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生物学
Biology
Giant stem tetrapod was apex predator in Gondwanan late Palaeozoic ice age
巨型四足动物是古生代冰河时期冈瓦纳古陆上的顶级捕食者
（导读 领研网）目前关于四足动物的早期演化理论都来自如今欧洲和北美洲大片产煤的古代赤道湿地发现的化石。本研究报告一种生活在二叠纪早期的巨大蝾螈类动物：Gaiasia jennyae，发现于纳米比亚西北部，曾生活在约南纬 55 度的超大陆冈瓦纳古陆南部，估计其头骨基部长约 60 厘米，全身长度可能超过 2.5 米。这种古代生物和已灭绝的两栖动物圆螈类有亲缘关系，发现结果填补了化石记录空白，表明早期四足动物分布更为广泛。[相关报道：体长 2.5 米，纳米比亚发现已知最大的蝾螈]
A deep catalogue of protein-coding variation in 983,578 individuals
983,578 名个体中蛋白质编码突变的深度目录
（导读 阿金）罕见编码基因变体深刻影响基因功能，但要了解这类变体的频率，需要大量样本。本研究报告一套源自不同人群的 983,578 名个体外显子测序所得人类蛋白质编码突变目录，包含超过 1000 多万个错义变体和 110 万个已被预测出的功能丧失（pLOF）变体。研究人员在 4848 个基因中识别出具有罕见双等位基因的 pLOF 变体，并确认了 3988 个 LOF 不耐受基因以及错义变体耗竭区域。该结果有助于推进对变体的阐释以及基于遗传信息的精准医学的发展。[论文详细信息]
Transposase-assisted target-site integration for efficient plant genome engineering
转座酶辅助的靶点-位点整合实现高效的植物基因组工程
（导读 才生）当前的植物基因组编辑技术效率低，且容易出错，阻碍了作物遗传改良的进一步发展。本研究利用转座酶的天然能力，将水稻 Pong 转座酶蛋白与 Cas9 或 Cas12a 核酸酶融合，实现 mPing 元件的切除和插入功能。研究人员验证了 mPing 在目标为点的插入，展示了高精度和高完整性的插入，最终创造出一套可以精确插入目标 DNA 的系统，为未来的作物改良和合成生物学提供强效工具。[论文详细信息]
Brainstem Dbh+ neurons control allergen-induced airway hyperreactivity
脑干 Dbh+ 神经元控制过敏原引起的气道高反应性
（导读 严冰冰）气道高反应性是重复暴露于过敏原而引发的气管阻塞，是哮喘的特征。本文对肺部-脑干-肺部的完整过敏环路进行追踪。将小鼠反复暴露于可吸入过敏原中，可激活孤束核（nTS），该过程依赖于肥大细胞、白介素 4（IL4）和迷走神经。单核 RNA 测序与 RNAscope 结果表明，过敏时 Dbh+ nST 神经元倾向于被激活。清除或抑制这群神经元可减弱高反应性，反之则促进高反应性。这群神经元投射到疑核（NA），NA 再将过敏信号传递至节后神经元，直接驱动气管阻塞。在 NA 脑区注射去甲肾上腺素拮抗剂可减弱高反应性，它可能是 Dbh+ nST 神经元与 NA 之间的递质。[论文详细信息]
Semantic encoding during language comprehension at single-cell resolution
语言理解过程中的语义编码
（导读 领研网）理解大脑如何理解言语使神经科学家长久以来钻研的课题。本研究招募癫痫患者，在志愿者脑区植入电极阵列，同时记录约 300 个神经元的电活动，结合空间和时间分辨率实时记录单个神经元在理解字词句子时的动态变化，发现每个单词大约会“激活”两三个不同的神经元。而某些单词激活的神经元有“重叠”，而这些单词在词义上可归为同类，但同音不同义的词不会触发同一组神经元。结果表明前额叶的单个神经元编码语音中的词义，根据概念对字词做出区分和分类，而且根据上下文来判断语音最可能的词义。[相关报道：人脑是这样听懂语言的！《自然》首次发现，单个脑细胞就能“理解”字词]
Spike deep mutational scanning helps predict success of SARS-CoV-2 clades
刺突蛋白深度突变扫描方法有助于预测 新冠病毒进化枝
（导读 才生）新冠病毒变体会在其刺突蛋白中发生突变，以增强免疫逃逸，改变会影响病毒适应性的特征。本研究使用伪病毒深度突变扫描方法测量了从 XBB.1.5 到 BA.2 完整刺突蛋白中超过 9000 个突变影响 ACE2 结合、细胞进入或者人类血清免疫逃逸的过程，发现受体结合结构域（RBD）之外的突变在病毒演化过程中显著影响 ACE2 结合。此外，研究人员还检测了 XBB.1.5 刺突蛋白突变影响血清中和能力的情况，揭示了最强血清逃逸突变出现的位点。结果为更好地预测病毒演化提供了更多信息。[论文详细信息]
Alveolar fibroblast lineage orchestrates lung inflammation and fibrosis
肺泡成纤维细胞谱系调控肺部炎症和纤维化
（导读 阿金）成纤维细胞遍布周身，不同成纤维细胞亚群存在于健康与受损的组织中，但损伤诱导的成纤维细胞谱系源头与功能仍待阐释。本研究表明肺部特异肺泡成纤维细胞会进入多种分子状态，研究人员建立的遗传工具可独特靶向肺泡成纤维细胞，这类细胞为内稳态肺泡干细胞提供细胞环境，环境缺失会强化对急性肺损伤的过度应答。在人类肺纤维化中识别出的成纤维细胞谱系 TGFβ 负调节炎症成纤维细胞亚群，刺激分化为成纤维细胞，诱发肺部纤维化。该结果解释了肺泡成纤维细胞谱系的多重作用，既维持正常的肺泡内稳态，又协调肺损伤连续应答。[论文详细信息]
Molecular definition of the endogenous Toll-like receptor signalling pathways
内源性 Toll 样受体信号传导通路的分子定义
（导读 阿金）固有免疫模式识别受体，例如 Toll 样受体（TLRs）是免疫应答的关键介导因子，也是理解健康与疾病的核心。本研究通过生物工程改造巨噬细胞，实现了内源性肌小体组成成分 MyD88 的显微分析和蛋白质组学分析，发现肌小体形成可与激活的 TLRs 短暂接触的位点。在大部分肌小体内，MyD88 形成桶状结构，作为支架招募效应蛋白。蛋白质组学分析表明肌小体包含在所有阶段发挥作用的蛋白质，调控 TLR 通路所有的效应子应答机制。基于所有分析结果，研究人员推测完整的 TLR 信号传导通路在肌小体内执行。[论文详细信息]
Plasmacytoid dendritic cells control homeostasis of megakaryopoiesis
浆细胞样树突状细胞控制巨核细胞生成的稳态
（导读 才生）血小板稳态对于血管完整性和免疫防御至关重要。本研究使用活体成像跟踪了数天内巨核细胞生成的细胞动态变化，发现浆细胞样树突细胞（pDC）这种先天免疫系统细胞在很大程度上负责控制新巨核细胞的成熟，从而控制血小板的形成，而且 pDC 还能根据机体需要精确调节巨核细胞的数量。该结果可为研究新冠感染和其他与血小板生成失调相关疾病提供新的治疗思路。[论文详细信息]
Emergence of large-scale cell death through ferroptotic trigger waves
通过铁死亡触发波出现大规模细胞死亡
（导读 领研网）大规模细胞死亡是胚胎发育和疾病中的常见现象，而细胞死亡事件可以通过扩散信号影响邻近细胞，触发波便是实现远距离信号传输的机制之一。本研究发现铁死亡能够通过活性氧（ROS）的触发波在细胞中远距离以恒定速度传播，从而触发大量细胞死亡，并进一步证明了这种铁死亡以“波浪”形式“席卷”并塑造胚胎阻止，确保适当的肌肉发育，揭示了铁死亡在正常生理过程中发挥作用的新形式。[相关报道：铁死亡再登 Nature，我国学者揭示铁死亡在胚胎发育中的作用]
NBS1 lactylation is required for efficient DNA repair and chemotherapy resistance
NBS1 乳酸化是 DNA 有效修复和化疗耐药性的必要条件
（导读 领研网）导致糖酵解的代谢产物——乳酸在肿瘤内大量积累，早就酸性环境，因此是癌细胞的重要“帮凶”。本研究发现乳酸通过增强 NBS1 蛋白的乳酸化修饰，对于肿瘤的 DNA 损伤修复和化疗耐药性起到关键作用，研究人员由此找到司替戊醇（stiripentol），可以通过抑制乳酸的产生，逆转肿瘤对化疗药物的抵抗，为癌症治疗提供了一种新策略。[相关报道：《自然》重磅：肿瘤难治，可能是乳酸惹的祸！中山七院团队“老药新用”找出破解方法]
Phage anti-CRISPR control by an RNA- and DNA-binding helix–turn–helix protein
通过 RNA 和 DNA 结合螺旋-翻转-螺旋蛋白来实现噬菌体抗 CRISPR 控制
（导读 才生）在所有生物体内，必须调节基因表达以满足不同的细胞要求，这一过程频繁涉及一种螺旋-翻转-螺旋（HTH）结构域蛋白质。本研究表明调控因子 Aca2 的 HTH 结构域不仅通过结合 DNA 抑制 Acr 转录合成，而通过结合保守的 RNA 茎环阻止核糖体进入以抑制 mRNA 翻译。而冷冻电镜结构解析展示了多功能的HTH结构域可特异区分 RNA 与 DNA 结合位点。这些调控模式广泛存在于 Aca2 蛋白家族中，面对噬菌体 DNA 的快速复制促进 CRISPR-Cas 抑制，且不会让有毒的 acr 过度表达。[论文详细信息]
Targeting pericentric non-consecutive motifs for heterochromatin initiation
针对着丝粒周围非连续基序进行异染色质起始
（导读 领研网）从裂殖酵母到哺乳动物，虽然旁着丝粒异染色质区域的 DNA 序列同源性很低，但组蛋白 H3K9 甲基化修饰始终是旁着丝粒异染色质的主要标志。本研究阐释了组成型旁着丝粒异染色质的从头建立机制，以及在脊椎动物中看似不保守的旁着丝粒异染色质序列却具有相同的组蛋白 H3K9me3 修饰的原因。具有分隔式排布锌指的锌指蛋白能够识别非连续 DNA 序列，揭示了一种全新的 DNA 识别模式。该结果可能会引出更多具有此类性质的蛋白，并启发生物信息学家开发新的算法来计算 DNA 结合基序。[论文详细信息]
A µ-opioid receptor modulator that works cooperatively with naloxone
与纳洛酮协同作用的 μ-阿片受体介导因子
（导读 才生）μ-阿片受体（μOR）是镇痛靶点，但常规阿片受体激动剂会诱发不良反应，尤其会让人成瘾或者抑制呼吸。本研究在针对无活性 μOR 的大型 DNA 编码化学库中进行筛查，然后再用活性G蛋白以及激动剂结合受体进行反筛查，发现一种对于无活性 μOR 具有高选择性富集的 μOR 负变构介导因子（NAM）化合物，该化合物可增强关键阿片类药物过量逆转分子纳洛酮的亲和力，两者协同作用以有效阻断阿片类激动剂信号的传导。该结果为 μOR 的负变构调节机制提供了全新的结构见解。[论文详细信息]
地球科学
Geoscience
The enduring world forest carbon sink
持久的世界森林碳汇
（导读 小天）陆地生态系统吸收二氧化碳是调节气候变化的关键。本研究汇总了 30 年来北方、温带核热带地区生物群落的实地森林数据，发现全球范围内的森林碳沉积整体稳定，但也存在一些重要的生物群落变化，由于森林面积的增加，温带与热带再生森林的的碳沉积随之增加，而由于森林整体面积的波动变化与损失加剧，北方与热带整个森林环境内的碳沉积却在减少。结果表明，为保护碳沉积，陆地管理政策需要进一步限制森林退化程度，促进森林回复以及改进木材采伐管理。[论文详细信息]
Human degradation of tropical moist forests is greater than previously estimated
人类对热带湿润森林的破坏程度比之前估计的要大
（导读 小天）选择性伐木、森林野火以及边缘效应导致的热带森林退化是碳损失与生物多样性损失的重要驱动因素。本研究使用国际空间站上全球生态系统动力学调查仪器测量的森林结构与生物量估算数据，结合长期卫星观测，揭示了热带潮湿森林上的人类足金，发现农业或道路扩张造成的破碎化影响边缘的森林，使林冠高度和生物量减少了 20%~30%，但边缘效应会继续深入到森林中，导致树冠高度进一步降低。另外，低强度的人类活动干扰也会降低冠层高度，在未来 20~30 年内严重改变冠层结构。[论文详细信息]
化学
Chemistry
Asymmetric hydrogenation of ketimines with minimally different alkyl groups
差异最小的烷基酮亚胺不对称氢化
（导读 领研网）不对称催化可以合成光学活性化合物，其核心目标是创建能够区分前手性面或中心的立体选择性催化剂。本研究报告利用地球上丰富的锰催化剂实现二烷基酮亚胺的不对称氢化，得到系列手性胺产物。这些催化剂可以区分与酮亚胺结合的差异最小的烷基对，而对映选择性程度可以通过修改手性锰催化剂的组分来调节。而其卓越的立体选择性源于受限手性催化剂的模块化组装以及催化剂和底物之间的协同非共价相互作用。[相关报道：清华大学，最新 Nature！]
Chemical reservoir computation in a self-organizing reaction network
自组织反应网络中的化学储层计算
（导读 菜菜）化学反应网络能够帮助细胞处理环境信息，当前的分子信息处理和计算方法通常使用数字计算模型，尚无法达到生命系统中信息处理的能力。本研究报告发现并实现了基于多糖反应的化学储层计算，该复杂的自组织化学反应网络可并行执行多个非线性分类任务，预测其他复杂系统的动态变化，实现时间序列预测。该结果为实现新一类的生物信息处理系统提供新思路。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
Mechanical release of homogenous proteins from supramolecular gels
超分子凝胶中均质蛋白质的机械释放
（导读 菜菜）治疗性蛋白药物需要冷链管理，既昂贵又资源密集，限制了药物运输的范围。本研究使用富含水的凝胶系统——水凝胶储存药物，该系统由扩展的自组装分子网络组成，可以捕获并限制药物，且避免使用添加剂和稳定剂。而且其较差的机械强度还解决了药物释放问题。研究人源使用该系统储存一种大型蛋白质 β-半乳糖苷酶，展示了其多功能性，可保留几乎 97% 的生物活性。该结果为自组装凝胶储存治疗性蛋白药物开辟新途径。[论文详细信息]
Superconductivity in pressurized trilayer La4Ni3O10−δ single crystals
三层 La4Ni3O10−δ 单晶中的超导性
（导读 领研网）超导体因巨大应用潜力备受关注，寻找新型高温超导体一直是科学界孜孜以求的目标。镍元素在元素周期表中紧邻铜元素，镍氧化物被认为是实现高温超导电性的重要候选材料之一。本研究合成了高质量的三层镍氧化物 La4Ni3O10 单晶样品，并且利用金刚石对顶砧技术，发现了 La4Ni3O10 压力诱导的超导零电阻现象，在 69GPa 压力下，超导临界温度达到 30K。该单晶样品的超导体积分数高达 86%，证实了镍氧化物的体超导性质。[相关报道：压力诱导三层镍酸镧单晶的“体超导”转变]
Evidence of striped electronic phases in a structurally modulated superlattice
结构调控的超晶格中的条纹状电子相
（导读 菜菜）晶体的电子特性可以通过叠加空间周期性电、磁或者结构调控来操控，体块范德华（vdW）超晶格为探索不对称调控的二维态提供补充平台。本研究报告体块 vdW 超晶格 SrTa2S5 实现了二维过渡金属二硫化物（TMD）H-TaS2 层的一维结构不对称调控，发现 SrTa2S5 的超导性由空间调谐，在相邻的 TMD 层之间不匹配。该结果表明体块 vdW 超晶格可作为通用平台，解决围绕纳米级 vdW 器件到宏观晶体形式调谐电子相的预测。[论文详细信息]
Electron holography observation of individual ferrimagnetic lattice planes
单个铁磁晶格面的电子全息观测
（导读 菜菜）电子显微镜中硬件型像差校正的发展使材料局部结构达到原子分辨率的观测效果，让化学和振动分析成为可能。本研究报告在无磁场条件下采用数字后像差校正辅助的硬件型像差校正器，结合电子全息技术，对亚铁磁双钙钛矿晶体 Ba2FeMoO6 中单个晶格平面的磁场分布进行了无磁场观测，在观测后进行数字聚焦，控制磁化，分离晶体内磁化、静电势与电子衍射等现象产生的信号。该结果为直接观测器件中局部区域的磁晶格结构开辟新途径。[论文详细信息]
物理学
Physics
Measuring gravitational attraction with a lattice atom interferometer
使用晶格原子干涉仪测量引力
（导读 领研网）原子干涉仪是研究地球引力、万有引力常数、牛顿引力偏差等有力工具，但晶格干涉仪尚未用于精密重力测试。本研究使用磁光阱制备的铯原子样本，通过极化梯度和拉曼边带冷却，优化了晶格干涉仪的引力灵敏度，并使用信号反演系统来抑制和量化系统效应。最终测量了微型源质量的吸引力，排除了“屏蔽第五力”理论在自然参数空间上的误差。该结果通过改进原子冷却、抑制倾斜噪声，有助于进一步提高灵敏度。[相关报道：测量引力：发一篇 Nature]
Sunlight-powered sustained flight of an ultralight micro aerial vehicle
利用太阳能实现超轻微型飞行器的持续飞行
（导读 领研网）微飞行器有应用于通讯及环境救援和监测的潜力。不过，目前的微飞行器航时较短——重量低于 10 克的飞行器通常航时不到10分钟，限制了它们的实用性。本研究设计出一款能无线飞行的超轻型太阳能驱动微飞行器：CoulombFly，该装置由一个电机和一个 10 厘米推进器组成的静电推进系统与一个高压电力变换器、太阳能电池相结合，使得具有较高的升力至推力效率以及较低的能耗。在一次耐久性测试中，该装置能持续飞行 1 小时，并且没有出现性能退化。[相关报道：北航，Nature+1！]
