审校 小勺 小冰 小象
制版 阿金
生物学
Biology
Rhizobia–diatom symbiosis fixes missing nitrogen in the ocean
根瘤菌-硅藻共生修复海洋中缺失的氮
（导读 小天）贫养水体中的固氮过程是海洋新氮的主要来源，而海洋中的固氮过程主要得益于蓝藻，而非蓝藻固氮菌存在的证据仍然缺乏。本研究发现一种非蓝藻固氮共生体：Candidatus Tectiglobus diatomicola，属于根瘤菌目，与单细胞硅藻共生，在广阔的海洋地区发挥很大比例的固氮作用，对全球海洋固氮和生产力以及二氧化碳的吸收起着关键作用。该结果为固氮植物的工程开发开辟新途径。[论文详细信息]
A late-Ediacaran crown-group sponge animal
晚埃迪卡拉纪冠群海绵动物新发现
（导读 领研网）海绵动物通常被认为是动物界中最原始的类群，分子钟研究推测其起源时间在距今约 7 亿年前，然而 5.39 亿年（寒武纪）之前的海绵化石极为稀少并具有争议。本研究对距今约 5.5 亿年前（埃迪卡拉纪）的石板滩生物群进行大规模的化石挖掘，发现了一类大型的冠群海绵动物化石，命名为“螺旋网格海绵”（Helicolocellus）。该结果填补了海绵动物早期演化的重要环节。[论文详细信息]
Krause corpuscles are genital vibrotactile sensors for sexual behaviours
克劳斯小体是用于感知性行为的生殖器振动触觉传感器
（导读 领研网）克劳斯小体于 150 年前在人类生殖器官区域被发现，对温度变化和触摸的敏感性可以增强人体的感官知觉。本研究利用机械和电刺激激活了雄性和雌性小鼠的克劳斯小体，发现其中的神经末梢会响应 40~80 Hz 范围内的低频振动，引起勃发等性活动，而经过基因工程改造缺乏克劳斯小体的小鼠无法正常交配，说明该结构是性行为中必需的。该结果或能为勃起功能障碍等相关疾病带来新的治疗思路。[相关报道：性器官触觉感受之谜]
Sleep loss diminishes hippocampal reactivation and replay
睡眠不足会降低海马脑区的重激活和重放
（导读 严冰冰）睡眠中海马尖波涟漪（SWRs）活动期间对清醒经历的重激活和重放，对记忆而言至关重要。本文记录大鼠海马 CA1 神经元活动，包括共 12 小时的探索迷宫、自然睡眠、睡眠剥夺与睡眠恢复阶段。在睡眠剥夺阶段， SWRs 频率维持不变或升高，且具有低能量、高频的涟漪；而椎体神经元持续发放。尽管睡眠剥夺阶段神经元发放与 SWRs 整体不受影响，神经元发放的重激活和重放却被削弱了，且在某些情况下完全消失。在睡眠恢复阶段，重激活可部分反弹，但难以达到自然睡眠阶段的水平。这提示睡眠丧失在网络水平对海马功能有损伤，并提示睡眠剥夺阶段的 SWRs 和 SWR 期间重激活/重放活动的分离。[相关报道：揭开睡眠不足为什么会损害记忆力]
Multiscale topology classifies cells in subcellular spatial transcriptomics
多尺度拓扑结构对亚细胞空间转录组学中的细胞进行分类
（导读 阿金）空间转录组学测量组织内上百万个位点处的原位基因表达，但转录组深度、空间分辨率和样本尺寸三者之间仍需权衡，受到成像质量与组织异质性的限制。本研究报告一套多尺度方法，使用转录组学信息和空间背景，自动在亚细胞层面对细胞类型进行分类。研究人员应用该方法提升了人类肾脏组织的细胞分类效果以及形态，精确定位了单个散布的小鼠免疫细胞。该成果可拓展到其他新平台，为将从基因到组织的生物组织不同层面连接起来提供综合渠道。[论文详细信息]
Imprinting of serum neutralizing antibodies by Wuhan-1 mRNA vaccines
武汉-1 mRNA 疫苗的血清中和抗体印迹
（导读 阿金）先前的抗原经验会影响后续感染或疫苗接种的应答，这一现象称为免疫印记，目前在接种与变体匹配的新冠病毒疫苗增强针后，对血清抗体的免疫印记效应仍待阐释。本研究在对小鼠模型和人类受试者接种了 mRNA 疫苗增强针后，表征了其体内的血清抗体应答情况。最终结果表明人类对于基于奥密克戎变异株疫苗增强针的抗体应答会受到过去 mRNA1273 疫苗接种的影响，但该结果却能驱动中和抗体发生交叉反应，从而抑制新兴新冠病毒变体等感染。[论文详细信息]
Plasmid targeting and destruction by the DdmDE bacterial defence system
DdmDE 细菌防御系统的质粒靶向和破坏
（导读 阿金）尽管真核生物 Argonautes（Agos）蛋白在会转录后基因调控中发挥关键作用，一些原核生物短 Ago 蛋白变体（pAgos）仍然依赖辅助核酸酶因子以有效降解外来 DNA。本研究揭示了 DNA 防御模块 DdmDE 系统的激活通路：DdmE 是一种催化惰性、DNA 引导的 DNA 靶向 pAgo，具有独特的插入结构域。在加载单链 DNA 靶点时，螺旋酶-核酸酶 DdmD 从自主抑制的二聚体复合物转变成单体状态。而 DdmDE-引导-靶点切换复合物的复杂结构解析揭示了 DNA 识别过程驱动进行性质粒破坏的机制，为理解 pAgos 利用辅助因子实现质粒清除以及细菌抗质粒免疫学提供新基础。[论文详细信息]
Obesity induces PD-1 on macrophages to suppress anti-tumour immunity
肥胖诱导巨噬细胞 PD-1 抑制抗肿瘤免疫
（导读 领研网）肥胖是许多癌症进程与转移过程中的主导风险因子。本研究发现肥胖会增加肿瘤中巨噬细胞的丰度，诱导它们表达免疫检查点蛋白 PD-1，PD-1 表达增加抑制了巨噬细胞的免疫监视，随后抑制了杀伤性 T 细胞，从而促进肿瘤生长，因而肥胖患者的癌症风险更大。该结果有助于解释肥胖增加癌症风险的分子机制，改善靶向 PD-1 的免疫疗法的治疗反应。[相关报道：Nature 重磅，肥胖会增加癌症风险，但也会促进癌症免疫疗法效果]
CTLA-4-expressing ILC3s restrain interleukin-23-mediated inflammation
表达 CTLA-4 的 ILC3 可抑制白细胞介素 23 介导的炎症
（导读 才生）白细胞介素 23（IL-23）是慢性炎性疾病的主要介导因子和治疗靶点。本研究发现 3 群先天性淋巴样细胞（ILC3s）是 IL-23 驱动的炎性反应和肠道免疫调节检查点之间的潜在关键连接。健康肠道中的 IL-23 会潜在开启 ILC3s 中的 CTLA-4 通路，而阻断这些细胞中的此类通路或导致严重的肠道炎症。结果表明 ILC3 内在的 CTLA-4 或能作为抑制 IL-23 病理学结果的关键检查点。[论文详细信息]
Bridge RNAs direct programmable recombination of target and donor DNA
桥 RNA 直接对靶 DNA 和供体 DNA 进行可编程重组
（导读 领研网）IS110 家族元件是一类存在于原核生物的转座子元件，当它从一处移动到另一处时，其两端会相连并形成环状 DNA。本研究表明这种环状 DNA 会转录出一种特殊的非编码 RNA（桥 RNA），其二级结构中的两个环分别能与转座子自身序列和插入位点的 DNA 序列互补配对，形成 RNA 桥，将重组酶引导至靶位点并完成基因插入。基于此，研究人员开发出一套全新的基因编辑技术：桥式编辑，设计了桥 RNA 序列，并成功在大肠杆菌中实现多种目的序列高效且准确的插入。[相关报道：新型基因编辑技术“桥式编辑”问世]
Structural mechanism of bridge RNA-guided recombination
桥 RNA 引导重组的结构机制
（导读 领研网）本研究解析了桥式编辑元件的结构，明确了该基因编辑技术的原理，该技术使用的重组蛋白酶大小不到 CRISPR 技术中 Cas 蛋白的一半，双重特异性 RNA 赋予 IS110 重组酶靶 DNA 和供体 DNA，用于可编程的 DNA 重组。不过目前研究人员尽在细菌中测试了该基因编辑技术的可行性，尚不清楚是否适用于人体细胞。[相关报道：新型基因编辑技术“桥式编辑”问世]
Molecular basis for transposase activation by a dedicated AAA+ ATPase
AAA+ ATPase 激活转座酶的分子基础
（导读 阿金）转座酶驱动染色体重排，传播耐药性基因和毒素。本研究使用 IS21 作为转座酶模型系统，揭示了 ATP 酶调控因子利用核苷酸控制的组装与 DNA 变形实现基于结构的位点选择性、转座酶招募、激活以及整合。结构有助于解释了 AAA+ ATP 酶调控因子可重塑自身的底物 DNA 与同源转座酶，增强酶功能。[论文详细信息]
Structural insights into the cross-exon to cross-intron spliceosome switch
跨外显子转变成跨内含子剪接体的结构解析
（导读 阿金）剪接体的早期组装通过内含子或者外显子定义的通路实现，但目前对于外显子定义的剪接体复合物三维结构以及剪接体从跨外显子（CE）组织转变成跨内含子（CI）组织的机制仍待阐释。本研究使用冷冻电镜分析了人类 CE pre-B 复合物以及 B 样复合物，揭示了其与 CI 对应体详细的结构，结果表明 CE 和 CI 剪接体组装通路早在 pre-B 阶段就已融合，还识别出了通路重排过程中的分子触发因子和 B 特异性蛋白的作用。结果明确了剪接体组装期间 CE 至 CI 切换的机制以及其对 pre-mRNA 间接位点配对的影响。[论文详细信息]
Ancient genomes reveal insights into ritual life at Chichén Itzá
古代基因组揭示奇琴伊察的仪式生活
（导读 领研网）位于墨西哥尤卡坦州的古城齐琴伊察在古典时期末期成为玛雅人的主要聚居地。本研究对该古城遗址祭坛“神圣天坑”附近地下储水室发掘的 64 个古代个体做了 DNA 分析，揭示了齐琴伊察埋葬仪式的更多细节，这些个体全部为男性，其中 25% 的人是近亲。而“神圣天坑”中的个体皆为年轻女性或者男童、女童。这些个体可能是在超过 500 年的时间跨度中被献祭的对象。[相关报道：古代基因组揭示玛雅人祭仪式细节]
地球科学
Geoscience
Observations of diapycnal upwelling within a sloping submarine canyon
倾斜海底峡谷内斜压上升流的观测
（导读 小天）小规模的湍流混合驱动海洋深渊区域内深水的上升流，属于全球翻转环流的一部分。本研究表明等密度线上强烈的近海底上升流以每天 100 米强劲的速度流动，并与近边界与内部流发生绝热交换。观测结果为深海中以海底为中心的强烈深海上升流提供了直接证据。[论文详细信息]
Explainable El Niño predictability from climate mode interactions
从气候模式相互作用解释厄尔尼诺现象的可预测性
（导读 领研网）厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）是地球上最强、最显著的年际气候变化现象，带来了海洋温度、风和天气的变化，可能引发洪涝、干旱、高温等极端天气，导致作物减产和粮食危机。本研究开发了一个结合观测资料的扩展型非线性充电振子（XRO）模型，能够提供 16~18 个月的 ENSO 预测，媲美最先进的人工智能预测。该结果系统量化了全球海洋中主要气候模态对 ENSO 可预测性的影响，增强了 ENSO 可预测性的理解。[论文详细信息]
材料科学
Materials science
Visualization of oxygen vacancies and self-doped ligand holes in La3Ni2O7−δ
La3Ni2O7−δ 中氧空位和自掺杂配体空穴的可视化
（导读 领研网）作为铜酸盐的类似物，镍酸盐已成为近二十多年来高温超导的候选材料。本研究开发了一种新的能量过滤多层电子叠层扫描技术，并借助电子能量损失谱，实现了氧空位的直接可视化。发现氧空位主要占据内端位置，这被认为对超导至关重要。研究人员精确地确定了纳米级化学计量及其与氧 K 边光谱的相关性，揭示了样品内氧含量和电子结构的显著不均匀性。[相关报道：三校一所合作成就一篇 Nature：实现氧空位可视化！]
Titanium:sapphire-on-insulator integrated lasers and amplifiers
钛：绝缘体上蓝宝石集成激光器和放大器
（导读 领研网）作为一种高性能的固体激光器，钛宝石激光器在科研、医疗、工业等多个领域发挥重要作用。本研究在芯片上设计开发出一台微型的钛宝石激光器，相较于传统的钛宝石激光器，原型机的体积仅为传统设备的万分之一，而生产成本也仅有原来的千分之一，同时解决了体积大、价格高等挑战，而且在规模效率方面也具有优势。[论文详细信息]
Nano-achiral complex composites for extreme polarization optics
用于极端偏振光学的纳米非手性复合材料
（导读 领研网）二维纳米材料的珍珠层状复合材料，以其坚韧、耐火和光学透明度闻名，为偏振光学器件提供了增强的可能性。本研究展示了由具有复杂纹理表面的二维纳米材料制成的多层纳米复合材料，尽管其具有纳米非手性和部分无序性，但却能强烈且可控地旋转光偏振。复合光学器件的热弹性很高，工作温度可高达 250 ℃，并能在光谱的近红外（NIR）部分对热发射器成像。[论文详细信息]
Large-area, self-healing block copolymer membranes for energy conversion
用于能源转换的大面积自修复嵌段共聚物膜
（导读 领研网）膜被广泛用于海水淡化、电池和透析等应用中的分离过程，大多数技术开发的膜都是基于固体聚合物并充当被动屏障，其传输特性受其化学成分和纳米结构控制。本研究介绍一种自组装策略，该策略使用水相系统的界面来模板化和稳定分子薄（约 35 nm）的仿生嵌段共聚物双层，这些膜具有自修复功能，其阻挡离子通过的屏障功能接近磷脂膜。这些膜的流动性使其能够直接与分子载体功能化，其离子选择性使得能够在模拟电鳐发电器的设备中从等摩尔的 NaCl 和 KCl 溶液中产生电能。[相关报道：这张膜不简单，迄今为止最大的独立自组装双层膜，可自修复，还能发电！]
Early stages of covalent organic framework formation imaged in operando
共价有机骨架形成的早期阶段成像
（导读 领研网）共价有机框架（COF）具有结构可控性和功能可调性，因此被认为是一种具有广泛应用前景的材料。本研究利用干涉散射显微镜（iSCAT）技术，实时监测 COF 形成过程中的各个阶段，从溶剂混合到分子交互再到聚合和框架形成的各个步骤，发现了液-液相分离的现象，并揭示了溶剂在 COF 合成过程中的重要作用，从而为 COF 的合成条件设计提供了新思路。[相关报道：这篇 Nature 填补空白！看见 COF 形成全过程！]
Elastic films of single-crystal two-dimensional covalent organic frameworks
单晶二维共价有机骨架的弹性薄膜
（导读 领研网）多晶材料的性能通常由缺陷决定，二维（2D）晶体甚至可以被线缺陷分割和破坏。本研究报告一种生产高强度、高韧性和高弹性薄膜的方法，这种薄膜属于新兴的二维晶体--二维共价有机框架（COFs），由单晶畴组成，在水面上通过交织的晶界连接，使用脂肪族双胺作为牺牲中间体。牺牲中间体的引导合成方法和交织晶界将激发各种多晶材料的晶界工程，赋予它们新的性能，提高它们目前的应用。[论文详细信息]
行星科学
Planetary Science
A warm Neptune’s methane reveals core mass and vigorous atmospheric mixing
海王星型系外行星甲烷揭示了行星核质量和大气混合情况
（导读 小天）海王星型系外行星 WASP-107b 的行星核质量低，行星温度适合甲烷的存在。本研究报告了 WASP-107 的 JWST-NIRSpec 透射谱分析结果，展示了二氧化硫、甲烷以及水、二氧化碳和一氧化碳的光谱特征，其中甲烷丰度为 1.0 ± 0.5 ppm。探测结果强烈限定了行星大气和内部情况，由此推测该行星核质量高于之前设定的上线，揭示了行星核心-吸积模型的张力。[论文详细信息]
A high internal heat flux and large core in a warm Neptune exoplanet
海王星型系外行星内部的高热流与大行星核
（导读 小天）长期以来，系外行星大气和内部特征之间的相互作用被认为是气态行星膨胀机制、大气化学不平衡条件的驱动因素。本研究结合 HST 广角相机 3（WFC3）和 JWST 近红外相机（MIRCam）与中红外设备（MIRI），报告了海王星型系外行星 WASP-107b 的全色投射光谱，检测到水、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和氨的光谱特征，这些分子的存在限定了大气金属富集，垂直混合强度与行星内部温度。内部高温表明潮汐驱动行星膨胀，是主导大气化学和内部结构的关键过程。[论文详细信息]
其他
【AI-人工智能】Scaling neural machine translation to 200 languages
将神经机器翻译扩展到 200 种语言
（导读 严冰冰）神经机器翻译（NMT）系统具有强大的多语言能力，但需要大量平行双语数据支持。本研究基于稀疏门控专家混合架构，发展出大规模多语种的条件计算模型 No Language Left Behind。为了评估此模型在超过 40,000 种翻译任务中的表现，研究人员设计了综合自动化检查程序（FLORES-200）、人工评估方法（XSTS）和毒性检测器的评估工具。相比于其他模型，此模型的翻译质量平均改善 44%。结果将 NMT 扩展到 200 种语言，并可免费非商业化使用，为开发统一的翻译系统奠定了基础。[相关报道：可翻译上百种低资源语言的 AI 工具]
【Social Science-社会科学】Hybrid working from home improves retention without damaging performance
混合办公可提高员工留任率，且不会损害绩效
（导读 领研网）居家办公在全球范围内成为了标准办公模式之一。本研究覆盖中国携程软件工程部、市场部、会计部和财务部的 1612 名本科学历员工，他们被随机要求每周在办公室工作 5 天，或每周在办公室工作 3 天，居家远程工作 2 天，结果显示混合办公组的离职率下降了三分之一，工作满意度有所上升，在女性员工、非管理职位和通勤时间更长的人群中最显著。[相关报道：《自然》发表携程“混合办公”实验结果：不会影响生产力，还能减少员工离职率]
