审校 小勺 小象 小冰
制版 阿金
生物学
Biology
Examining the role of common variants in rare neurodevelopmental conditions
常见变异对罕见神经发育障碍的影响
（导读 严冰冰）罕见神经发育障碍受孟德尔遗传因素主导，常见遗传变异也会增加其风险。然而，这种多基因风险在患者及其父母中如何分布尚不清楚；多基因背景是直接影响（由父母传给子女）还是间接影响（通过家庭环境等因素）患病风险尚不清楚。本文发现常见变异可解释约10%的风险突变。单基因诊断患者具有更低的多基因风险，支持易患性阈值模型。对神经发育障碍的多基因评分只显示出直接的遗传影响。对教育程度和认知水平的多基因评分没有直接遗传影响，但父母未传给子女的等位基因与子女患病风险相关，提示可能存在间接遗传影响或亲本分类的影响。神经发育障碍常见变异的易感性与罕见风险变异成分相关，符合了亲本分类的假设预期。[论文详细信息]
Postsynaptic competition between calcineurin and PKA regulates mammalian sleep–wake cycles
突触后的钙调神经磷酸酶和PKA竞争调节哺乳动物的睡眠-清醒周期
（导读 严冰冰）突触蛋白磷酸化是调控哺乳动物睡眠-清醒周期的重要生化反应。本文考察一对调节睡眠时长的激酶PKA和磷酸酶PPP，发现PKA的调控亚基（Prkar2b）、蛋白磷酸酶1（PP1）的调控亚基（Pppr1r9b）及钙调神经磷酸酶（PP2B）的催化和调控亚基（Ppp3ca和Ppp3r1）都是睡眠调控基因。PKA的作用是促清醒，而PP1和PP2B的作用是促睡眠，其活性上升或下降可显著改变睡眠时长。靶向兴奋性突触后的定位信号是这些磷酸酶发挥促睡眠作用所必须的，PKA和PP1-PP2B相互竞争。[论文详细信息]
Intermittent rate coding and cue-specific ensembles support working memory
间歇速率编码和线索特定神经元集合共同支持工作记忆
（导读 严冰冰）持续的神经元发放被认为是工作记忆的基础，而新证据提示另一种“活动静息”的突触机制。本文在猴子执行工作记忆任务过程中，对单次试验中的外侧前额叶神经元进行大规模记录并发现，记忆延迟阶段的记忆信息并不持续存在于神经元群体的发放活动中，而是在On和Off状态之间转变。对单个神经元而言，Off状态下既有神经元失去选择性，也有神经元恢复到自发发放水平。此外，在Off状态下，从神经元集合的功能连接特征中可读取记忆信息。[论文详细信息]
Tissue spaces are reservoirs of antigenic diversity for Trypanosoma brucei
组织空间是布氏锥虫抗原多样性的储存库
（导读 领研网）布氏锥虫通过其变异表面糖蛋白（VSG）衣壳的抗原突变来逃避宿主免疫系统的清除。本研究发现绝大多数VSG是在组织中产生，而不是在血液中。免疫系统在组织中清除寄生虫的速度较慢。结果表明从血流进入血管外空间给了布鲁氏弓形虫重要的“呼吸空间”，使其产生足够的VSG变体，在宿主体内长期存活，确保持续传播。[论文详细信息]
Spatially restricted immune and microbiota-driven adaptation of the gut
肠道的空间限制免疫和微生物驱动的适应性
（导读 才生）为了更好地理解健康和疾病状态下的肠道功能，需要表征不同肠道区域细胞的身份和组成。本研究生成了一套小鼠肠道在稳定和干扰状态下的空间细胞景观综合资源库，发现肠道空间景观不容易受到微生物群的影响，并以空间限制方式表现出适应性。研究人员识别出中结肠的一个区域特征：免疫驱动的结构细胞针对微生物群表现出多细胞空间适应性。该结果阐释了肠道区域化的适应机制及其在炎症恢复中的动态调控。[论文详细信息]
Adipose tissue retains an epigenetic memory of obesity after weight loss
减肥后脂肪组织保留了肥胖的表观遗传记忆
（导读 领研网）依赖于行为和饮食改变的体重管理策略通常只会导致短期的体重减轻，体重很容易随时间的推移而反弹。本研究发现在成功减肥后人体的脂肪细胞仍携带着肥胖的“记忆”——表观遗传致肥记忆，这种“记忆”是因为肥胖的经历导致了表观基因组变化，从而影响了脂肪细胞的一系列基因表达，更重要的是，这种表观基因组变化会在体重降至健康水平后仍长期存在。结果表明尝试减肥的人需要长期坚持，以对抗脂肪细胞的“记忆”，从而防止体重反弹。[相关报道：减肥后为何总反弹？Nature论文发现，肥胖记忆刻在了基因里，导致减肥效果难持久]
Gliocidin is a nicotinamide-mimetic prodrug that targets glioblastoma
Gliocidin是一种针对胶质母细胞瘤的烟酰胺模拟前药
（导读 领研网）胶质母细胞瘤仍然是最致命的原发性脑肿瘤之一，目前的疗法未能显著提高患者的生存率。本研究对20多万种化学化合物进行了高通量化合物筛选，以确定在小鼠模型胶质母细胞瘤细胞中的治疗潜力，发现一种名为gliocidin的小分子，是一种对胶质母细胞瘤细胞有选择性毒性同时又不损伤健康细胞的化合物。gliocidin通过间接阻断单磷酸肌苷脱氢酶2（IMPDH2），这种抑制作用会降低肿瘤细胞内鸟嘌呤核苷酸的水平，造成核苷酸失衡、DNA复制应激，最终导致肿瘤细胞死亡。[论文详细信息]
Early versus deferred use of CDK4/6 inhibitors in advanced breast cancer
晚期乳腺癌中早期使用CDK4/6抑制剂与延期使用
（导读 领研网）CDK4/6抑制剂与内分泌治疗联合使用，对晚期乳腺癌患者的预后有巨大改善。本研究报告了创新性乳腺癌研究项目SONIA的结果，在激素受体阳性的晚期乳腺癌患者中，延迟和缩短特定抗癌治疗（CDK4/6抑制剂）的持续时间可以带来相似的生存结果，同时降低毒性并实现大幅降低成本。该结果强调了对全世界患者、医生和政策制定者有效使用药物进行研究的重要性。[论文详细信息]
Cephalopod-inspired jetting devices for gastrointestinal drug delivery
受头足类动物启发的用于胃肠道药物递送的装置
（导读 领研网）皮下注射针剂一直被广泛用于治疗，但对胃肠道药物递送有局限性。本研究受鱿鱼利用喷射推进自己在海洋中游动和喷射墨汁云的方式的启发，开发了一种可摄入的胶囊，可以直接将药物释放到胃壁或消化道的其他器官中。这种胶囊可输送通常必须注射的药物，如胰岛素和其他大蛋白，包括抗体，也可以用于递送RNA，既作为疫苗，也作为治疗糖尿病、肥胖和其他代谢紊乱的治疗分子。[论文详细信息]
Multiple mechanisms for licensing human replication origins
人类复制许可起源的多种机制
（导读 才生）复制解旋酶的装载是DNA复制组装机制所必需。本研究使用生物化学重建和电子显微镜，重建了人类MCM装载通路，发现起源识别复合物（ORC）的ORC6亚基不是人类MCM装载所必需，显微分析识别出ORC6存在与不存在的情况下MCM双六聚体形成过程中的若干中间体，包括DNA装载、闭环MCM单六聚体中间体。另外MCM双六聚体的形成还可通过独立装载的MCM单六聚体发生二聚化而实现。该结果表明这套重构系统有助于进一步阐释DNA复制起始和复制偶联事件。[论文详细信息]
MCM double hexamer loading visualized with human proteins
使用人类蛋白质可视化MCM双六聚体装载过程
（导读 才生）DNA复制起始需要多个蛋白质复合体的紧密协作。本研究结合生化重组和冷冻电子显微镜技术，成功重现了人类微管状复制复合体（MCM）双六聚体装载过程，不仅揭示了MCM装载的核心步骤，还发现了与酵母显著不同的装载通路与调控模式。该结果为理解基因组稳定性的调控机制、开发抗癌药物和优化基因编辑技术带来了新启示。[论文详细信息]
Digestive contents and food webs record the advent of dinosaur supremacy
消化物和食物网记录了恐龙霸权的出现
（导读 领研网）化石记录显示，恐龙在三叠纪中期演化而来。但直到约3000万年后的侏罗纪早期，才开始统治陆地生态系统。本研究利用波兰盆地晚三叠世至早侏罗世的500件消化物化重建了食物网，早期恐龙的杂食祖先取代了非恐龙四足动物，在三叠纪末期，这些杂食祖先演化成最早一批食肉和食草恐龙。在这一时期，与火山活动增加有关的环境变化可能令可食用的植物种类更加多样化，随后出现了体型更大、种类更多的食草恐龙。这反过来又导致到侏罗纪时演化出更大的食肉恐龙，完成了恐龙统治生态系统的转变。[相关报道：粪便证据记录了恐龙的崛起]
Migrating is not enough for modern planktonic foraminifera in a changing ocean
面对不断变化的海洋，迁徙对于现代浮游有孔虫来说还不够
（导读 小天）二氧化碳排放的增加正引起海洋不断变暖和酸化，改变着浮游动物的栖息地，威胁着这种钙化生物。本研究发现在过去的八十年里有孔虫的总体丰度下降了24.2±0.1%。浮游有孔虫表现出明显的向极地迁移行为，增加了它们在中高纬度地区的多样性。在预计的2050年和2100年的温度和方解石饱和状态下，低纬度有孔虫物种将面临超出其当前生态耐受性的物理化学环境。结果强调有孔虫物种表现出复杂的迁移模式可能不足以应对当下不断变化的海洋环境压力。[论文详细信息]
Past foraminiferal acclimatization capacity is limited during future warming
过去有孔虫的适应能力在未来变暖过程中受到限制
（导读 小天）气候变化影响着海洋生物，导致它们尽心迁徙，生物质量随之减少，生物发生灭绝。本研究本研究结合化石记录和全球特征浮游生物模型，探讨了随时间推移海洋钙化浮游动物（有孔虫、根茎虫）的最佳温度，结果表明在末次盛冰期末有刺的有孔虫与藻类共生适应了去冰变暖，而无共生的有孔虫（非刺或有刺）保持了相同的热偏好并向两极迁移。结果强调了人类活动和地质变暖对海洋浮游生物及其生态系统功能带来不同生存挑战。[论文详细信息]
Large global-scale vegetation sensitivity to daily rainfall variability
全球范围内植被对日降雨量变化的敏感程度
（导读 小天）面对气候变化，降雨事件在全球范围内频率越来越低，但强度越来越高。本研究使用若干卫星植被观测指数和野外植被光合作用和生长情况的调查指数，发现全球年度植被指数对降雨的日频率和强度敏感，与每年降雨总量无关。卫星植被指数对日降雨变化向敏感，基于与植被对年降雨总量的敏感程度一致（近95%）。结果表明日降雨变化及降雨趋势正在影响全球植被光合作用，有潜力解析出碳循环和食物安全情况。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
A stable zeolite with atomically ordered and interconnected mesopore channel
具有原子有序性且相互连通中孔通道的稳定沸石
（导读 领研网）沸石分子筛是一种微孔结晶材料，在工业领域可用作离子交换剂、吸附剂和非均相催化剂。本研究合成了世界首例新型介孔沸石分子筛材料-“青岛能源所分子筛材料1号”（ZMQ-1），定义为本征介孔沸石分子筛。该新型沸石分子筛含有28×10×10元环组成的三维孔道系统，不仅拥有均一的孔道结构，更具有高的热稳定性和水热稳定性。将该新型沸石分子筛应用于重油催化裂化反应实现了更高的轻质油品选择性，且积碳更低。[相关报道：世界首例！中科院青岛能源所，新型介孔沸石分子筛登上Nature！]
Sacrificial capillary pumps to engineer multiscalar biological forms
可牺牲性毛细血管泵来设计多标量生物形式
（导读 领研网）天然组织由不同细胞和细胞外物质组成。在几个长度尺度上，天然组织的排列——从亚细胞长度（微米）到器官尺度（厘米）——调节生物功能。本研究在人工血管成型过程中，利用基于液态镓的人工牺牲毛细泵排空（ESCAPE）在柔软的天然水凝胶中，产生了多标量结构，实现细胞尺度（<10µm）和毫米尺度的特征。该结果可以在柔软的生物材料中，制造多标量形式，为以前无法在体外获得的各种组织结构铺平道路。[论文详细信息]
X-ray linear dichroic tomography of crystallographic and topological defects
晶体学和拓扑缺陷的 X 射线线性二向色取向断层扫描
（导读 领研网）材料的功能性由其成分和微观结构决定，即晶粒、晶界和其中缺陷的分布和取向。本研究介绍了X射线线性二向色取向断层扫描（XL-DOT），这是一种定量、非侵入性技术，可用于在三维空间中对扩展多晶和非晶材料进行晶内和晶间表征。研究人员对五氧化二钒 多晶样品进行了详细表征，通过识别和表征晶粒以及扭曲、倾斜和孪晶界进一步观察到由于体积晶体缺陷的存在而产生的拓扑缺陷和消失。该结果为功能材料的化学和微观结构研究提供了新的机会。[相关报道：表征技术这么强大，科研做不好没理由！又一成像技术登上Nature！]
Nanoscale imaging and control of altermagnetism in MnTe
MnTe中的纳米级成像和交变磁性控制
（导读 领研网）传统观点认为有两种基本磁相，铁磁性和反铁磁性。本研究使用同步辐射光源，在纳米级的尺度上测量了碲化锰（MnTe）的磁性，证明了第三类基本磁相的存在：交变磁性。碲化锰的磁性的基本单元是彼此反向平行的微小磁矩，但承载这些微小磁矩的晶体结构又会相对于相邻的晶体结构发生旋转。该结果为制造自旋电子器件带来了新突破口，有望将微电子元件和数字储存器的速度提升数个数量级。[相关报道：从微观上证明交变磁性]
Strong electron–phonon coupling in magic-angle twisted bilayer graphene
魔角扭转双层石墨烯中的强电子-声子耦合
（导读 领研网）魔角扭转双层石墨烯（MATBG）因其显著的可调谐特性而引起了广泛的研究兴趣，为探索强相关电子现象提供了一个多功能平台。本研究通过具有微米空间分辨率的角分辨光电子能谱，揭示了超导MATBG中的平带复制品，其中MATBG与其六角形氮化硼基板不对齐。这些复制带显示出均匀的能量间距，相距约150±15meV，表明存在强电子-玻色子耦合。该结果揭示了超导MATBG的内在电子结构。[论文详细信息]
其他
【Astronomy-天文】Formation of a low-mass galaxy from star clusters in a 600-million-year-old Universe
宇宙年龄为6亿年时，星团形成低质量星系的过程
（导读 领研网）对于我们现在能观测到的最遥远的星系，它所处的宇宙年龄仅有当前的5%。本研究利用光谱学和引力透镜估计“萤火虫闪烁”星系的红移约为8.3，说明它所处的宇宙年龄仅有6亿年。该星系的质量主要集中在10个恒星簇中，单个团簇的质量从105到106倍太阳质量不等。其金属丰度低，气体密度高、电子温度高，这可能暗示早期宇宙中的星系的更倾向于形成大质量恒星。[相关报道：“萤火虫闪烁”揭示早期星系的形成]
【Physics-物理】Strong-field quantum control in the extreme ultraviolet domain using pulse shaping
利用脉冲塑形技术实现极紫外域强场量子控制
（导读 阿金）强耦合范围内定制的光-物质相互作用有助于实现量子系统的操控。本研究使用种子型自由电子激光（FEL）FERMI的脉冲塑形，展示了氦原子中超快拉比动力学的强场量子控制，揭示了电离连续区域的强修饰效应。利用最先进的高强度飞秒至阿秒XUV至软X射线光源，该结果为高效操控并选择性控制核心电子过程以及实时电子相关现象开辟新道路。[论文详细信息]
