯在俯冲至深地幔与火山活动排放入大气层之间的通量平衡是我们地球宜居性的关键。本研究展开高压实验，表明富碳酸盐地壳岩石中的大部分碳酸盐在冷暖俯冲区域的脱挥发和水熔融过程中留存下来，表明俯冲驱动了深层碳循环。结果表明碳、氯俯冲的最佳时期可解释榴辉岩金刚石的年份，以及HIMU地幔源的形成。[论文详细信息]
Future emergence of new ecosystems caused by glacial retreat
变暖引发冰川退缩或创造新生态系统
（导读 领研网）人类导致气候变化的后果之一是冰川减少，这会导致生态急剧变化和新生态系统发展并填充新出现的栖息地。本研究用一个全球冰川演化模型研究了南极和格陵兰冰盖之外的65万平方千米冰川在21世纪的预计轨迹：在2040年之前无论是哪种气候场景，冰消速率是类似的，此后的差异取决于排放的严重程度。在高排放场景下，约2020年时一半的冰川至2100年将消失。这一改变将造成新的生态系统，覆盖的大小在尼泊尔和芬兰面积之间。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
Autonomous healing of fatigue cracks via cold welding
科学家发现裂开后可以自动愈合的金属材料
（导读 领研网）在真空条件下，纳米晶铂能够自动修复纳米尺度上的疲劳损伤。本研究开发了一种每秒重复拉动金属末端 200 次的技术进行纳米晶铂的疲劳实验。在实验进行约 40 分钟后，材料的纳米级疲劳裂纹发生逆转，重新融合在一起且不留痕迹。研究者认为该现象是由局部应力状态和晶界迁移诱导形成的裂纹侧面冷焊，证明了在纳米尺度下，金属具有自我修复能力。[相关报道：首次目睹金属裂纹自动愈合！Nature揭秘神奇的冷焊机制]
Inverted perovskite solar cells using dimethylacridine-based dopants
使用基于二甲基吖啶掺杂工艺实现倒置钙钛矿太阳能电池
（导读 领研网）钙钛矿半导体掺杂工艺及其晶界钝化是推进高效钙钛矿太阳能电池的关键挑战。本研究报告基于二甲基吖啶的分子掺杂工艺，以构建匹配良好的p-钙钛矿/ITO接触以及晶界的全面钝化，实现了25.39%的认证功率转换效率（PCE）。最终制备出的器件实现了25.86%的PCE（反向扫描），并且器件在光浸泡1000小时后仍保持初始PCE的96.6%。[相关报道：南方科大团队打破界限：倒置钙钛矿太阳能电池转换效率飙升至25.39%]
Reversible spin-optical interface in luminescent organic radicals
发光有机自由基中的可逆自旋-光学界面
（导读 菜菜）分子为量子信息科学提供通用平台，也是感应和计算应用的候选平台。本研究通过在三（2,4,6-三氯苯基）甲基咔唑自由基和蒽共价偶联上设计发射二重态和三重态能级间的能量共振，报告一种自旋多重性S>1的有机分子，具有较高的发光和激发态产率。该结果表明整合发光与高自旋态可创造出有潜力应用于新兴量子技术的有机材料平台。[论文详细信息]
Magneto-optics in a van der Waals magnet tuned by self-hybridized polaritons
通过自杂化极化激元调谐范德华磁体中的磁子-光子
（导读 领研网）用光控制量子材料具有基础和技术重要性。本研究分析了范德华磁体的磁光特性，该磁体即使在没有外腔镜的情况下也支持光子和激子的强耦合。极化激元被证明可以显著增加磁、电子和光学特性之间相关性的光谱带宽，从而对所施加的磁场和磁振子产生很大程度的可调光学响应。结果强调了范德华磁体中激子-光子自杂化的重要性，并为通过强光-物质耦合操纵量子材料特性提供了新的方向。[论文详细信息]
Quantum textures of the many-body wavefunctions in magic-angle graphene
首次对魔角石墨烯绝缘量子相精确成像
（导读 领研网）双层魔角石墨烯（MATBG）由两个单层石墨烯以特定角度扭转形成，是近年凝聚态物理方向的重要前沿材料之一。本研究首次发现双层转角石墨烯在一定情况下会表现出超导性，研究者用量子隧道技术清楚地观察样品产生量子相的微观结构。该结果有助于验证现存的理论模型，深入理解未来的新型特殊材料。[相关报道：魔角石墨烯，再发Nature！]
物理学
Physics
Universal equation of state for wave turbulence in a quantum gas
量子气体中波湍流的通用状态方程
（导读 阿金）状态方程可捕捉多粒子系统的关键特征。本研究使用均质的超冷原子玻色气体，在实验条件下构建出物质波湍流级联状态方程。在不同作用力条件下，气体表现出非热性但静止状态。研究人员建立了动能分布幅度，将能量通量作为平衡样状态变量。该结果提出一个通用的无量纲状态方程，并可关联其他湍流系统。[论文详细信息]
Microstructure and crystal order during freezing of supercooled water drops
过冷水滴冻结过程中的微型结构和晶体有序性
（导读 领研网）过冷水滴被广泛用于研究过冷水、冰成核和液滴冻结。本研究使用光学显微镜和X射线激光衍射来研究在234–235 K左右均匀冰核后数万个水微滴在真空中的冻结。在水滴图像的基础上，开发了一个七阶段冻结模型并用它来计算衍射数据的时间。冰在冻结后具有应变的六方晶体结构，这是一种早期的亚稳态，可能先于具有堆积缺陷的冰形成。该成果有助于确定其他条件下的冻结动态。[相关报道：从液态到固态，过冷水滴冷水滴冻结的七个阶段]
Water in the terrestrial planet-forming zone of the PDS 70 disk
PDS 70星盘的类地行星形成区域存在水
（导读 领研网）类地行星通常会在原行星盘的内部区域形成，但天文学家一直不清楚这个区域的水究竟是在原位形成还是由外侧输送到内部。本研究利用韦布空间望远镜（JWST）的中红外仪器（MIRI）观测距离地球约370光年的PDS 70，在原行星盘中心区域发现了温度约为330℃的水蒸气，这些水可能源于PDS 70系统富含水的星云，或者由行星盘外侧氢和氧结合成水后向内输送得来。结果表明岩石行星和可能从形成的那一刻起就拥有大量的水，这让它变得更宜居。[论文详细信息]
转自：“科研圈”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
