最新24篇Nature研究论文（厦门大学林圣彩院士两篇，同一天交稿，同一天发表）

第 636 卷第 8043 期，2024 年 12 月 19 日

一年，十个故事

随着2024年缓缓走向尾声，我们回顾了过去的12个月，并通过《自然》杂志评选出10位在这一年里对科学发展做出卓越贡献的人物。这些杰出人物在各自的领域内，深刻影响了我们对世界的认知。今年的封面灵感来自太阳——这颗为我们带来光明与能量的恒星，不仅是无尽的观察对象，也是激发研究的源泉。特别是今年的日食，它恰逢太阳活动周期的高峰期，令我们能够更清晰地观察到太阳的日冕等特殊现象。对于众多天文学家和研究人员而言，这一切都为他们提供了宝贵的机会，让他们得以进一步探讨这颗神秘天体的奥秘。

详情请查看以下链接：
https://www.nature.com/nature/volumes/636/issues/8043

Nature发表的最新研究论文：

1. La3Ni2O7薄膜：研究常压下的高温超导现象
2. 嫦娥六号：月球早期磁场发电机制
3. 梅毒在美洲的传播历史
4. 超平坦超柔性金刚石膜：开发超薄金刚石膜
5. 核小体纤维与增强子结合：基因表达调控新机制
6. 石胆酸的抗衰老作用：石胆酸模仿热量限制抗衰老
7. 石胆酸延缓衰老机制：通过TULP3激活AMPK抗衰老
8. RNase P RNA的构象空间：RNA的多重构象状态
9. 用于高精度计时器的薄膜材料
10. 研究用于可再生能源的热能材料
11. 硅藻的光色素感知机制（适应水深的光合作用）
12. 大脑衰老：揭示T细胞与神经干细胞关系
13. 探索新型磁性存储材料
14. 蛋白质纳米笼的设计：构建用于生物材料的纳米结构
15. TGFβ信号与脊索形成：研究胚胎发育关键信号机制
16. 外染色体扩增致癌作用：探讨癌基因扩增对肿瘤的影响
17. 大气河流与气候事件：暖冬和热浪的形成
18. RNA构象分析：开发分析RNA结构的新技术
19. 海马神经元的突触机制：空间记忆的神经可塑性
20. 月球古老重熔事件：揭示43.5亿年前的月球演化
21. 南极海冰减少的气候影响：分析海冰减少对风暴的加剧作用
22. 二维半导体的3D集成技术：推动高密度集成电路发展
23. 四组分蛋白质纳米笼：研究精准医疗和疫苗开发
24. 早期宇宙的休眠超质量黑洞：探索黑洞与星系共演化。

Nature最新研究论文所属学科分类如下：

自然科学：

物理学  

La3Ni2O7薄膜的常压超导【1】
  229ThF4薄膜与固态核钟【9】
  FePS3中的亚稳态磁化【13】
  大气河流与气候事件【17】
  早期宇宙的休眠超质量黑洞【24】

化学

超平坦超柔性金刚石膜【4】
  三模态热能存储材料【10】

生物学

核小体纤维与增强子结合【5】
  石胆酸的抗衰老作用【6】
  石胆酸延缓衰老机制【7】
  RNase P RNA的构象空间【8】
  硅藻的光色素感知机制【11】
  大脑衰老的邻近效应【12】
  蛋白质纳米笼的设计【14】
  TGFβ信号与脊索形成【15】
  外染色体扩增致癌作用【16】
  海马神经元的突触机制【19】
  四组分蛋白质纳米笼【23】

地球科学

嫦娥六号月球背面增强型发电机效应【2】
  月球古老重熔事件【20】
  南极海冰减少的气候影响【21】

材料科学

二维半导体的3D集成技术【22】

人文科学：

历史学

梅毒在美洲的传播历史【3】

以下是最新Nature文章汇总信息：

【1】Signatures of ambient pressure superconductivity in thin film La3Ni2O7（在La3Ni2O7薄膜中常压超导的信号）：该研究聚焦于La3Ni2O7薄膜中观察到的常压超导现象。通过对薄膜的结构和电学特性的分析，揭示了其在室温下可能表现出高温超导的潜力。这对于研究超导材料在更实际条件下的应用具有重要意义，尤其是常压条件下的高温超导研究将推动量子计算和能源传输等领域的技术革新。

【2】A reinforced lunar dynamo recorded by Chang'e-6 farside basalt（嫦娥六号月球背面玄武岩记录的增强型月球发电机效应）：此研究通过嫦娥六号采集的月球背面玄武岩样品，探讨了月球早期磁场的特性。研究表明，月球在某一历史阶段曾存在一个更强大的发电机制，这对月球内部动力学及其演化提供了新视角，同时也加深了对行星磁场形成机制的理解。

【3】Ancient genomes reveal a deep history of treponemal disease in the Americas（古代基因组揭示美洲梅毒疾病的深远历史）：通过分析古代人类基因组，该研究揭示了梅毒等密切相关疾病在美洲的历史传播过程。这对于理解疾病的进化和人类迁徙的关系具有重要价值，同时也为医学考古学和传染病历史研究提供了重要的基因学依据。

【4】Scalable production of ultraflat and ultraflexible diamond membrane（超平坦超柔性金刚石膜的可扩展生产）：该研究开发了一种简便且可靠的方法，利用粘性胶带剥离技术生产超薄、超平坦和超柔性的多晶金刚石膜。其应用范围广泛，包括电子、光学、机械、热学和量子领域，为高性能材料的开发和产业化提供了新方法。

【5】Nucleosome fibre topology guides transcription factor binding to enhancers（核小体纤维拓扑结构指导转录因子结合增强子）：研究表明，核小体纤维的拓扑结构可作为“标志元素”，引导转录因子在增强子上的组合性结合。这为揭示基因表达调控提供了新的机制性理解，推动了精准医学领域中基因调控研究的发展。

【6】Lithocholic acid phenocopies anti-ageing effects of calorie restriction（石胆酸模拟热量限制的抗衰老作用）：通过对石胆酸的研究发现，这种胆汁酸可单独重现热量限制的健康益处，包括延长寿命和提高健康水平。研究为探索非饮食干预的抗衰老策略提供了重要思路，并具有潜在的临床应用价值。

厦门大学瞿琦、陈艳、王钰为该论文的共同第一作者，林圣彩院士、张宸崧教授为两篇论文的共同通讯作者。

【7】Lithocholic acid binds TULP3 to activate sirtuins and AMPK to slow down ageing（石胆酸结合TULP3激活去乙酰化酶和AMPK以延缓衰老）：进一步揭示了石胆酸的作用机制，其通过结合TULP3蛋白，激活去乙酰化酶和AMPK通路，从而实现寿命和健康的延长。这一发现深化了对抗衰老分子机制的理解。

厦门大学瞿琦、陈艳、王钰、王维澈为该论文的共同第一作者，林圣彩院士、张宸崧教授为两篇论文的共同通讯作者。

值得注意的是，【6】和【7】这两篇文章是同一天（2023 年 11 月 6 日）交稿，同一天在线发表（2024 年 12 月 18 日)。去年过年前两篇Nature完稿提交，今年过年前两篇双双被接受。谁不羡慕啊！

【8】The conformational space of RNase P RNA in solution（溶液中RNase P RNA的构象空间）：该研究利用深度神经网络和原子力显微镜图像分析，绘制了RNase P RNA在溶液中的多重构象空间图。这一技术突破了RNA分子动态结构研究的限制，为RNA功能机制的探索开辟了新途径。

【9】229ThF4 thin films for solid-state nuclear clocks（用于固态核钟的229ThF4薄膜）：研究报道了一种基于229钍异构体激光激发的固态核钟薄膜材料，该材料具有更低的放射性，并易于集成。此发现为超精密计时器的开发提供了可能性，或将应用于未来的高精度导航和通信领域。

【10】Trimodal thermal energy storage material for renewable energy applications（三模态热能存储材料在可再生能源应用中的研究）：该研究开发了一种具有独特相变特性的热能存储材料，表现出优异的热稳定性和能量吸收能力。这种材料在能源管理和可再生能源存储领域具有广阔的应用前景。

【11】Diatom phytochromes integrate the underwater light spectrum to sense depth（硅藻光色素通过水下光谱感知深度）：研究显示硅藻可以通过光色素感知整个可见光光谱，从而调节其光合作用和对深度的响应。这为深入理解海洋初级生产力和生态系统动态提供了重要的生物学依据。

【12】Spatial transcriptomic clocks reveal cell proximity effects in brain ageing（空间转录组时钟揭示大脑衰老中的细胞邻近效应）：通过空间单细胞转录组技术，该研究揭示了脑细胞衰老和邻近效应的动态特征，包括T细胞和神经干细胞的相关性。这为神经科学领域提供了对脑衰老机制的新见解。

【13】Terahertz field-induced metastable magnetization near criticality in FePS3（FePS3临界附近太赫兹场诱导的亚稳态磁化）：研究发现，太赫兹脉冲可以在FePS3这一二维反铁磁材料中诱导出具有极长寿命的亚稳态磁化。这对于设计新型磁性存储设备和探索量子材料性质具有重要意义。

【14】Hierarchical design of pseudosymmetric protein nanocages（伪对称蛋白质纳米笼的分层设计）：研究开发了一种计算设计方法，成功构建了包含960个亚基的蛋白质纳米笼。这一结果展示了蛋白质纳米结构设计的潜力，为纳米药物递送和生物材料领域开辟了新方向。

【15】Timely TGFβ signalling inhibition induces notochord（及时抑制TGFβ信号可诱导形成脊索）：通过对胚胎干细胞和胚胎模型的研究，发现了调控TGFβ信号在脊索形成中的关键作用。这为理解人体胚胎发育和相关疾病提供了新见解。

该研究通过单细胞转录组分析绘制了小鸡胚胎中分子上不同的干细胞群体及其空间分布图，并以此为指导，利用人类多能干细胞成功构建了具有脊索的三维人体躯干发育模型。研究发现，YAP失活结合FGF信号激活WNT通路，诱导TBXT基因表达，同时通过精确调控WNT诱导的NODAL和BMP信号，可调节不同组织类型的比例，包括脊索细胞的形成。最终，模型成功再现了人体躯干发育中的形态生成过程，生成了具有脊索、腹侧神经和中胚层组织的延伸结构。该研究不仅揭示了脊索形成的机制，还为研究脊椎动物组织模式化提供了更全面的体外模型，为未来相关研究奠定了基础。

【16】Engineered extrachromosomal oncogene amplifications promote tumorigenesis（人工外染色体癌基因扩增促进肿瘤形成）：该研究通过基因工程技术制造人工外染色体，证明了其在小鼠模型中可以驱动癌症发生。这为理解癌基因扩增的致癌机制和开发针对性疗法提供了实验依据。

该研究开发了一种通用策略，可在细胞和小鼠中通过控制外染色体DNA（ecDNA）形成，在时空上精确地工程化大于1百万碱基对的局灶性基因扩增。通过将ecDNA形成与可筛选标记基因的表达结合，研究人员能够追踪ecDNA细胞在生理条件和选择性压力下的动态变化。此外，该方法用于生成含有Myc和Mdm2基因的Cre诱导型ecDNA小鼠，模拟人类癌症中的类似基因扩增。研究显示，这些ecDNA在小鼠来源的原代细胞中自发积累，促进细胞增殖、不死化及转化，并验证了含Mdm2基因的ecDNA在自发性肝细胞癌模型中促进肿瘤形成的能力。这项研究揭示了ecDNA介导的基因扩增在肿瘤发生中的作用，并为研究ecDNA生物学及开发免疫健全型癌症小鼠模型提供了新工具。

【17】Atmospheric rivers cause warm winters and extreme heat events（大气河流导致暖冬和极端热浪事件）：研究表明，大气河流活动频繁的年份往往伴随着中纬度地区的异常暖冬和极端热浪现象。这为气候变化研究和极端天气预测提供了重要的科学依据。

【18】Determining structures of RNA conformers using AFM and deep neural networks（利用AFM和深度神经网络确定RNA构象结构）：通过深度学习结合原子力显微镜，该研究开发了一种新方法，用于分析RNA分子在不同构象下的结构特性。这为RNA结构和功能研究提供了精确而高效的工具。

【19】Synaptic basis of feature selectivity in hippocampal neurons（海马神经元特征选择性的突触基础）：研究揭示了海马神经元在建立位置场时的突触可塑性机制，深化了对空间记忆和神经网络可塑性的理解，为神经科学提供了重要的理论依据。

【20】Tidally driven remelting around 4.35 billion years ago indicates the Moon is old（约43.5亿年前潮汐驱动的月球岩浆重熔事件指示月球的古老历史）：通过对月球岩石和锆石的分析，发现月球在约43.5亿年前经历了潮汐驱动的重熔事件，进一步支持月球形成于太阳系早期的理论。这为月球形成和演化历史提供了关键证据。

【21】Record-low Antarctic sea ice in 2023 increased ocean heat loss and storms（2023年创纪录的南极海冰减少加剧了海洋热量流失和风暴）：研究表明，2023年南极海冰的急剧减少显著改变了南大洋与大气的相互作用，导致冬季海洋向大气的湍流热量损失加剧，并引发更多风暴和密集水形成。这为全球气候变化及其对极端天气影响的研究提供了重要数据。

【22】Growth-based monolithic 3D integration of single-crystal 2D semiconductors（基于生长的单晶二维半导体单片3D集成）：该研究展示了在低于400°C的条件下在无定形表面上生长单晶材料的技术，这使得单片三维集成的垂直堆叠晶体管成为可能。这为下一代高性能和高密度集成电路的发展提供了新的技术路径。

【23】Four-component protein nanocages designed by programmed symmetry breaking（通过程序化对称性破坏设计的四组分蛋白质纳米笼）：研究利用病毒衣壳结构作为模板，通过对称性破坏设计了高三角化数的纳米笼结构，可用于靶向递送和抗原展示疫苗。这一成果为精准医疗和疫苗开发提供了新的设计思路。

【24】A dormant overmassive black hole in the early Universe（早期宇宙中一个休眠的超质量黑洞）：研究发现了一个早期宇宙中休眠的超质量黑洞，其质量显著超出宿主星系的规模。这表明在再电离时期存在大量未被发现的休眠黑洞，为宇宙早期黑洞和星系共演化的研究提供了新视角。

以下是本期Nature封面内容链接：
https://www.nature.com/nature/volumes