NSR本周上线:人工智能、叶比重、儿童健康风险、糖肽富集、痕量苯提取、极低晶格热导率、核素、压力传感器、核苷类药物、超高剂量放疗

学术   2024-10-11 12:44   北京  


2024年9月28-10月11日,有14篇NSR文章上线:

  • 1 篇 Editorial

  • 1 篇 Research Highlight

  • 2 篇 Perspective

  • 2 篇 Brief Communication

  • 5 篇 Research Article

  • 3 篇 Review

EDITORIAL

The emergence of electron spin in the interdisciplinary research in chemistry

电子自旋在化学跨学科研究中的兴起

通讯作者:蒋尚达(华南理工大学)、高松(中山大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae344
该编者按介绍了NSR“自旋化学”(Spin Chemistry)专题文章内容。

RESEARCH HIGHLIGHT

Layer-by-layer assembled 2D nanocomposites for extreme polarization optics

用于极端偏振光学的层层自组装二维纳米复合材料

通讯作者:程群峰(中国科学技术大学、北京航空航天大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae353

本文推介了密歇根大学Nicholas A. Kotov、美国空军研究实验室Richard A. Vaia、Dhriti Nepal及圣卡洛斯联邦大学André Farias de Moura等人近期Nature文章“用于极端偏振光学的纳米非手性复合材料” (https://doi.org/10.1038/s41586-024-07455-4) 。作者认为,通过计算设计和材料模组化将非偏振活性的二维纳米片组装成具有偏振活性的纳米复合材料,对极端偏振光学具有深远意义,是纳米复合材料领域的一个里程碑。


PERSPECTIVE

Modeling all-type biomolecular structures with deep learning approaches

用于通用生物分子结构建模的深度学习方法

通讯作者:曾坚阳(西湖大学工学院)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae339

生物分子结构的测定对于理解生物功能和设计新的治疗方法至关重要。最近,用于通用生物分子结构建模的深度学习方法RoseTTAFold All-Atom(RFAA)和AlphaFold3被提出,能够准确预测包含蛋白质、核酸、小分子、离子和修饰残基的生物分子复合物结构。该综述简要概述了生物分子结构测定方法的演变,并讨论了RFAA和AlphaFold3的优势和潜在的局限性。


PERSPECTIVE

Artificial intelligence-guided strategies for next-generation biological sequence design

人工智能引导的下一代生物序列设计策略

通讯作者:汪小我(清华大学自动化系)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae343

人工智能(AI)的迅速发展极大地增强了我们对生物序列建模的能力,推动了以AI为驱动力的下一代生物序列设计新范式的形成。本文探讨了AI在数字实验中对序列设计空间的高效探索及其在解码序列-功能关系中的重要作用。同时,分析了如何通过主动学习策略,将数字实验与生物实验有机融合,以克服智能模型学习中的挑战,实现高效且精确的生物序列设计。


BRIEF COMMUNICATION

Ontogenetic shifts in leaf biomass allocation in crop plants

作物叶生物量分配的时间动态

通讯作者:邓建明(兰州大学)、陈仁飞(山西师范大学)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae349
本研究构建了单物种系统叶比重瞬时动态的理论模型,揭示了种内竞争对植物瞬态生物量分配模式的影响,以农业生产中常见的大豆和玉米两种作物为例,从经验数据角度很好验证了理论模型预测,为解释目前经典生物量分配理论与实验观测结果冲突奠定了重要理论基础。同时,研究发现在农业稳产管理中具有重要应用价值。


BRIEF COMMUNICATION

Cord blood ceramides facilitate early risk identification into childhood metabolic health

脐带血神经酰胺有助于早期识别儿童代谢健康风险

通讯作者:税光厚(中国科学院遗传与发育生物学研究所)、肖新华(北京协和医院)、马青云(香港中文大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae352

本研究通过多组学分析系统地报道了脐带血鞘脂与出生体重变化的相关性,阐明了脐带血高水平神经酰胺引发胎儿生长和代谢异常的潜在分子途径。该项研究表明脐带血脂质水平对于预测儿童期糖脂代谢健康具有重要的预测价值,可为糖脂代谢生命早期干预提供一定的理论依据,具有重要的临床意义。


RESEARCH ARTICLE

Rapid and large-scale glycopeptides enrichment strategy based on chemical ligation

基于化学连接的快速、大规模糖肽富集策略

通讯作者:陆豪杰、包慧敏(复旦大学)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae341
本研究开发了一种快速、大规模的糖肽富集策略,结合生物正交连接和胰蛋白酶切割,可在单管中实现糖肽富集,减少样品损失和时间成本。该方法能同时鉴定多种糖基化类型,揭示氧化应激下蛋白质糖基化的变化,为深入研究糖基化功能提供了便捷工具。

RESEARCH ARTICLE

Rapid extraction of trace benzene by a crown-ether-based metal-organic framework

可快速提取痕量苯的冠醚基金属-有机框架材料

通讯作者:师唯(南开大学)、杨四海(北京大学)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae342
本研究设计构筑了一种冠醚基团修饰的三角形孔道的金属-有机框架NKU-300材料,实现了室温常压条件下高选择性识别环己烷中的痕量苯,吸附速度快,循环稳定性高。这项研究将促进具有定制结合位点吸附剂的合成,可用于具有高挑战性的化工产品低碳分离。


RESEARCH ARTICLE

Extremely low lattice thermal conductivity in light-element materials

轻元素材料实现极低晶格热导率

通讯作者:肖翀(中国科学技术大学)、杨炯(上海大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae345

在含有轻质、低毒及地球丰度高元素的固体中实现低晶格热导率具有重要意义,本文报道了两种具有极低晶格热导率的方形网状硫属化物,它们由原子序数相对较小的轻元素组成,明确了轻元素与声子输运之间的物理关联,突破了只有在重元素化合物中才能获得极低晶格热导率的传统固有认知,有望为无机固体热输运及调控提供新的见解。


RESEARCH ARTICLE

Trophic transfer of carbon-14 from algae to zebrafish lead its blending in biomolecules and dysregulating metabolism via isotope effect

从藻到鱼的食物链传递使C-14混入生物分子产生同位素效应并诱发代谢紊乱

通讯作者:毛亮(南京大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae346

本研究发现,核电站等核设施向水环境排放的C-14将被藻类高效转化为有机C-14并固定在体内,进而通过食物链被鱼类吸收,这些C-14将替换生物体内代谢物中原本的C-12,引发同位素效应,扰乱关键代谢反应速率,引起特定代谢功能紊乱。本研究揭示了C-14产生健康效应的新机制,对理解低能量放射性核素的健康风险提供了新的角度。 


RESEARCH ARTICLE

Non-hygroscopic ionogel-based humidity-insensitive iontronic sensor arrays for intra-articular pressure sensing

非吸湿离子凝胶基离-电型传感阵列及其关节内压力传感研究

通讯作者:郭传飞(南方科技大学)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae351

离-电型柔性压力传感器具有灵敏度高的优点,但离子凝胶的吸湿性导致器件易受环境湿度影响。本文通过离子凝胶聚合过程的疏水转变,制备了一种疏水、高韧的相分离离子凝胶,基于该凝胶的传感阵列对湿度不敏感,在2 MPa压力范围内具有高线性度、高分辨率,可植入关节等湿润环境下进行压力分布测量。

REVIEW

2′-Fluorinated nucleoside chemistry for new drug discovery: achievements and prospects

2′-氟代核苷类药物研究进展

通讯作者:常俊标(郑州大学)、余斌(郑州大学)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae331
氟代核苷类药物广泛应用于病毒感染和癌症等疾病的治疗,郑州大学常俊标院士团队开发的多个核苷类药物(如阿兹夫定)已获批上市或进入临床研究阶段,用于COVID-19或HIV的治疗。本文系统介绍了已获批上市或处于临床研究阶段的抗病毒抗肿瘤2’-氟代核苷类药物,强调了其发现策略、构效关系、作用机制和临床研究进展,并讨论了核苷类药物研发所面临的挑战和未来发展方向。

REVIEW

Opportunities and challenges of diffusion models for generative AI

机遇与挑战:用于生成式人工智能的扩散模型

通讯作者:陈旻硕、范剑青、王梦迪(普林斯顿大学)
https://doi.org/10.1093/nsr/nwae348

扩散模型是一种强大且具有通用性的生成式人工智能技术,但其进一步发展还需要更坚实的理论基础与理论创新。本文对扩散模型进行了全面综述,阐述其应用场景、探讨其背后的统计学原理,并探索将其应用于高维结构化数据优化的方法,希望能以此促进相关领域的未来研究。


REVIEW

Current Views on Mechanisms of the FLASH Effect in Cancer Radiotherapy

肿瘤放疗中FLASH效应机制的研究进展

通讯作者:杨根(北京大学核物理与核技术国家重点实验室)、肖杰(广州精准粒子闪射技术研究中心)

https://doi.org/10.1093/nsr/nwae350

超高剂量率放疗(FLASH放疗)能引起FLASH效应,即杀伤肿瘤的同时保护正常组织,使诞生百余年的放疗领域在底层机制上迎来新的突破。基于机体响应辐射的不同时空尺度,本文详细论述了当今解释FLASH效应的主流机制假说,包括氧耗竭假说、自由基作用假说、DNA完整性假说、线粒体假说、免疫假说,为FLASH放疗的研究和应用提供了参考指导。




国家科学评论
《国家科学评论》(National Science Review,NSR)由中国科学院主管、科学出版社主办,致力于全方位、多角度报道中外自然科学各领域的重要成就。
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