Science一周论文导读｜2024年2月23日

原创 领研网 科研圈 2024-03-04 12:15 北京

审校 小勺 小冰 小象

制版 阿金

生物学

Biology

SOX9 switch links regeneration to fibrosis at the single-cell level in mammalian kidneys

SOC9 开关在单细胞水平上将哺乳动物肾脏再生与纤维化联系起来

（导读 阿金）急性肾损伤（AKI）之后，受损的近端肾小管上皮细胞激活 SOX9 以开始自我修复。本研究使用多模型方法识别出上皮细胞修复过程中的动态 SOX9 开关。再生上皮细胞的谱系让 SOX9 沉默，在没有纤维化的条件下愈合。该成果揭示了上皮细胞修复状态的感知因子，其活性决定了是否需要纤维化来实现再生。[论文详细信息]

An immunogenetic basis for lung cancer risk

肺癌风险的免疫遗传学基础

（导读 领研网）癌症风险受遗传突变、DNA 复制错误、环境因素等影响。本研究使用英国生物英航与 FinnGen 的人口相关数据，表明人类白细胞抗原（HLA）-II 基因座的杂合程度与吸烟者肺癌风险降低相关联，在降低的肺癌风险中发现 HLA-II 肽中氨基酸杂合度结合小沟的存在，而吸烟驱动肺部促炎巨噬细胞和 HAL-II+上皮细胞的富集。结果表明免疫检测中遗传变异是肺癌的关键风险因子。[论文详细信息]

Structural basis for sugar perception by Drosophila gustatory receptors

果蝇味觉受体糖感知的结构基础

（导读 领研网）昆虫依靠味觉受体（GR）的七种跨膜蛋白质家族编码不同的味道模块。本研究报告果蝇甜味受体 GR43a 和 GR64a 在 apo 和结合糖两种状态下的结构，两种 GR 都形成四聚体糖门控阳离子通道，GR43a 由结合配体结合结构域（LBD）狭窄口袋结构的单糖果糖特异激活，而蔗糖和麦芽糖通过结合 LBD 内更大、更平坦的口袋结构选择性激活 GR64a。该结果揭示了糖识别与 GR 激活的结构基础。[相关报道：《科学》围观“磕糖”：中国科学家揭示糖分子激活味蕾的高清过程]

Patterns of recombination in snakes reveal a tug-of-war between PRDM9 and promoter-like features

蛇的重组模式揭示了 PRDM9 和启动子样特征之间的拉锯战

（导读 阿金）在一些哺乳动物体内，尤其是人类，重组几乎只发生在蛋白质 PRDM9 结合处，而在缺乏完整 PRDM9 的脊椎动物体内重组率在启动子样特征附近得到提升。本研究重点调查了具有单一完整 PRDM9 的直系同源物种玉米蛇（Pantherophis guttatus），发现 PRDM9 特化了重组事件的位点，还检测到启动子样特征可分离的效应。结果表明 PRDM9 与启动子样特征之间存在拉锯式竞争。[论文详细信息]

Transition of human γ-tubulin ring complex into a closed conformation during microtubule nucleation

微管成核过程中人源 γ-微管蛋白环复合物转变成闭合构象

（导读 领研网）一直以来，关于微管的形成过程有着众多未解之谜。首次捕捉到人类细胞内微管形成最初时刻的高分辨率图像，并且揭晓了这个关键结构的动态形成过程。这项发现不仅让我们看清了细胞内的重要生理过程，还有望为癌症、神经系统障碍等一系列疾病带来新的治疗方法。[相关报道：揭秘这个关键细胞过程，有望带来全新癌症疗法]

Recording physiological history of cells with chemical labeling

用化学标记记录细胞的生理史

（导读 阿金）记录细胞的生理史为理解生物过程提供思路。本研究报告一套记录瞬时细胞事件以用做日后分析的方法，研究人员设计出可在特定细胞活动和荧光底物中标记出来的蛋白质，记录周期通过底物的存在而设定，而细胞活动调控标记的程度。最终记录下蛋白质-蛋白质互作，G 蛋白偶联受体激活以及细胞内钙增加的过程。[论文详细信息]

Prebiotically plausible chemoselective pantetheine synthesis in water

水中化学选择性泛乙烯的原生合成

（导读 小天）辅酶 A（CoA）是地球上所有生命的关键。本研究报告了在水中高产量且具有选择性的泛乙烯原生合成，化学选择性多组分羟醛、亚氨基内酯和氨基腈反应可自发分化泛解酸和蛋白氨基酸合成。该结果与地球上生命起始阶段经典的泛乙烯作用相一致。[论文详细信息]

The macroevolutionary singularity of snakes

蛇的宏观进化奇点

（导读 阿金）蛇与蜥蜴代表着第三类陆地脊椎动物，在移动、进食与感知处理中表现出独特的创新机制。本研究结合基于个体的自然史观测与 1018 个物种基因组数据的综合时间校准系统发育情况，推测了有鳞动物宏观演化的潜在因果。蛇通过特定捕食策略的反复起源与多样化改变了动物群落的营养结构。有鳞动物的生物多样性揭示了历史偶然事件对脊椎动物生物多样的影响。[论文详细信息]

An oxidative photocyclization approach to the synthesis of Securiflustra securifrons alkaloids

氧化光环化合成 Securiflustra securifrons 生物碱

（导读 菜菜）Securine 和 securamine 是细胞毒性生物碱，包含嵌入六个氧化环骨架内的活性烯烃和杂环残基。本研究报告可表征三种代谢物骨架类别的八种分离物灵活合成途径，通过高级叠氮化物 38 与 49 的模块组装、顺序氧化光环化以及官能团操纵来实现。该途径可支持 securamines 的结构-功能与靶点识别研究。[论文详细信息]

地球科学

Geoscience

Chemistry-albedo feedbacks offset up to a third of forestation’s CO₂ removal benefits

化学反照率反馈抵消了三分之一的造林二氧化碳去除效益

（导读 小天）造林是广泛推荐的二氧化碳去除方法。本研究使用地球系统模型评估了造林对大气组成与表面反照率的响应程度，发现造林增加了气溶胶散射以及随着生物有机排放产生的温室气体甲烷和臭氧，但减少了表面反照率，对辐射作用力（如变暖）产生积极影响。这样一来抵消了额外二氧化碳去除的负面作用。但是，抵消的积极作用很小，需要联合其他策略一起展开，才能有希望实现《巴黎协定》的目标。[论文详细信息]

Arctic sea ice retreat fuels boreal forest advance

北极海冰消退促进北方森林生长

（导读 小天）气候诱导北方森林向北部扩张，可能会减少反照率，改变碳储存，取代苔原地貌。本研究使用阿拉斯加北部22经度森林线上的 19 个位点，发现树木年轮生长与北极海冰消退露出的开阔水域之间存在强烈的时间相关性。结果表明树木生长、募集和范围扩张与开放水域通过更温暖的水温、更深的积雪以及营养可及性的增加存在因果关联性。最终揭示了海冰条件的变化促进高纬度森林推进的方式与位置。[论文详细信息]

Global and regional temperature change over the past 4.5 million years

过去 450 万年全球和区域温度变化

（导读 小天）我们对新生代气候的理解基于底栖有孔虫中氧同位素比的测量记录。本研究重构了过去 450 万年内的温度变化，长期降温速度的变化与地质过程驱动的碳循环变化一致，随后是南大洋碳循环的额外变化。[论文详细信息]

其他

【Materials-材料】Homogeneous crystallization and buried interface passivation for perovskite tandem solar modules

钙钛矿串联太阳能电池组件的均匀结晶和埋入界面钝化

（导读 领研网）全钙钛矿串联太阳能电池的可扩展制造因窄带隙亚电池而受到限制。本研究使用使用 Good's 生化缓冲剂清单中的掺杂剂氨基乙酰胺盐酸盐（AAH）来均匀化钙钛矿结晶，并用它来扩展刀片涂覆 Pb-Sn 钙钛矿薄膜的加工窗口，并选择性地钝化埋藏钙钛矿界面处的缺陷。由此产生的全钙钛矿串联太阳能组件的认证功率转换效率为 24.5%，孔径面积为 20.25 平方厘米。（南京大学）[相关报道：他，30 多岁获国家杰青资助，刚刚在 Science 发表重要成果！搞科研，连破世界纪录！搞成果转化，拿到数亿元融资！]

【Electrical Engineering-电子工程】Achieving sub-0.5-angstrom–resolution ptychography in an uncorrected electron microscope

未校正电子显微镜中实现亚 0.5 埃分辨率的叠层成像

（导读 领研网）亚埃级电子显微分辨率长期以来一直限制着像差校正电子显微镜。本研究展示了未校正扫描投射电子显微镜中的电子相干衍射成像，其深亚埃空间分辨率低至 0.44 埃。研究人员使用该方法在商业化显微镜中对扭转二维材料中做了演示，还进一步解释了几何像差如何为剂量效率高的电子层析法创建优化的结构光束。该结果表明深亚埃分辨率电子显微镜无需昂贵的像差校正器。[相关报道：一台 STEM，发一篇 Science！]

【Astronomy-天文】Emission lines due to ionizing radiation from a compact object in the remnant of Supernova 1987A

超新星 1987A 遗迹中致密天体电离辐射产生的发射线

（导读 小天）超新星 1987A 是过去 400 年中唯一肉眼可见的超新星，它也是历史上被研究最多的超新星。本研究用 JWST 在红外波长观测到了该超新星遗迹，并利用光谱分析检查了其气体成分和运动。研究人员在恒星爆炸处附近发现了来自高度电离的氩气和含硫气体的发射谱线。该结果为超新星 1987A 遗迹中存在中子星提供了新证据。[论文详细信息]

【Computer Science-计算机】Programming memristor arrays with arbitrarily high precision for analog computing

以任意高精度对忆阻器阵列进行编程实现模拟计算

（导读 菜菜）内存计算是建模复杂物理系统的有效方法。本研究提出并展示了一套电路架构和编程协议，在最后一步将模拟计算结果转变成数字计算结果，让低精度的模拟器件运行高精度计算。使用忆阻器片上系统，研究人员在实验条件下给出了多种科学计算任务的高精度解决方案，同时维持住显著的功效优势。[论文详细信息]

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