审校 小勺 小象 小冰
制版 阿金
生物学
Biology
Programming tissue-sensing T cells that deliver therapies to the brain
编程组织感知T细胞以治疗大脑
（导读 领研网）现有的多款CAR-T疗法已经造福了白血病、淋巴瘤和多发性骨髓瘤等血液癌症的患者。本研究为杀伤性T细胞开发出一种可编程的导航定位系统，能让这些免疫细胞直接进入大脑杀死肿瘤，同时避免对其他健康组织产生毒性。基于基因电路设计的这套导航定位系统能同时识别大脑的“邮政编码”和肿瘤的“街道地址”。结果表明这些组织感知细胞是通过靶向解剖结构以治疗不同大脑疾病的新策略。[相关报道：创新CAR-T消除致命脑瘤，减轻炎症反应，2大改造有望变革治疗格局]
Engineering synthetic suppressor T cells that execute locally targeted immunoprotective programs
工程化合成抑制因子T细胞执行局部靶向实现免疫保护计划
（导读 领研网）本研究旨在让免疫系统保持平衡，将CAR设计应用于调节性T细胞，使其精确调控免疫反应，还能清除炎症分子。研究人员给CD4 T细胞装上识别胰岛细胞的“导航”分子，然后使其产生抑制性的分子。结果表明除了用于1型糖尿病和其他自身免疫疾病外，该技术同样可以应用于癌症治疗，让CAR-T细胞只攻击肿瘤，不攻击健康组织。[论文详细信息]
A conserved bacterial genetic basis for commensal-host specificity
为实现共生-宿主特异性的微生物保守遗传基础
（导读 阿金）动物会选择性地从自身所处的环境中获得特定的共生肠道细菌，以帮助宿主适应环境。本研究对定植于果蝇（Drosophila melanogaster）肠道内的单个共生微生物细胞进行活体成像，揭示了植物乳杆菌特异性将果蝇前肠识别为独特的物理环境，通过定植到上携带的基因所编码的宿主特异性粘连蛋白稳定定植其中，蛋白结合结构域在整个乳杆菌菌目中呈保守性。[论文详细信息]
A single mutation in bovine influenza H5N1 hemagglutinin switches specificity to human receptors
H5N1 2.3.4.4b毒株突变后有可能在人类中造成大流行
（导读 领研网）2021年，H5N1型禽流感的新毒株2.3.4.4b通过鸟类传播至世界各地，并跨物种在畜群中广泛传播。本研究揭示了H5N1病毒有可能发生了突变，使其可与人类细胞受体结合。研究人员针对受体结合位点（RBS）设计了靶向突变，发现病毒血凝素HA蛋白中的一个突变（Q226L）会使其更易与人类受体结合。该结果有助于更好地防范人畜共患病及其流行性风险。[相关报道：H5N1 2.3.4.4b毒株突变2次后，有可能在人类中造成大流行]
A microRNA is the effector gene of a classic evolutionary hotspot locus
微小RNA是经典演化热点基因座的效应基因
（导读 阿金）在鳞翅目中，基因皮层周围的基因组是“热点”区域，在演化过程中多次参与生成种间黑色素翅膀颜色多态性。本研究为了识别调控翅膀颜色的效应子基因，发现一种微小RNA（miRNA）mir-193是三个差异很大的蝴蝶谱系的主要效应因子，而在果蝇内则发挥保守作用。在鳞翅目中mir-193源自大型初级非编码长RNA，并直接抑制多个色素基因来发挥作用。结果表明miRNA可驱动动物适应性演化过程中的重复案例。[论文详细信息]
The complete telomere-to-telomere sequence of a mouse genome
小鼠基因组完整的端粒到端粒序列
（导读 领研网）小鼠是生命科学研究中最常见的实验动物和模式生物，其基因组DNA信息直接关系到人类健康的探索。本研究综合了众多三代基因测序技术，并以最常用的小鼠C57BL/6的单倍体胚胎干细胞（mhaESC）为样本，进行了基因测序和组装，最终获得了长度为2.77 Gbp的完整的高质量小鼠参考基因组序列，基于这些数据，研究人员表征了小鼠核糖体DNA序列，解析了着丝粒区域的基因序列，还额外注释了639个蛋白质编码基因。[论文详细信息]
Active-reset protein sensors enable continuous in vivo monitoring of inflammation
主动复位蛋白质传感因子可实现对炎症的持续体内监测
（导读 阿金）体内连续测量蛋白质对疾病实时管理和预防至关重要。本研究使用高频振荡来加速解离以实现一种主动复位蛋白质传感因子，可在1分钟的时间内生成传感因子的未结合形式。在植入器件之后，这些传感因子可在体内实时监测质液中的蛋白质，有助于应用于活体动物内炎症监测，在生理时间尺度内跟踪相关生物标志物。[论文详细信息]
Target-conditioned diffusion generates potent TNFR superfamily antagonists and agonists
靶点条件扩散产生强大的TNFR超家族拮抗剂和激动剂
（导读 领研网）如果能准确模拟出蛋白质折叠后的三维构象，就能改造蛋白甚至从头设计出全新蛋白。本研究使用RFdiffusion算法来设计肿瘤坏死因子受体（TNFR）的结合蛋白。研究人员在初始设计生成后使用部分扩散设计出具有低皮摩尔级亲和力的结合蛋白，同时还具有高特异性的优点。结果表明为重要的药理学靶点设计高亲和力和高特异性的拮抗剂和激动剂的能力，预示着蛋白质设计时代正在到来，蛋白质结合剂通过计算而不是通过免疫或随机筛选方法产生。[相关报道：诺奖得主David Baker最新Science论文：AI从头设计超越天然蛋白亲和力的结合蛋白，预示着蛋白质设计时代的到来]
A transient neurohormonal circuit controls hatching in fish
瞬时的神经激素环路控制鱼类的孵化事件
（导读 严冰冰）孵化事件对卵生物种至关重要，它的时间点往往被小心地决定，以利用有利的外部条件来提高早期阶段的存活率。本文发现，斑马鱼的甲状腺激素释放激素（Trh）是激活孵化事件的神经内分泌因子。Trh神经元可形成瞬时环路，将这种多肽释放到胚胎的循环系统中诱发孵化。此外，在一种超过2亿年前分化出的鱼类物种中，Trh也能激活孵化事件。综上，本文揭示了一个进化上保守的神经内分泌环路，调控卵生鱼类物种的重要生命事件。[论文详细信息]
Ecological erosion and expanding extinction risk of sharks and rays
鲨鱼和鳐鱼的生态侵蚀以及不断扩大的灭绝风险
（导读 小天）海洋生物多样性的真实情况难以评估，要跟踪过度捕捞的威胁仍缺乏全球性指标。本研究表明全球鲨鱼和鳐鱼种群自50年以来下降了约19%，主要因素是过度捕捞，导致过去50年来，软骨鱼类，包括银鲛、鳐和鲨鱼，数量急剧下降。全球鲨鱼和鳐鱼数量的下降也是由污染造成的，气候变化以及栖息地恶化以及蓄意攻击和兼捕。结果强调迫切需要采取保护措施以防止这些物种灭绝。[论文详细信息]
地球科学
Geoscience
Pathways to reduce global plastic waste mismanagement and greenhouse gas emissions by 2050
到2050年减少全球塑料垃圾管理不善和温室气体排放的方法
（导读 小天）塑料生产和塑料污染会恶化环境，对环境公平和气候变化产生负面效果。本研究使用详细的全球和区域性塑料数据库，结合社会经济数据，通过机器学习方法预测，若无干预措施，到2050年每年管理不善的塑料将会翻倍直至1.21亿Mt。同期塑料系统产生的温室气体年排放量预测可增长37%，直至33.5亿吨二氧化碳当量。研究人员最后评估出4个候选策略可减少管理不善的塑料垃圾和温室气体排放。[论文详细信息]
Climate change extinctions
气候改变物种灭绝
（导读 领研网）人类活动导致的温室气体排放正在导致地球变暖，而这也将带来更多极端天气，给许多物种带来灾难。本研究统计了过去30年来485项有关不同物种对气候变化适应能力的研究，并将这些数据与未来升温情景进行了比较，从而根据特定物种的生活地点、迁徙能力和适应能力等信息，评估了物种从气候变化中存活的可能性。结果指出如果到本世纪末全球气温上升约5.4摄氏度，可能会导致如今所有物种中约三分之一灭绝。[论文详细信息]
物理学
Physics
Dissecting the hydrogen bond network of water: Charge transfer and nuclear quantum effects
剖析水的氢键网络：电荷转移和核量子效应
（导读 领研网）水的分子结构是动态的，分子间氢（H）键相互作用受电子电荷转移和核量子效应（NQE）的影响。本研究开发了一种基于对称性的相关振动光谱，可在自相关和互相关光谱中将相互作用的分子与不相互作用的分子分开。研究人员发现氢氧离子（OH-）向水的H键网络提供了约8%以上的负电荷，而水合氢离子（H3O+）从水的H键网络接受的负电荷减少了约4%。与水相比，氘化物的H键多约9%，酸性溶液比碱性溶液显示出更多的核量子效应。[相关报道：新光谱技术，“水”一篇Science！]
Room-temperature exceptional plasticity in defective Bi2Te3-based bulk thermoelectric crystals
基于Bi2Te3的缺陷型热电体块晶体的室温特殊可塑性
（导读 菜菜）最近在无机半导体内发现的金属样室温可塑性重塑了对材料物理特性的认识。本研究以经典的碲化铋（Bi2Te3）基热电半导体为研究对象，发现反位缺陷可导致高密度的不同微型结构的产生，并且持续性影响材料机械特性，成功将这些体块半导体从脆性转变为可塑性。结果为将来最终让脆性半导体同时表现出优良的可塑性和功能性提供新设计思路。[论文详细信息]
Programming liquid crystal elastomers for multistep ambidirectional deformability
对液晶弹性体进行多步双向变形编程
（导读 领研网）液晶弹性体（LCE）将LC的自组装与交联聚合物网络的弹性结合，能够将分子级别的相变转化为宏观变形。本研究利用介晶自组装、聚合物链弹性和聚合诱导应力的组合来设计具有两种中间相的液晶弹性体：V形近晶C（cSmC）和近晶A（SmA）。诱导cSmC-SmA-各向同性相变导致微观结构中应变场异常反转，从而产生相反的变形模式高频非单调振荡。该双向运动是可扩展的，可用于生成宏观尺度的高斯变换。[论文详细信息]
