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生物学
Biology
The giant diploid faba genome unlocks variation in a global protein crop
二倍体蚕豆基因组揭示了全球蛋白质作物变体
(导读 领研网)增加地区性植物蛋白质产量有助于可持续性地减少温室气体排放以及生物多样性损失。本研究报告一个高质量的蚕豆基因组染色体级别的组装提,长达13Gb,是人类基因组的4倍。研究人员发现的序列可用于揭示对植物育种重要的其他形状遗传基础,促进改良品种的生产。[论文详细信息]
An airway-to-brain sensory pathway mediates influenza-induced sickness
从呼吸道至大脑的感知通路介导流感诱发的疾病
(导读 阿金)病原体感染诱发生病状态,感染时,免疫细胞释放细胞因子“风暴”和其他介导因子,大部分能被神经细胞检测到。本研究使用遗传学工具识别出一小群PGE2检测舌咽感知神经元——GABRA1岩状神经元,诱导小鼠发展出流感疾病状态。该神经元投射至鼻咽粘膜区域,感染后环氧合酶2的表达增加,在脑干表现出特异的轴突靶向模式。该结果揭示了一条呼吸道至大脑感知通路,应答呼吸道病毒感染,介导系统性疾病。[相关报道:甲流高发,《自然》揭秘流感症状从何而来、阿司匹林为何能缓解症状]
Microglia-mediated T cell infiltration drives neurodegeneration in tauopathy
小胶质细胞介导的T细胞浸润驱动tau蛋白病中的神经变性
(导读 领研网)在阿尔茨海默症和相关的神经退行性疾病中,脑蛋白tau与脑损伤和认知能力下降密切相关。本研究通过tau蛋白导致大脑出现阿尔茨海默症损伤的小鼠模型,发现作为大脑常驻免疫细胞的小胶质细胞将强大的细胞杀伤性T细胞吸引到大脑中,阻断T细胞的进入或激活可避免大部分神经退行性变。结果表明靶向T细胞是预防神经变性和治疗阿尔茨海默症等相关疾病的新途径。[相关报道:阿尔茨海默病治疗新策略!Nature:阻断T细胞预防神经退行性变]
Blocking NS3–NS4B interaction inhibits dengue virus in non-human primates
阻断NS3–NS4B相互作用可抑制非人类灵长类动物的登革热病毒
(导读 阿金)登革热是严重的健康威胁,目前尚无有效的抗病毒药物来治疗或预防登革热。本研究报告非结构性蛋白MS3和MS4B之间的相互作用,是研发泛血清型登革热病毒(DENV)抑制剂的理想靶点,因此高效的DENV抑制剂JNJ-1802可阻断NS3-NS4B之间的相互作用,在非人类灵长类动物模型内JNJ-1802高效对抗DENV-1或DENV-2病毒感染,而且还成功通过一期临床试验。该结果支持进一步临床验证JNJ-1802。[论文详细信息]
Non-viral precision T cell receptor replacement for personalized cell therapy
用于个性化细胞疗法的非病毒性精准T细胞受体替代策略
(导读 领研网)T细胞受体(TCR)不仅能识别外来异物,还能精准识别自身体内的癌症抗原,这一特性让科学家试图将TCR转变为靶向癌细胞的“瞄准器”。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,改造了能够精准识别癌细胞的TCR,将改造后的基因序列插入T细胞中,对16名转移性实体瘤患者展开个体化T细胞疗法,改造后的免疫细胞能特异性识别每名患者的癌细胞,并发动集中攻击。一个月后有5名患者的肿瘤没有继续生长,病情趋于稳定。该成果为癌症治疗开辟了新道路。[相关报道:《自然》重磅:癌症治疗的飞跃!个体化TCR-T疗法要来了?]
Neoantigen-targeted CD8+ T cell responses with PD-1 blockade therapy
使用PD-1阻断疗法产生新抗原靶向的CD8+ T细胞应答
(导读 领研网)免疫系统中的T细胞通过癌细胞表面人类白细胞抗原(HLA)所呈现的新抗原多肽片段(即新抗原位点,neoE)来识别癌细胞,靶向neoE的T细胞具有识别并毒杀肿瘤细胞的能力。本研究使用ImPACT Isolation Techonology平台技术,识别并分离对癌细胞突变有反映的T细胞,并分析突变蛋白序列,通过接收PD-1免疫检查点抑制剂治疗的转移性黑色素瘤患者样本进行分析,分离出多种不同的具转义辨认neoE的T细胞。该结果加深了对T细胞对抗转移性肿瘤的认识。[相关报道:免疫疗法对有些人没用的原因终于找到了!《自然》研究揭示最新抗癌策略]
The dietary sweetener sucralose is a negative modulator of T cell-mediated responses
膳食甜味剂三氯蔗糖阻碍T细胞应答功能
(导读 领研网)人工甜味剂三氯蔗糖是一种零热量糖替代品,常用于食品工业。本研究在小鼠膳食中添加三氯蔗糖,发现经常使用三氯蔗糖的小鼠T细胞增殖明显受到抑制,而且三氯蔗糖限制了T细胞的分化过程,同时抑制T细胞响应外界刺激时的胞内钙离子释放,从而严重阻碍T细胞发挥正常功能。该结果建议日常尽量减少摄入含有三氯蔗糖的食品。[相关报道:又一种代糖遭质疑!《自然》强调:大量摄入可能让你更脆弱]
Spatial mapping of mitochondrial networks and bioenergetics in lung cancer
肺癌线粒体网络和生物能量学的空间图谱
(导读 阿金)线粒体是调控癌症细胞内代谢和生物能量生成的关键。本研究对非小细胞肺癌(NSCLC)展开线粒体网络和生物能量表型功能与结构分析,识别出的各种表型和代谢依赖性与线粒体网络结构组织相一致。研究人员还发现线粒体网络在肿瘤细胞内组织形成各种区室。结果表明NSCLS内的线粒体网络分隔成不同亚群,调控肿瘤的生物能量生成能力。[相关报道:揭开癌细胞中线粒体的关键功能,为癌症治疗提供新策略]
A swapped genetic code prevents viral infections and gene transfer
互换遗传密码可防止病毒感染和基因转移
(导读 阿金)生物体内的遗传码工程改造可预防病毒感染和基因转移,但许多病毒和移动遗传元件可编码部分翻译因子,让预防失效。本研究报告在大肠杆菌中移除全基因组范围内64个密码子的3个以及同源tRNA和释放因子基因,移动tRNA仍可促使基因转移,实现病毒复制。病毒tRNA提供有效的密码子重分配,发展出携带氨基酸互换遗传码的细胞,通过错误翻译病毒蛋白质组赋予细胞病毒感染抗性,并通过工程化依赖丝氨酸密码子预防合成遗传信息的逃逸。该结果为设计安全抵抗所有天然病毒的生物体提供通用策略。[相关报道:人类亲手设计出超级细菌!病毒都攻破不了,防御力直接拉满]
The structural basis for HIV-1 Vif antagonism of human APOBEC3G
人类APOBEC3G的HIV-1 Vif拮抗作用结构基础
(导读 阿金)APOBEC3(A3)蛋白质让不同病毒家族的病毒基因组发生超级突变,在逆转录病毒中这一过程要求将A3封装入病毒颗粒中,慢病毒编码Vif蛋白质,可拮抗A3家族成员。本研究报告了人源APOBEC3G(A3G)结合HIV-1 Vif的冷冻电镜结构,发现RNA是Vif-A3G相互作用的分子“胶水”,通过泛素依赖机制和泛素独立机制抑制A3G。该结果提出了一套Vif拮抗A3G防止病毒限制的机制模型。[论文详细信息]
Autoregulation of GPCR signalling through the third intracellular loop
通过第三个细胞内环自动调节GPCR信号
(导读 阿金)G蛋白偶联受体(GPCR)折叠的第三个细胞内环(ICL3)是受体活动信号传导下游的关键。本研究分析了β2AR信号传导过程中ICL3的作用,观察到ICL3通过动态构象平衡阻断或暴露受体G蛋白结合状态,自动调节受体活性。ICL3还通过抑制受体与G蛋白亚型的偶联调整信号传导特性。结果表明ICL3是受体和信号传导通路特异性配体的变构位点。[论文详细信息]
Structural basis of odorant recognition by a human odorant receptor
人类气味受体识别气味的结构基础
(导读 领研网)嗅觉对于人类生存意义重大,但对于我们的嗅觉受体分辨各种气味以及传递气味信号的机制仍知之甚少。本研究使用冷冻电镜技术,解析了存在于嗅觉神经元、肠道、肾脏和前列腺中的OR51E2受体与丙酸盐结合的分子结构:丙酸盐的羧酸锚定在OR51E2结合口袋区域的精氨酸尚,改变OR51E2受体形态,从而激活受体,在受体启动细胞信号传递过程中发挥关键作用,从而产生嗅觉。[相关报道:人体最神秘的感官,有了重要发现]
Basin-scale reconstruction of euxinia and Late Devonian mass extinctions
重建缺氧硫化事件以及晚泥盆纪大灭绝事件
(导读 阿金)泥盆纪-石炭纪过渡期是与海洋-大气氧化状态相关的地表环境重大变化的标志性阶段。本研究展示了北美Williston盆地巴肯页岩90根岩芯地球化学数据的时空综合汇编成果,详细记录了有毒的缺氧硫化水流入海洋浅层,驱动晚泥盆纪一系列灭绝事件,其他显生宙的灭绝事件也与此相关,表明硫化氢毒性是显生宙生物多样性的关键驱动因素。[论文详细信息]
天文学
Astronomy
A helium-burning white dwarf binary as a supersoft X-ray source
作为超软 X 射线源的氦燃烧白矮星双星系统
(导读 阿金)超软X射线源是最可能的Ia型超新星前身天体,由致密的大质量白矮星作为主星和主序星构成激变双星。本研究报告具有吸积盘的超软X射线源,其光谱完全由氦主导,表明供体恒星无氢,而发光的超软X射线源于吸积的白矮星表面附近的氢燃烧所致。该结果提供证据证明基于氦吸积的钱德拉塞卡质量爆炸的扩展路径,从而有助于发现Iax型超新星。[论文详细信息]
Acceleration of 1I/‘Oumuamua from radiolytically produced H2 in H2O ice
科学家解释奥陌陌的加速机制
(导读 领研网)2017年一颗名为奥陌陌('Oumuamua)的彗星近距离飞过太阳后便加速离去。本研究为奥陌陌的加速行为提供新解释:宇宙射线中的高能粒子将奥陌陌的水冰转化为氢,当彗星靠近太阳温度升高时,氢以气体形式喷出,产生推动力改变其运行轨道。结果说明奥陌陌可能与普通的太阳系彗星机制一致。[相关报道:破解神秘“星际来客”的轨迹]
物理学
Physics
Quantum-enabled millimetre wave to optical transduction using neutral atoms
使用中性原子实现量子毫米波到光转换
(导读 阿金)超冷原子和超导电路在探索新物理学过程中走上了各自独立的道路,但利用两者的互补能力集成到系统中有助于发现新参数领域和器件能力。本研究在低温环境中将冷铷原子集合与最先进的光学可及、三维超导谐振器以及振荡抑制光腔结合起来,利用里德伯原子与超导谐振器之间的强耦合,实现量子毫米波光子到光学光子转换器。该结果为混合毫米波/光量子科学开辟了新领域,有助于在强耦合范围内深入操作实现高效生成纠缠态和量子模拟/计算。[相关报道:超冷原子和超导电路的完美结合:一种实现毫米波和光学光子转换的新方法]
Diode effect in Josephson junctions with a single magnetic atom
使用单个磁原子实现约瑟夫森结中的二极管效应
(导读 阿金)电子器件中的电流可能具有偏向某一方向的不对称性。本研究创造出原子级铅-铅约瑟夫森结,并利用扫描隧穿显微镜研究其微型化的极限。原始结可由单个铅原子稳定,表现出迟滞行为,确定了结的高质量,但偏向方向之间没有非对称性。研究人员通过超导能隙中的电子-空穴不对称Yu–Shiba–Rusinov状态跟踪非易失性到准粒子电流流动,确定了约瑟夫森结中的二极管效应行为的新机制。该结果为创建原子级约瑟夫森二极管开辟新途径。[论文详细信息]
其他
【AI-人工智能】Dense reinforcement learning for safety validation of autonomous vehicles
将自动驾驶汽车的测试里程缩短至1/1000
(导读 领研网)自动驾驶汽车的安全往往需要数亿至数千亿英里的测试里程才能很好地应对路上的突发情况,是一个耗时且昂贵的过程。本研究开发出一个验证自动驾驶车辆在加速模式下的安全性方法,使用真实的车辆测试混合现实环境,通过训练可以让测试车辆在更短时间内遇到更多罕见安全威胁,从而提升整体安全性。结果表明该训练方式可将整体训练速度加速到1000甚至100000倍。[相关报道:Nature封面--自动驾驶车辆安全验证的密集强化学习]
【Chemistry-化学】Catalytic asymmetric synthesis of cannabinoids and menthol from neral
大麻素和薄荷醇的催化不对称合成
(导读 阿金)将天然或合成的柠檬醛b(Neral)选择性转化成(1R,6S)-反式异哌啶醇是合成大麻素与薄荷醇的可持续途径。本研究报告非对称且强受限手性酸,高度氟化的亚氨基酰亚胺二磷酸可催化这一合成过程,并表现出极高的转换效率和选择性。研究人员阐释了转换机制,是目前为止最短且最具原子经济性的合成路线,有潜力用于新药学研发。[论文详细信息]
▎科研技巧
用ChatGPT做科研的N种姿势:秒读PDF,无痛准备组会,还有多少惊喜你不知道?
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Frontiers 与浙江大学出版社合作期刊 ARC 发表首篇文章
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Frontiers 全新旗舰刊 Frontiers in Science 正式发布首篇文章:类器官智能,开启快速、强大、高效的生物计算新时代
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