生物学
Biology
Dissecting human population variation in single-cell responses to SARS-CoV-2
剖析人群对新冠病毒的单细胞反应差异
（导读 领研网）新冠感染之后，人类表现出显著的个体间临床差异。本研究报告了采用单细胞RNA测序分析了22种血细胞对新冠病毒的反应，发现按自然选择驱动下的潜伏巨细胞病毒感染和人类遗传因素导致了人群对新冠病毒的免疫反应和新冠感染严重程度的差异。该结果有助于在未来流行病中改善患者护理。[论文详细信息]
Long-molecule scars of backup DNA repair in BRCA1- and BRCA2-deficient cancers
BRCA1/2基因缺陷相关癌症中备份DNA修复的长分子疤痕
（导读 阿金）同源重组（HR）缺陷与DNA重排和细胞遗传学畸变相关，而与HR缺陷相关癌症特异关联的DNA重排类型只在最小程度上影响染色体结构。本研究结合上千个肿瘤的长读全基因组测序（WGS）图谱和46个BRCA1或BRCA2突变相关乳腺癌的深度关联读数WGS，揭示了一类独特的HR缺陷富集重排：相互对，当HR失败时，在显微镜下相互对产生可见的特定染色体改变。而长分子疤痕来自于同源独立性复制重启和单链退化机制，其或能促使HR缺陷的癌细胞存活。该结果为治疗BRCA1/2缺陷相关癌症提供新治疗思路。[论文详细信息]
Xiphoid nucleus of the midline thalamus controls cold-induced food seeking
丘脑中线剑状核控制寒冷促使动物觅食
（导读 阿金）当哺乳动物暴露在低温环境中时，大脑回路会使它们想吃得更多。本研究发现一组神经元，是小鼠与寒冷相关觅食行为的“开关”：位于丘脑中线的剑状核神经元，可对寒冷引起的能量不足作出反应。该结果表明剑状核神经元是控制寒冷诱导觅食的关键区域，也在啮齿动物维持能量内稳态过程中发挥重要作用。[论文详细信息]
LTP induction by structural rather than enzymatic functions of CaMKII
通过CaMKII的结构功能而非酶功能诱导LTP
（导读 领研网）学习和记忆可能需要海马的长时程增强（LTP）。本研究通过试验证据表明LTP是由CaMKII的结构功能而不是其酶活性诱导的。而酶激活的唯一贡献是通过T286自主磷酸化自主调节该结构功能。因此在酶促CaMKII活性被阻断的情况下，绕过T286作用直接启动结构功能足以引发稳健的LTP。[论文详细信息]
Oligomerization-mediated activation of a short prokaryotic Argonaute
寡聚化介导激活短原核生物Argonaute蛋白
（导读 阿金）尽管真核生物和长原核生物Argonaute蛋白（pAgos）剪切核酸，一些短pAgos缺乏剪切活性，水解NAD(P)+诱导细菌细胞死亡。本研究报告短pAgo蛋白SPARTA的分级激活通路，通过不同的寡聚形式，一起定义了SPARTA激活的寡聚化机制。此外，研究人员还观测到SPARTA和RNA-DNA之间的互作特征。该结果为理解Ago蛋白超家族一大成员短pAgos的激活过程提供机制基础。[论文详细信息]
Mapping the T cell repertoire to a complex gut bacterial community
将T细胞库映射到复杂的肠道细菌群落
（导读 领研网）肠道微生物中的某些细菌可以诱导很强的抗原特异性T细胞反应。本研究用约100种已知的肠道菌组成的菌群定植无菌小鼠，并检测了T细胞对每种细菌的反应，发现许多T细胞可以识别多种细菌，并选择了92种T细胞受体（TCR）克隆型构建了T细胞杂交瘤，对每种细菌进行筛选，发现13个TCR克隆型可以识别18种厚壁菌，它们具有相同的靶点。结果绘制出复杂肠道微生物群体特异性诱导的T细胞图谱。[相关报道：绘制肠道微生物特异性T细胞图谱]
Identification of an alternative triglyceride biosynthesis pathway
甘油三酯替代性生物合成途径的确定
（导读 阿金）甘油三酯（TAG）是身体储能的主要来源，是线粒体β-氧化的重要底物池。而TAG量的失衡与肥胖、心脏疾病等相关。本研究干扰了单倍体人类细胞中的DGAT通路，使用迭代遗传学揭示了一套不相关的TAG-合成系统，由TAG自主合成酶DIESL蛋白及其调控因子TMX1组成。DIESL以膜磷脂为代价合成TAG，在细胞外脂质饥饿期间维持线粒体功能。该成果揭示了TAG生物合成的一条替代性通路。[论文详细信息]
metabolic programs of T cell tissue residency empower tumour immunity
T细胞组织驻留代谢程序增强肿瘤免疫力
（导读 领研网）组织驻留记忆CD8+ T（TRM）细胞在再感染位点提供快速、长期的保护。本研究系统定义了支持TRM分化、存活和功能的代谢重编程机制。发现CD8+ T细胞会在驻留组织中通过一系列的程序发生代谢适应，通过干预这些程序有利于急性感染条件下记忆CD8+ T细胞的形成和增强肿瘤免疫。[相关报道：组织驻留T细胞的代谢编程增强肿瘤免疫]
CRISPR screens decode cancer cell pathways that trigger γδ T cell detection
CRISPR筛选解码触发γδ T细胞检测的癌细胞通路
（导读 阿金）γδ T细胞是强大的抗癌效应子，可广泛地靶向肿瘤。本研究结合在靶癌细胞的全基因组CRISPR筛查数据，识别出调控γδ T细胞杀伤能力和BTN3A细胞表面表达的通路，细胞表面BTN3A丰度的多层调控以及通过转录、翻译后修饰和膜运输触发γδ T细胞。癌细胞中的ATP生成过程会改变BTN3A水平。AMPK的小分子激活增加BTN2A1-BTN3A复合物的表达以及Vγ9Vδ2 T细胞受体介导的杀伤能力。该结果所揭示的AMPT依赖性机制有助于加深我们对γδ T细胞应激监测的认识，为增强γδ T细胞抗癌活性提供新思路。[论文详细信息]
Increased hyaluronan by naked mole-rat Has2 improves healthspan in mice
裸鼹鼠通过Has2增加透明质酸可改善小鼠的健康寿命
（导读 领研网）充沛的高分子质量透明质酸（HMM-HA）对癌症具有抗性，也可能是裸鼹鼠长寿的原因之一。本研究产生了过表达裸鼹鼠透明质酸合成酶2（nmrHas2）基因的转基因小鼠，小鼠多个组织中显示出透明质酸水平的增加、自发癌症和诱发癌症发病率的降低、寿命的延长和健康状况的改善，其转录组特征也向长寿物种转变。而且观察到的最显著变化是多个组织的炎症减轻。该结果为使用HMM-HA延长寿命、增强健康提供了新思路。[论文详细信息]
A pentameric TRPV3 channel with a dilated pore
具有扩张孔的五聚体TRPV3通道
（导读 阿金）瞬时受体电位（TRP）通道属于大型真核生物离子通道超家族，调控各种生理功能。本研究使用高速原子力显微镜在单分子水平上分析了膜嵌入的TRPV3，发现其一种五聚体状态，通过膜扩散性原聚体交换与典型四聚体保持动态平衡的五聚体表现出瞬时性和可逆性。加入拮抗剂DPBA后TRPV3孔扩张从而增加五聚体数量。该结果提供结构证据揭示了非典型五聚体TRP通道的组装机制。[论文详细信息]
天文学
Astronomy
Detection of stellar light from quasar host galaxies at redshifts above 6
红移超过6的类星体宿主星系发出恒星光
（导读 小天）检测到再电离时代类星体的宿主星系恒星光仍具挑战。本研究报告使用JWST对红移超过6的两个HSC-SSP类星体的光学成像和光谱，发现宿主星系均为大质量星系、致密且呈圆盘状，近红外光谱揭示了更大质量类星体的星际吸收谱线，证明检测到宿主恒星。该结果表明在宇宙大爆炸过后不到十亿年的时间内黑洞及其宿主星系就已经相互作用了。[论文详细信息]
Formation of the methyl cation by photochemistry in a protoplanetary disk
原行星盘中光化学形成甲基阳离子
（导读 小天）星际间介质中气相有机化学可通过甲基阳离子启动，但目前尚未在太阳系外观测到。本研究报告JWST在猎户座恒星形成区域的原行星盘中观测到CH3+的存在，发现这种气相有机化学是被紫外线辐射所激活。[论文详细信息]
化学
Chemistry
Adsorbate motors for unidirectional translation and transport
用于单向运输的吸附马达
（导读 菜菜）人工分子马达以单向运动的形式将外部能量转化为有用功。本研究表明有效的分子能够在更小长度的均质金属表面上运作，且无需任何液体，研究人员将表面与一个简单分子组合起来，本身不包含任何马达原件，通过分子间质子转运触发运动，并相应地调节势能表面，每一个分子沿原子定义 的直线做100%的单向运动。该结果为实现原子级纳米结构的可控自下而上组装提供新基础。[论文详细信息]
A catalytically active oscillator made from small organic molecules
有机小分子制成的催化活性振荡器
（导读 菜菜）振荡系统调控诸多生物过程，包括关键的细胞功能，例如代谢和细胞分裂。本研究报告一种可原位催化独立化学反应的小分子振荡器，且不会损害自身的振荡特性。在流体系统中，受催化的反应只有在浓度达到峰值时才会加速，增强周期性催化行为的合成振荡器有助于构建复杂系统，适用于更多自动合成过程、聚合化学以及周期性药物递送等领域。[论文详细信息]
地球科学
Geoscience
The global wildland–urban interface
全球荒地与城市界面
（导读 小天）荒地-城市界面（WUI）是城市建筑与自然荒地植被相交之处。本研究报告2020年WUI全球地图，发现WUI是全球现象，确认了许多先前未被记录在案的WUI热点，强调了人偶密度、土地覆盖类型以及不同地区生物质水平的范围。该结果为理解气候变化条件下野火增加提供新基础，要求考虑房屋增加、植被模式等作为WUI变化的驱动因子。[论文详细信息]
Earth’s evolving geodynamic regime recorded by titanium isotopes
钛同位素记录的地球不断演变的地球动力学状况
（导读 小天）地幔是双层结构，上地幔与下地幔被一条长约660千米的地震不连续带所分割。本研究对球粒陨石样品的钛同位素进行标定，确定全硅酸盐地球的钛稳定同位素组成与现在的上地幔存在显著差别，主要形成于35亿年前到27亿年前之间，来源更深的现代洋岛玄武岩具有更接近全硅酸盐地球的组成特征。该结果表明揭示了不断变化的地球地幔转运模式。[论文详细信息]
Tropical forests are approaching critical temperature thresholds
热带森林正在接近临界温度阈值
（导读 小天）导致热带植物光合作用机制失效的临界温度约为46.7 °C。本研究用了ECOSTRESS卫星收集的数据，发现在炎热、干燥时期，林冠层的平均温度最高可达34℃，有些地区超过40°C。在大约0.01%的时间里，上层林冠的叶温高于临界温度46.7℃。此外通过气候变化模拟了热带森林的未来命运，发现如果气温每年以0.03℃的速度上升，那么热带森林林冠层可能在约一个世纪内大规模死亡。[论文详细信息]
Widespread retreat of coastal habitat is likely at warming levels above 1.5 °C
气温上升超过1.5°C后沿海栖息地可能会大面积退缩
（导读 小天）一些沿海生态系统表现出生物反馈，有助于调整相对海平面上升（RSLR）。本研究通过分析古代海岸线的海洋沉积物，认为当时海平面迅速上升主要是由于北半球冰盖融化。而大多数潮汐沼泽也许能适应全球升温1.5°C以内带来的海平面上升，但如果升温达到2°C，估计有三分之二的潮汐沼泽很可能无法适应，失去调整能力而大幅度退缩。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
Proximity superconductivity in atom-by-atom crafted quantum dots
逐个原子构建量子点中的邻近超导性
（导读 阿金）要实现无能隙材料与超导体的电接触要求界面附近区域出现邻近感应超导性。本研究使用扫描隧道显微镜，在超导衬底上逐个操纵原子构建出量子围栏，用来研究邻近效应对限域在量子围栏内表面态的单自旋简并量子水平的影响。确定了50年前理论预测的自旋简并安德烈耶夫束缚态。此外还观测到能隙内状态的反交叉现象，可度量量子围栏本征模中邻近诱导的成对情况。该结果将超导性引入表面态，为深入发展超导人工晶格开辟新道路。[论文详细信息]
Pines’ demon observed as a 3D acoustic plasmon in Sr2RuO4
在Sr2RuO4中观测到作为3D声学等离激元的“恶魔”粒子
（导读 领研网）理论预测存在一种独特类型的等离激元：“恶魔”，可能存在于含有多种电荷载流子的三维金属中。本研究通过动量分辨电子能量损失光谱提供了Sr2RuO4中存在“恶魔”的证据。该恶魔由β和γ能带中的电子组成，无带隙，具有临界动量qc=0.08倒晶格单位和室温速度v=(1.065±0.12)×105/ ms，冷却到30 K时由于耦合到粒子-空穴连续体而发生31 %的重整化。[相关报道：首次发现“恶魔”粒子，67年前的物理预言竟成真]
Turbulence suppression by cardiac-cycle-inspired driving of pipe flow
通过受心动周期驱动的管流抑制湍流
（导读 领研网）经过管道和通道的液体会遇到摩擦力而形成湍流，这会增加泵送这些液体所需的能耗以及成本。本研究以主动脉血流为灵感，设计出一种管流，引入了与心动周期中舒张期类似的休息期，能将阻力最多降低25%，比稳定泵送的管流节能约9%。该成果或能提升工业液体输送效率，并且有望降低能耗。[相关报道：以心脏为灵感的管道“顺流而动”]
Visualizing interfacial collective reaction behaviour of Li–S batteries
可视化锂硫电池的界面集体反应行为
（导读 菜菜）可充电锂硫电池，被认为是下一代储能系统的“希望之星”。本研究利用原位液相电化学透射电子显微镜，直接在原子尺度可视化电极表面上锂多硫化物的转化过程，在纳米团簇活性中心固定的表面上捕捉到了锂多硫化物聚集引发的集体电荷转移现象。该结果揭示的集体界面反应途径反应了一种新的转化机制，深化了对锂硫电池的基础理解。[论文详细信息]
