最新14篇Science研究论文( 蝙蝠在春季迁徙时沿暴风前缘滑行;社会竞争行为对雄性个体的影响;基因变异增加儿童实体肿瘤风险)

文摘   2025-01-03 12:48   北京  

第 387 卷|第 6729 期|2025 年 1 月 3 日


封面:胡桃(例如波斯胡桃,Juglans regia)和山核桃的授粉是通过基因控制的开花二态性来实现的。它们的雄花和雌花在不同的时间交替开放,两个不同的花型交替出现。这样的机制促进了异花授粉,并在数千万年的进化过程中保持了稳定的生态平衡。


最新一期Science期刊(IF=44.7)发表的研究论文主题内容包括:

1. 结构变异控制胡桃和山核桃性别特异性开花时间
2.
 PET解聚酶在环境中的功能与分布分析
3.
 稀有基因变异增加儿童实体肿瘤风险
4. 保护性抗体靶向疟原虫蛋白裂解后暴露的表位
5.蝙蝠利用
暴风前缘气流进行春季迁徙
6. 垂体细胞直接
感光调节激素释放与色素沉着
7.
类细胞中构建与调控合成磷酸化信号网络
8. 气候变化促进加拿大森林发生高强度火灾
9. 钽稳定钌氧化物催化剂提升水电解效率
10. 硫酰氮介导氮原子插入用于氮杂环骨架编辑
11.
社会反馈强化雄性小鼠早期生活经历的作用
12. 超薄非晶NbP材料具独特导电性与低电阻率
13. 有机离子塑料晶体可替代传统制冷技术
14. 前庭眼动反射的成熟不依赖感觉输入


Science最新研究论文所属学科分类如下:

自然科学
- 生物学:
胡桃和山核桃性别特异性开花时间的基因变异影响1
 PET解聚酶在环境中的功能和分布2
  稀有基因变异增加儿童肿瘤风险【3
  保护性抗体靶向疟原虫表位【4
蝙蝠利用暴风前缘气流迁徙5
  垂体细胞感光调节激素和色素沉着【6
  在人类细胞中调控磷酸化信号网络【7

- 地球科学:
  气候变化导致加拿大森林火灾增加【8

- 材料科学:
  钽钌氧化物催化剂提升水电解效率【9
  硫酰氮介导氮原子插入改造氮杂环【10
  超薄非晶NbP材料导电性好【12
  有机离子塑料晶体替代制冷技术【13

社会科学
- 心理学:
 社会反馈强化雄性小鼠早期经历11

本期Science论文汇总:

【1】 Ancient structural variants control sex-specific flowering time morphs in walnuts and hickories(古代结构变异控制胡桃和山核桃的性别特异性开花时间形态):该研究聚焦于通过分析胡桃和山核桃的基因组结构变异,揭示了这些植物如何通过遗传机制调控性别特异性的开花时间。这为植物遗传学提供了新的视角,尤其是在性别分化和植物生命周期管理的研究中具有重要价值。

【2】 Landscape profiling of PET depolymerases using a natural sequence cluster framework(使用自然序列簇框架对PET解聚酶的景观剖面分析):该研究开发了一种景观分析方法,用于识别和表征微生物酶降解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的潜力。PET广泛应用于饮料瓶、纤维等领域,是少数几种能被自然酶分解为基本单体的塑料之一。研究人员对近2000种候选酶进行了筛选,涵盖了多个酶家族,揭示了酶的降解能力和稳定性,从中确定了几个优选酶,进行进一步测试和优化。通过序列突变技术,研究人员成功工程化了两种酶,在严苛条件下表现出色,尤其适用于回收应用中的使用标准。这对于塑料回收和环境治理具有深远意义,尤其是在促进可持续发展方面。

【3】 Rare germline structural variants increase risk for pediatric solid tumors(稀有生殖系结构变异增加儿童实体肿瘤风险):本研究关注的是儿童实体肿瘤的遗传易感性,特别是稀有生殖系结构变异如何影响肿瘤发生的机制。这项研究为儿童肿瘤的早期诊断和个性化治疗提供了可能的生物标志物。

*该研究揭示了稀有的遗传结构变异(SVs)在儿童固体肿瘤中的作用,特别是在神经母细胞瘤、尤文肉瘤和骨肉瘤等疾病的易感性中。研究分析了1765名患者的基因组数据,并与943名未受影响的父母和6665名成人对照进行比较。结果显示,每个基因组平均包含7275个SV,其中新生SV的出现频率与普通人群相当,但这些SV更大、更可能破坏基因功能。特别是超过100万碱基对的稀有SV在男性患者中更为常见,是儿童固体肿瘤的性别偏向风险因素。进一步的分析表明,影响DNA修复基因的SV在神经母细胞瘤和尤文肉瘤患者中较为丰富。通过与基因表达数据的结合,研究发现,这些基因破坏性SV常影响癌症原发组织中高表达的基因。此外,研究还识别出多种与已知癌症易感基因(如PHOX2B、BARD1)相关的SV,揭示了SV分析可以发现新的临床相关发现。最终,研究表明,稀有SV对儿童固体肿瘤具有重要的遗传风险作用,尤其在神经母细胞瘤中作用更为显著。该研究支持将遗传SV纳入儿童肿瘤易感性研究和临床实践中。

【4】 Protective antibodies target cryptic epitope unmasked by cleavage of malaria sporozoite protein(保护性抗体靶向通过疟原虫孢子体蛋白裂解暴露的隐性表位):该文章研究了如何通过裂解疟原虫的孢子体蛋白来暴露抗原表位,进而触发保护性抗体反应。这对于疟疾疫苗的开发和免疫疗法的创新具有潜在价值。

【5】 Bats surf storm fronts during spring migration(蝙蝠在春季迁徙期间沿暴风前缘滑行):研究表明,蝙蝠在春季迁徙时,利用暴风前缘的气流进行迁徙,这一发现为研究动物如何适应气候变化提供了新的视角,也有助于改善生态保护策略。

【6】 Direct photoreception by pituitary endocrine cells regulates hormone release and pigmentation(垂体内分泌细胞的直接光接收调节激素释放与色素沉着):该研究揭示了垂体内分泌细胞如何直接感知光线并调控激素的释放,这为理解昼夜节律与生理活动的关系提供了新见解,有助于疾病治疗和生物钟研究。

【7】 Engineering synthetic phosphorylation signaling networks in human cells(在人类细胞中工程化合成磷酸化信号网络):该研究探索了蛋白质磷酸化信号网络在细胞感知和响应环境中的核心作用。研究人员构建了人工磷酸化网络,通过模块化的蛋白质结构单元组装可逆的酶促磷酸化循环,并将其连接起来,在人类细胞中创建了合成的磷酸化电路。该设计方案不仅支持通过模型引导对电路功能进行调节,还能够实现多样化的网络连接。合成的磷酸化电路可与细胞表面受体连接,从而实现对细胞外配体的快速感知,同时,下游连接能够调节基因表达。此外,研究人员还构建了基于细胞的细胞因子调控器,能够动态感知并抑制活化的T细胞。该研究提出了一种可普遍应用的方法,使得设计能够满足用户定义的感知和响应功能的信号电路成为可能,适用于多种生物传感和治疗应用。

【8】 Canadian forests are more conducive to high-severity fires in recent decades(近几十年来,加拿大森林更容易发生高强度火灾):该研究探讨了气候变化如何影响加拿大森林火灾的频率和强度,揭示了森林管理和生态恢复在应对森林火灾中的重要性。

【9】 Tantalum-stabilized ruthenium oxide electrocatalysts for industrial water electrolysis(钽稳定的钌氧化物电催化剂用于工业水电解):研究通过开发钽稳定的钌氧化物催化剂,提高了水电解的效率,推动了清洁能源的应用,尤其是在可持续能源和氢能技术领域具有重要意义。

【10】 Sulfenylnitrene-mediated nitrogen-atom insertion for late-stage skeletal editing of N-heterocycles(硫酰氮氮烯介导的氮原子插入,用于氮杂环的晚期骨架编辑):该研究提出了一种新的化学反应策略,用于合成含氮杂环的药物分子。这对药物开发、尤其是抗癌药物和抗菌药物的设计具有重要应用。

【11】 Competitive social feedback amplifies the role of early life contingency in male mice(竞争性社会反馈放大了早期生活偶然性在雄性小鼠中的作用):该研究探讨了早期生活中的“运气”或偶然性在个体发展中的作用。研究者通过比较功能基因相同的自由生活小鼠,发现雄性小鼠在资源竞争中会放大早期偶然事件的影响,导致个体发展出现不同的轨迹,而雌性小鼠则未表现出类似效应。结果表明,雄性小鼠的竞争导致了一个反馈循环,进一步强化了早期偶然性的重要性,推动个体走向自我强化的生活轨迹。而雌性小鼠由于没有资源竞争,这种现象并未发生。研究还表明,性别选择的强度可能是自我限制的,并强调了即使在能力没有差异的情况下,偶然性也可能导致人生结果的不同。

虽然在实验中雌性小鼠并未表现出与雄性小鼠相同的效应,雄性小鼠是唯一显示出这种反馈循环和偶然事件放大效应的性别。但根据该研究的讨论部分,雌性小鼠如果参与资源竞争,理论上也可能会放大早期偶然事件的影响,导致个体发展出现不同的轨迹

研究者提到,雌性小鼠和雄性小鼠在资源竞争中的社会行为差异可能是影响结果的关键因素。尽管在某些物种中,雌性也可能会参与资源竞争。例如,某些野生家鼠中雌性会竞争空间和配偶。

为选出最佳配偶,雌性动物往往比雄性动物更挑剔。这种现象在自然界中很常见,即便在人类社会中也是如此。男性在选择女性配偶时,通常偏好苗条、身材匀称的女性,尤其是低BMI(体重指数)和小腰臀比的女性。这些特征通常被视为女性健康和生育潜力的信号,表明她们处于年轻和高生育能力的状态,因此能传递出较高的繁殖价值。相比之下,女性在选择男性时更为挑剔,偏向于选择具有“综合实力”的男性。这个“综合实力”不仅包括男性的外貌,还往往涉及到他的体型、经济能力、社会地位、人格特质、繁殖力和生育能力等。女性的选择标准通常更注重男性的资源获取能力以及是否能提供稳定的生活保障,这与其生育潜力和后代抚养的安全性息息相关。

【12】 Surface conduction and reduced electrical resistivity in ultrathin noncrystalline NbP semimetal(超薄非晶NbP半金属中的表面导电性与电阻率降低):研究表明,超薄非晶NbP半金属材料具有独特的电导性,可能为未来的电子器件和量子计算提供新材料。

【13】 Organic ionic plastic crystals having colossal barocaloric effects for sustainable refrigeration(具有巨大巴洛卡里效应的有机离子塑料晶体用于可持续制冷):该研究探索了一种新的有机离子塑料晶体材料,它们在压力变化下展现出显著的热量变化效应,可以用于替代传统的制冷技术,具有较强的环保潜力。

【14】 Sensation is dispensable for the maturation of the vestibulo-ocular reflex(感觉对于前庭眼动反射的成熟并非必要):本研究发现,前庭眼动反射的成熟并不依赖于感觉输入,推翻了之前的假设,为神经生物学中的感觉和运动协调提供了新的见解。


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