Science一周论文导读|2024年11月8日

学术   科学   2024-11-21 12:07   北京  


审校 小勺 小象 小冰

制版 阿金


生物学

Biology


Continuous evolution of user-defined genes at 1 million times the genomic mutation rate

以一百万倍的基因组突变率持续演化用户定义的基因


(导读 阿金)自然演化基因的过程中产生多样化的同源序列,其保守和变化模式包含丰富的结构、功能和历史信息。本研究报告升级的正交DNA复制(OrthoRep)系统,可大幅度加速酵母中选择出的基因的演化。该系统还有助于发现影响基因演化的因素,揭示先前未知的适应性景观区域,在生物分子工程领域具有广泛的应用前景。[论文详细信息]


Retrotransposons are co-opted to activate hematopoietic stem cells and erythropoiesis

逆转录转座子被用来激活造血干细胞和红细胞生成


(导读 领研网)孕期升高的雌激素会触发脾脏中的干细胞增殖并发育成红细胞。本研究分析了孕期小鼠和人类的血液样本,发现逆转录转座子被大规模激活。转座子会在基因组中复制、跳跃、插入,这种类似病毒的行为激活了免疫系统,进而促进造血干细胞增殖和分化成红细胞。结果表明曾经被视为“垃圾DNA”的转座子,可能在发育和繁衍中起重要作用。[相关报道:怀孕会激活孕妇体内的基因]


The interhemispheric amygdala-accumbens circuit encodes negative valence in mice

小鼠半球间杏仁核-伏隔核回路编码负性效价


(导读 严冰冰)结构对称的哺乳动物大脑半球由跨越中线的联合轴突相连,这种跨半球连接具备的功能尚不清楚。本文发现,截断小鼠大脑的前联合(AC,连接喙端腹侧前脑)可损害回避行为。基底外侧杏仁核(BLA)可经过AC投射向对侧的伏隔核(NAc),不依赖与其同侧的投射。负性刺激可激活对侧BLA-NAc投射,而正性刺激激活同侧投射。选择性激活对侧BLA-NAc投射可激活D2-MSN、抑制NAc多巴胺水平而导致回避,而选择性激活同侧BLA-NAc投射可激活D1-MSN、提高NAc多巴胺水平而诱发奖赏。[论文详细信息]


COVID-19 pandemic interventions reshaped the global dispersal of seasonal influenza viruses

COVID-19疫情干预措施改变了季节性流感病毒的全球传播


(导读 领研网)季节性流感病毒的全球动态变化为设计病毒监控、干预和疫苗接种策略提供信息。本研究采用谱系动力学方法,将COVID-19在大流行之前、期间和之后的流行病学、基因学和国际旅行数据相结合,发现疫情爆发导致流感国际性传播的强度和结构发生变化。尽管在大流行高峰期间全球流感病例数显着减少,但在南亚和西亚这些大流行限制相对较少的地区中,甲型流感和乙型流感/维多利亚谱系仍在继续传播。到2023年3月,随着全球空中交通的恢复,流感谱系的传播恢复到大流行前的水平。[论文详细信息]


Regulated N-glycosylation controls chaperone function and receptor trafficking

受调控的N-糖基化控制分子伴侣功能和受体运输


(导读 阿金)五分之一的人类蛋白质通过寡糖基转移酶OST-A和OST-B在内质网(ER)内发生N糖基化。本研究识别出一条ER通路,可调控OST-A的活动,遗传分析将OST-A与ER伴侣蛋白HSP90B1和ER腔内蛋白CCDC134联系起来,在转位期间,HSP90B1的N端肽将转位子复合物组装模板化,在折叠期间保护HSP90B1,防止其过度糖基化和降解。结果表明N糖基化通过ER中的特定因子调节以控制细胞表面受体信号传导和组织发育。[论文详细信息]


Hepatic vagal afferents convey clock-dependent signals to regulate circadian food intake

肝脏迷走神经传入神经传递时钟依赖性信号来调节昼夜节律食物摄入


(导读 领研网)间歇性断食可能有助于需要减重的人士更好地控制体重。本研究详细揭示了进食时间的重要性,重点关注了肝脏,发现了肝脏会通过迷走神经向大脑发送信号,将肝脏的内部生物钟与大脑中控制全身昼夜节律的时钟“对齐”。结果表明大脑对进食的控制有昼夜节律,而保持这种节律需要一个有节律的肝脏。[相关报道:夜宵还是早饭,那可差别大了!最新《科学》详解为啥吃夜宵最胖人]


C-LTMRs evoke wet dog shakes via the spinoparabrachial pathway

C-LTMR通过脊髓-臂旁核神经元通路引起湿狗抖动


(导读 领研网)被淋湿的狗会通过甩动迅速清除毛皮上的水,这是一种广泛存在于多毛哺乳动物中的非随机本能反应。本研究在小鼠中确定了触发“湿狗”甩动行为的神经回路,涉及一类名为无髓鞘C纤维低阈值机械感受器(C-LTMR)的皮肤触觉感受器以及与之相耦合的脊髓-臂旁核神经元通路。研究人员还进一步追踪到参与处理疼痛、温度感知和触觉等感觉的脊髓-臂旁核环路,验证了这一神经回路可以特异性地调节“湿狗”甩动行为。[相关报道:为什么湿狗会猛烈甩动身体?神经科学给出答案]


化学

Chemistry


Total synthesis of (−)-cylindrocyclophane A facilitated by C−H functionalization

C−H官能化促进(−)-cylindrocyclophane A的全合成


(导读 领研网)在有机化学中,碳-氢键通常被认为是非反应性或惰性的。本研究设计了一锅法,即一次在“一锅”中实现最终的化学转化,并利用二铑催化剂来催化碳-氢键的活化。这种催化剂的特点是只允许底物分子中一个特定的碳-氢键接近催化剂并发生反应。经过10个碳-氢键活化的步骤,最终产生了一种名为“cylindrocyclophane A”的复杂分子。结果展示了有机化学家在创造可用于药物或新材料的天然产品时可以考虑的一类新反应。[相关报道:活化C-H键!]


材料科学

Materials Science


Janus channel of membranes enables concurrent oil and water recovery from emulsions

膜Janus通道可同时从乳液中回收油和水


(导读 领研网)现有的分离技术难以同时从表面活性剂稳定的乳液中回收油和水,以实现接近零液体排放的目标。本研究提出了一种膜Janus通道(JCM),其特点是由一对亲水膜和疏水膜构成的密闭结构,可以同时高效地从表面活性剂稳定的乳液中回收油和水。密闭的Janus通道可以通过涉及富集和破乳的反馈回路放大膜对的相互作用。JCM实现了高达97%和75%的出色油和水回收率,纯度接近99.9%。[论文详细信息]


Ultrahigh–surface area covalent organic frameworks for methane adsorption

用于甲烷吸附的超高表面积共价有机骨架


(导读 领研网)吸附天然气技术利用甲烷吸附剂在相对低压下实现高效存储,为车载运输应用提供了一种安全、经济、环保的存储替代方案。本研究以六连接立体节点与三角形分子为前体进行缩聚反应,成功设计合成了两种席夫碱连接的超高比表面微孔三维COF,通过三维电子衍射进行结构解析发现两种三维COF均具有一种罕见的自互锁拓扑结构。实验表明,这两种COF均具备优异的高压甲烷吸附性能。[论文详细信息]




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