审校 小勺 小象 小冰
制版 阿金
生物学
Biology
Clonal dynamics after allogeneic haematopoietic cell transplantation
同种异体造血细胞移植后的克隆动力学
（导读 才生）同种异体造血细胞移植（HCT）使用来自捐献者的干细胞取代负责造血的干细胞。本研究使用基因组测序技术分析了移植后31年的10对供体-受体兄弟姐妹血液样本，随后利用全基因组体细胞突变来重建造血干细胞移植受体-供体对造血系统的系统发育，量化HCT对血液生成的长期影响，共同绘制出移植后30年干细胞在受体内的行为动态图谱。[论文详细信息]
Neuronal sequences in population bursts encode information in human cortex
人类大脑皮层中神经元群体爆发的序列发放可编码信息
（导读 严冰冰）神经元群体会出现瞬时的爆发活动，其中神经元按照特定的序列发放。人类大脑利用这种序列发放，有效地表征信息。本文在8位受试者执行视觉分类任务时，对其大脑前侧颞叶的单元活动进行记录，发现神经元群体的发放活动形成爆发模式。在不同刺激中，爆发时神经元发放的时间序列存在差异，为每种类别和其中的每个示例都形成独特的发放模式。这种时间顺序所传递的信息与发放频率或延迟时间所传递的信息是可分离的，且互补的。因此，本文提示人类大脑中群体神经元爆发发放时，采用互补编码方式进行信息表征。[论文详细信息]
One-shot entorhinal maps enable flexible navigation in novel environments
一次性的内嗅地图可在新环境中实现灵活的空间导航
（导读 严冰冰）哺乳动物内侧内嗅皮层的网格细胞形成神经空间地图，其发放模式如何在行为相关时间尺度内适应新环境或变化环境尚不清楚。本文在小鼠进行虚拟环境导航中记录了超过15,000个网格细胞的活动，发现视觉地标为网格细胞网络的固定位点提供输入，导致新环境或变化环境中的稳定发放模式。改变视觉地标输入会引起该发放模式的失真，这种失真可被固定地标网格细胞计算模型所预测。在内侧内嗅皮层依赖的任务中，尽管地标改变引起网格细胞发放模式失真，动物依然可以依赖下游脑区和行为时间尺度突触可塑性来调整行为。综上，大脑中各个网络被分配为固定或可塑的连接性，从而支持既高速又准确的任务处理。[论文详细信息]
Circadian plasticity evolves through regulatory changes in a neuropeptide gene
昼夜节律可塑性通过神经肽基因的调控变化而演变
（导读 才生）许多生物都表现出昼夜节律可塑性，活性随着黎明-黄昏时间的变化而变化。本研究将黑腹果蝇与生活在赤道、光周期变化小的黑腹果蝇做了对比，分析昼夜节律可塑性的演化基础。后者在长光周期条件下失去了延迟夜间活动高峰时刻的能力，随后确定了神经肽色素分散因子（Pdf）会影响行为可塑性。结果提供证据表明可塑性赋予黑腹果蝇在高纬度地区的选择性优势，而Pdf基因是昼夜节律可塑性进化的热点。[论文详细信息]
How the extra X chromosome impairs the development of male fetal germ cells
额外的X染色体如何损害男性胎儿生殖细胞发育
（导读 领研网）克氏综合征是导致男性不育的最常见遗传学病因之一。本研究明确了克氏综合征患者的生殖细胞在胎儿阶段就出现了发育异常，其胎儿生殖细胞（FGC）大部分停留在早期阶段，而克氏综合征患者FGC多能性升高和分化潜能降低是导致其发育阻滞的原因，其中额外X染色体发挥关键作用：其两条X染色体都处于活跃状态，X连锁基因的表达剂量远高于正常男性，最终导致FGC发育阻滞。另外，克氏综合征患者FGC中关键基因启动子的甲基化异常也可能是其发育阻滞的原因。[论文详细信息]
Rifaximin prophylaxis causes resistance to the last-resort antibiotic daptomycin
利福昔明预防导致对抗生素达托霉素产生耐药性
（导读 领研网）多重药物耐药细菌病原体是对人类健康的重大威胁之一。本研究表明肝病患者常用的利福昔明抗生素导致全球出现了一种几乎无法治疗的耐药性超级细菌——耐万古霉素粪肠球菌（VRE），证实了利福昔明的使用导致了对达托霉素的耐药性，而达托霉素是抗VRE感染的最后有效抗生素之一。该结果强调迫切需要了解抗生素使用的负面影响，以及在临床实践中负责任地使用抗生素的重要性。[相关报道：抗生素利福昔明的使用引发对达托霉素的耐药性]
Design of customized coronavirus receptors
定制冠状病毒受体的设计
（导读 领研网）受体识别是病毒感染与传播过程中的关键。本研究首次提出“定制化病毒受体（CVR）”的策略，类似于乐高积木的模块化设计思路，将完整的受体分解为“病毒结合域”与“人工受体框架”两部分分别进行设计与优化，随后通过分子嫁接获得定制化病毒受体。研究人员从ACE2受体出发，以新冠病毒为模型，开发出了一套适用于冠状病毒的人工受体模块化设计方案。该结果有望促进相关病毒感染机制的基础研究以及疫苗与抗病毒药物的研发。[论文详细信息]
NK2R control of energy expenditure and feeding to treat metabolic diseases
NK2R控制能量消耗和进食治疗代谢疾病
（导读 领研网）减少食物摄入同时增加能量消耗是对抗心脏代谢疾病的有效策略。本研究报告一种全新的减肥策略，发现激活一种名为神经肽2受体（NK2R）的分子可以有效减少小鼠食欲、提升胰岛素敏感性，同时小鼠不会出现恶心相关的症状。而且相比于GLP-1类疗法，新策略在降低食欲的同时还能增加能量消耗。[相关报道：效果媲美司美格鲁肽！降食欲、促代谢，双重功效减肥新策略出现了]
Spatial proteomics identifies JAKi as treatment for a lethal skin disease
空间蛋白质组学证实JAKi可治疗皮肤病
（导读 领研网）中毒性表皮坏死松解症（TEN）是由常见药物引发的致死性药物性皮肤反应，也是最严重的皮肤不良药物反应（CADR）类型。本研究对3种不同严重程度的皮肤活检组织展开10X空间蛋白质组学分析，鉴定了角质形成细胞和皮肤浸润免疫细胞中的5000多种蛋白质，分析了皮肤药物反应机制，系统绘制了TEN相关的分子变化，揭示了JAK/STAT和干扰素信号通路是TEN的关键致病驱动因素。结果证明了靶向JAKi有潜力治疗疗法。[相关报道：福建医科大学纪超等利用空间蛋白组学发现致命皮肤病治疗药物]
Transgelin 2 guards T cell lipid metabolism and antitumour function
Transgelin 2保护T细胞脂质代谢和抗肿瘤功能
（导读 领研网）治疗卵巢癌的重要障碍是肿瘤微环境。本研究表明卵巢肿瘤用来削弱免疫细胞并阻碍其攻击的机制：阻断T细胞所依赖的能量供应。转录因子XBP1被卵巢肿瘤内的应激条件激活，抑制编码肿瘤抑制浸润性T细胞中Transgelin 2生成的基因，没有了Transgelin 2，FABP5困于T细胞细胞质中，阻止脂质摄取，使得T细胞无法攻击肿瘤。该结果为设计卵巢癌免疫治疗新方法提供新思路。[相关报道：TAGLN2介导的脂代谢促进T细胞抗肿瘤功能]
Ab initio characterization of protein molecular dynamics with AI2BMD
使用AI2BMD从头计算表征蛋白质分子动力学
（导读 领研网）生物分子动力学模拟是生命科学研究的基础技术，其用途取决于准确性和有效性。本研究开发出基于AI的从头计算生物分子动力学系统（AI2BMD），实现了对各类蛋白质分子量子级精度的动力学模拟，比密度泛函理论（DFT）方法模拟速度快多个数量级，并实现了对各类蛋白质性质更为准确的计算评估。[论文详细信息]
Dental evidence for extended growth in early Homo from Dmanisi
德马尼西早期人类牙齿证据表明发育阶段更长久
（导读 领研网）人类生命史有许多独特特征，包括童年期延长和成熟期延迟，而牙齿对于理解演化改变的历史具有重要意义。本研究利用成像技术分析了一名德马尼西早期人属个体的牙齿微观结构，发现其发育速度很快，而且具有与人类类似的后牙发育晚于前牙以及牙齿发育高峰较晚的特征。这表明早期人属在生活史整体减慢前就演化出更长的发育阶段，可能与生物文化繁殖有关。[相关报道：古人类牙齿揭示早期人类发育期延长]
Biodiversity impacts of the 2019–2020 Australian megafires
2019-2020年澳大利亚特大火灾对生物多样性的影响
（导读 小天）随着大型野火发生得越来越频繁，必须快速了解特大火灾对生物多样性的影响。本研究汇总并整理了包括2000多个分类群反应的数据，发现对植物和动物的最大影响发生在过去经常有火灾或最近发生过火灾的地区，以及燃烧范围广泛的区域。另外严重烧毁的地区、保护区外极端干旱地区的影响也很大。影响对象包括火灾后生多样性的下降或增加，其中热带雨林和哺乳动物的反应最强烈。结果表明物种相互作用、分散和原地生存的程度就是火灾的应答机制，需要在生态系统中建立野火抵御能力，这取决于减少火灾的复发。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
Strain regulation retards natural operation decay of perovskite solar cells
应变调节延缓钙钛矿太阳能电池的自然运行性能衰减
（导读 领研网）过去十年，钙钛矿太阳能电池经历了快速发展。本研究报告发现高性能FaPbI3在自然状态的白天/黑夜过程中发生更加快速的性能衰减，钙钛矿热膨胀/收缩过程产生的晶格应力能够在连续照射过程中逐渐消除，但在光照/不光照的循环过程中，热膨胀/收缩产生循环。这种周期性晶格应力变化导致深度缺陷积累，在工作过程中分解并导致离子迁移电势降低，缩短器件寿命。而引入苯基硒酰氯（Ph-Se-Cl）能够调控钙钛矿在白天/黑天循环过程产生的晶格应力。[论文详细信息]
Coherent growth of high-Miller-index facets enhances perovskite solar cells
高米勒指数面的相干生长增强钙钛矿太阳能电池
（导读 领研网那个）本研究通过相干的晶界策略，制备出高质量的微米厚度钙钛矿薄膜，实现在高米勒指数的晶粒在低米勒指数晶粒上生长，得到的晶界和晶粒增强，具有优良的稳定性和优异的光电性质。研究人员分别制备出面积为1平方厘米和5厘米×5厘米的模组，分别实现了24.3%和21.4%的效率，封装后的器件在光/热应力下都展示了优异的长期稳定性。[论文详细信息]
Homogenized contact in all-perovskite tandems using tailored 2D perovskite
使用定制的二维钙钛矿实现全钙钛矿串联中的均质接触
（导读 领研网）目前1平方厘米面积串联钙钛矿电池的认证效率仍远低于0.1平方厘米的效率。本研究报告发现电子传输层是导致电池不均匀的一个关键因素，通过引入4-氟苯乙胺（F-PEA）和4-CF3-苯铵（CF3-PA）构筑二维钙钛矿层界面，F-PEA能够减少界面接触损失和界面不均匀，而CF3-PA能够增强电荷提取和传输。使用1.77eV能带构筑面积为1平方厘米的串联钙钛矿电池，效率达到20.5%。叠堆窄能带钙钛矿后，电池可达到28.5%的效率。[论文详细信息]
Isomeric diammonium passivation for perovskite–organic tandem solar cells
钙钛矿-有机串联太阳能电池的异构钝化
（导读 领研网）近些年钙钛矿能够用于串联太阳能电池，克服单结太阳能电池的肖克利-奎伊瑟极限（Shockley-Queisser limit）。本研究报告一种新型表面钝化分子胺二碘（CyDAI2），天然具有两种异构体结构：cis-CyDAI2和trans-CyDAI2，表现出不同的表面相互作用。cis-CyDAI2钝化处理能够减少费米能级分裂-开路电压适配，所构筑的钙钛矿/有机串联太阳能电池达到26.4%的效率。[论文详细信息]
Efficient green InP-based QD-LED by controlling electron injection and leakage
通过控制电子注入和泄漏实现高效的绿色InP基QD-LED
（导读 领研网）绿色InP基量子点电致发光器件（QD-LED）的效率和寿命成为制约全彩QD-LED商业化进程的关键挑战。本研究通过电激发瞬态吸收（EETA）技术分析了QD-LED的电子传输特征，发现当前基于绿色InP-ZnSeS/ZnS量子点的QD-LED，由于存在较高的电子注入势垒，发光层中电子浓度严重不足，无法填充缺陷。为此，研究人员设计出两步关键实验：减少ZnSeS中间层中的ZnS含量，随着电子注入显著提升，电子泄露也随之增加，同时增加ZnSe中间层的厚度，能够在保障器件中电子注入效率的同事抑制漏电的产生。该结果不仅揭示了绿色InP基QD-LED效率低下的原因，并提供了有效解决方案。[论文详细信息]
Electrically driven long-range solid-state amorphization in ferroic In2Se3
铁电材料In2Se3中电流驱动的长程固态非晶化
（导读 领研网）硒化铟能以最小的能量实现晶体到玻璃的转变，革新内存存储技术。本研究发现当持续电流平行通过由二维铁电材料硒化铟制成的导线二维层时，二维层会在不同方向上相互滑动，形成了许多畴，被分隔畴的缺陷区域所束缚，当多个缺陷相较于一个小纳米区域时，晶体结构完整性，局部形成玻璃。，它所需的能量比传统上用于将晶体转变为玻璃的熔融淬火法少十亿倍。[论文详细信息]
Autonomous mobile robots for exploratory synthetic chemistry
用于探索合成化学的自动化机器人
（导读 领研网）自动化化学实验室可加速化学合成的发现。本研究升级了AI化学机器人，拓展了机器人可以完成的化学研究人员类型，在结构多样性化学合成、超分子合成以及光化学合成3类探索性实验中，升级版AI机器人可在实验室自主运行4天、3天和2天的工作时间里，两台机器人联手完成了铜催化的叠氮-炔烃环加成发硬，并获得4个目标分子，成功发现了1种金属-有机笼和1种金属-有机螺旋结构，并从6种备选光催化剂中筛选出3种最有效的目标分子。[相关报道：博士生又双叒遭AI秒杀！可在实验室007的AI化学家升级：不拖延不emo，4天肝完N个月的工作量]
物理学
Physics
Learning high-accuracy error decoding for quantum processors
用于量子处理器的高精度错误解码机器学习
（导读 领研网）构建大规模量子计算机要求有效的纠错策略。本研究开发出一种使用机器学习来解决量子纠错问题的解码器AlphaQubit，不依赖于错误发生的预定义模型，而是使用数据直接从量子系统中学习，适应显示环境中复杂且不可预测的噪声，从而识别传统方法可能忽略的错误模式与关联，该成果成为比现有方法更通用、更强大的解决方案。[论文详细信息]
Direct visualization of relativistic quantum scars in graphene quantum dots
石墨烯量子点中相对论量子疤痕的直接可视化
（导读 阿金）量子疤痕指量子系统中沿着不稳定周期性轨道表现出概率密度的增强。虽然在40年前就被提出，但目前在量子系统中的直接可视化仍有待实现。本研究使用原位石墨烯量子点（GQD）和波函数映射技术，对狄拉克电子的量子疤痕进行了成像。研究人员发现在体育场形状GQD内概率密度以双扭线和条纹状图案的形式得到了增强，呈现出相等能量间隔的重复，与相对论量子疤痕的理论预测一致。通过结合经典和量子模拟，观测到的图案对应于GQD内两个不稳定周期性轨道的存在。该结果为理解量子和经典物理学之间的关系以及未来相关研究开辟新道路。[论文详细信息]
