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Nature 一周论文导读

时间: 2020年07月22日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)
审校 访冬 书牧 咖喱 小勺 小锅 小象 山村水郭 紫苏 制版 阿金 生物学 Biology A Cambrian crown annelid reconciles phylogenomics and the fossil record 寒武纪冠群环节动物统一了系统基因组学和化石记录



审校 访冬 书牧 咖喱 小勺 小锅 小象 山村水郭 紫苏

制版 阿金


生物学

Biology


A Cambrian crown annelid reconciles phylogenomics and the fossil record

寒武纪冠群环节动物统一了系统基因组学和化石记录


图片来源:ox.ac.uk


(导读 阿金)环节动物早期演化仍有争议。本研究报道命名为丹尼多毛虫(Dannychaeta tucolus)的寒武纪早期新属种化石记录。其头部拥有清晰的铁锹状口前叶,以及纤长的腹外侧触须,而胸腔宽阔坚硬,腹部延长,具有双叶型疣足瓣的足部。结果表明丹尼多毛虫明确属于最古老的多毛类环节动物冠群,揭示了古代环节动物的生态和形态多样性。[]



Structure and flexibility in cortical representations of odour space

气味空间在皮层表示中的结构与灵活性 


(导读 刘奇)化学气味空间的系统构成尚未在嗅觉皮层中得到研究,因此如何编码气味关系以区分化学上不同但相似的气味尚不清楚。本研究发现梨状皮层及其嗅球的感觉输入通过相关活动模式表示化学气味关系,但皮层表示聚集更强烈,选择性重编码,匹配感知更优。嗅球到皮层的转换源于梨状皮质的关联网络,且可重塑。皮层主动构建的化学气味空间结构表示个体间相似且可塑,表明嗅觉系统具有一套分配机制。[]



Insights into variation in meiosis from 31,228 human sperm genomes

从31,228个人类精子基因组发现减数分裂的变异


(导读 郭怿暄)减数分裂是一个变异较多且易出错的过程。本研究开发出Sperm-seq方法,对来自20个精子供体的31228个人类精子基因组进行分析,找到了813122个交叉互换和787个非整倍体染色体。非整倍体率为每个配子0.01到0.05,交叉互换可部分保护减数分裂I期的染色体不分离。一些染色体和供体在减数I期不分离更频繁,另一些则常在减数II期分离失败。不同个体及不同细胞表现出多样的重组表型。[]



Pervasive lesion segregation shapes cancer genome evolution

广泛的损伤分离塑造癌症基因组的进化


(导读 郭怿暄)本研究发现诱变型DNA损伤在多代细胞中分离、不修复,进入子代细胞,从而产生的突变出现染色体级分型。小鼠肝癌细胞中持续存在的损伤进行DNA复制可在后续细胞分裂中产生多种等位基因,具有组合遗传多样性。损伤的分型可实现对链偏向修复过程的准确测量,对致癌选择的定量,及姐妹染色单体交换的精确定位。结果表明损伤分离是外源性突变原的共有属性。[]



Extensive signal integration by the phytohormone protein network

植物激素蛋白网络介导的广泛信号整合


(导读 阿金)植物同时受到多种植物激素的调控,多条信号通路需要相互整合。本研究绘制出拟南芥激素信号网络的系统级图谱,包含2000多个蛋白质-蛋白质二元互作。在网络中,研究人员识别出通路群落和上百种先前未发现的通路关联,以及大量激素受体的小分子依赖性互作。功能实验发现,大部分蛋白质都可以响应不止一种激素的信号。植物蛋白质网络对于激素信号的整合非常重要。[]



Transcriptional regulation of strigolactone signalling in Arabidopsis

拟南芥中独角金内酯信号传导的转录调控


(导读 阿金)独角金内酯类植物激素是否会调控植物细胞的转录活动尚不清楚。本研究使用一种合成的独角金内酯,在拟南芥中识别出401种独角金内酯响应基因,进而调控植物生长。其中,直接参与独脚金内酯识别的SMXL6蛋白可以作为转录抑制因子,调控包括自身在内的众多基因的表达,这是一种此前未知的高等植物激素调控机制。[]



Identifying SARS-CoV-2-related coronaviruses in Malayan pangolins

从马来穿山甲中找到SARS-CoV-2相关冠状病毒


(导读 阿金)全球新型冠状病毒肺炎的暴发和武汉海鲜市场的野生动物相关,蝙蝠可能是SARS-CoV-2的宿主,但尚未找到中间宿主。本研究从马来穿山甲中找到SARS-CoV-2相关病毒,宏基因组测序发现穿山甲相关冠状病毒属于SARS-CoV-2相关冠状病毒的两支亚谱系,其中一支的受体结合结构域与SARS-CoV-2非常相似。该发现表明穿山甲可能是新型冠状病毒的潜在宿主,应该禁止销售,阻止动物传播。[]



Isolation of SARS-CoV-2-related coronavirus from Malayan pangolins

从马来亚穿山甲中分离出SARS-CoV-2相关冠状病毒


图片来源:Firdia Lisnawati/AP Photo


(导读 阿金)本研究从马来西亚穿山甲中分离出一种冠状病毒pangolin-CoV,它与SARS-CoV-2中E、M、N、S蛋白的相似度分别为100%,98.6%,97.8%和90.7%。二者的S蛋白受体结合结构域非常相似,只有一个非关键氨基酸不同。结果表明,这些穿山甲有可能是SARS-CoV-2的潜在中间宿主,因此有必要加强野生动物非法买卖的禁止力度,来确保未来的公共卫生安全。[]



Cross-neutralization of SARS-CoV-2 by a human monoclonal SARS-CoV antibody

人类SARS-CoV单克隆抗体对SARS-CoV-2的交叉中和作用


(导读 王思菲)本研究从2003年感染SARS-CoV的个体中分离记忆B细胞,并由此获取了几个靶向SARS-CoV-2上刺突糖蛋白(S蛋白)的中和抗体。其中S309抗体可以和S蛋白的受体结合域结合,并有效中和SARS-CoV-2及SARS-CoV假病毒。冷冻电镜和受体结合试验揭示了S309识别的病毒表位。该结果提示S309及其抗体鸡尾酒疗法可用于预防或治疗重症新冠病人。[]



Structural cells are key regulators of organ-specific immune responses

结构细胞是器官特异性免疫应答的关键调控因子


(导读 王思菲)研究人员系统性地研究三种主要结构细胞中免疫基因的调控。细胞表型、转录组测序、染色质可及性分析和表观基因组定位等全面的数据集,揭示了小鼠12个器官中,结构细胞的免疫基因活性和调控模式。此模式具有高度器官特异性,调节结构细胞与免疫细胞之间的相互作用。此外,全身性病毒感染能触发处于稳态的结构细胞发挥表观遗传编码的免疫潜能。[]



Systematic quantitative analysis of ribosome inventory during nutrient stress

营养胁迫期间核糖体库存的系统定量分析


(导读 阿金)哺乳动物通过翻译抑制和降解机制来重组蛋白质组以响应营养胁迫,核糖体是这一过程的核心靶点。本研究将定量的翻译组与降解组蛋白质组学和基因编码的Ribo-Keima和Ribo-Halo报告基因整合起来,探查在有/无主动自噬情况下的r蛋白质内稳态。在急性营养胁迫条件下,细胞抑制r蛋白翻译,同时r蛋白丰度通过预先存在的核糖体减少和细胞体量减少来补偿。该成果提供了一个定量机制。[]



Molecular architecture of the human 17S U2 snRNP

人源17S U2 snRNP的分子结构


(导读 阿金)U2核内小分子核糖核蛋白(snRNP)在选择mRNA前体分支位点腺苷中发挥关键作用,这也是剪接的第一步。本研究报告人源17S U2 snRNP的三维冷冻电镜结构,并且将其与蛋白质交联数据结合,确认这一snRNP的分子结构,结果揭示了SF3B1HEAT和PRP5与TAT-SF1相互作用,在U2 snRNP中保持开放构象,而U2 snRN和这三者共同构成三明治状BSL结构。[]



Femtosecond-to-millisecond structural changes in a light-driven sodium pump

光驱动钠泵中飞秒至毫秒级的结构变化


(导读 阿金)光驱动钠泵是重要的光遗传学工具。本研究收集到了飞秒至毫秒级延迟的高分辨率连续晶体学成像数据,并结合计算机方法,还原了光驱动钠泵在一个光周期中的结构改变。结果表明,在飞秒级尺度下即可完成生色团的异构化,在纳秒之初发生局部结构改变,几微秒开启静电门控,钠离子在一毫秒内结合到生色团附近。研究还发现了另一个可能的钠离子结合位点,为钠离子穿膜过程提供动态分子解读。[]



材料

Materials


Tunable correlated states and spin-polarized phases in twisted bilayer–bilayer graphene

双层-双层魔角石墨烯中可调谐的关联态和自旋极化相


图片来源:MIPT Press Office


(导读 阿金)双层魔角石墨烯中发现的关联绝缘体态和超导性有助于实验性调查转角范德华异质结构可调谐平面-能带系统的电子相关性。本研究报告一种基于小角度转角双层-双层石墨烯(TBBG)的高度可调谐关联系统,研究人员发现TBBG表现出丰富的相图性质,具有可调谐关联绝缘体态,对转角和电位移场高度敏感。该结果为探索转角和电场控制的物质关联相提供新思路。[]



Tunable spin-polarized correlated states in twisted double bilayer graphene

双重双层转角石墨烯中可调谐的自旋极化关联态


(导读 阿金)晶格中电子带宽低于远程库仑相互作用能可促进关联效应。本研究使用双重双层转角石墨烯(TDBG)的范德华异质结展示了平面电子能带在转角范围内,可通过垂直施加的电场作用调谐。TDBG表现出一半以及四分之一填充平面能带的能隙,表明存在关联绝缘体态,且随平面内磁场的增加而增强,说明存在铁磁序。本研究发现为工程设计相互作用驱动的量子相提供新思路。[]



物理学

Physics


Large-scale integration of artificial atoms in hybrid photonic circuits

混合光子电路中人工原子的大规模集成


(导读 阿金)发展量子计算机和长程量子网络的中心问题是纠缠在许多独立控制的量子比特的分布。本研究介绍一种能在光子集成电路(PIC)上实现“量子微芯片”高产量异构集成的策略。在氮化铝PIC上制备出128通道、无缺陷阵列的锗空位和硅空位色心。并展示单个色心的光学跃迁可通过在50GHz内集成调谐,在不减少线宽下,进行原位补偿。[]



Coherent control of a surface structural phase transition

表面结构相变的相干控制


(导读 阿金)许多学科中都期望能对物质实现光学主动控制。而在固体中,金属至绝缘体的相变是实现光学操控的重要一步。本研究在准一维固态表面中实现金属-绝缘体结构性相变的相干控制。为控制相变,在连接两种相态的关键结构模式中使用了振动相干,并观察双脉冲切换效率中的延迟依赖的振荡。该模式选择性相干控制为实现化学和物理功能切换提供新途径。[]


其他


【Astronomy-天文】Asymmetric mass ratios for bright double neutron-star mergers

明亮双中子星合并的不对称质量比


(导读 刘奇)已知的合并双中子星系统星系群双星质量几乎相等。脉冲星PSR J1913+1102是一个短周期低偏心率双星系统。本研究报告该脉冲星和伴星中子星质量分别是1.62±0.03和1.27±0.03太阳质量,质量比0.78±0.03,是迄今已知最不对称的并合系统,这类不对称双星占并合双星总数2%-30%,为GW170817的异常性质提供了一个可能的解释,包括千新星事件。[]



【Climate Change-气候变化】Potential for large-scale CO2 removal via enhanced rock weathering with croplands

通过增加农田的岩石风化来大规模去除CO2的潜力


(导读 谭坤)可与耕地一起部署的强化硅酸盐岩风化(ERW),有可能用于清除大气中的二氧化碳(CDR)。本研究使用模型量化到2015年,CDR潜力和成本在各国之间的差异。中国、印度、美国和巴西具有巨大的潜力,可以帮助实现平均每年0.5至2千兆吨CO2的全球CDR目标,每吨二氧化碳的提取成本约为80-180美元。在现有的耕地上进行部署,为调整农业和气候政策提供了机会。而成功与否将取决于能否克服政治和社会惰性,制定监管和激励框架。[]



【Chemistry-化学】A mobile robotic chemist

可移动的机器人化学家


图片来源: Univ. Liverpool


(导读 刘奇)机器人可协助材料等学科实验空间搜索,但应用仍具有挑战性。本研究使用移动机器人来寻找改进水制氢光催化剂,自主运行8天,采用批处理贝叶斯搜索算法,实验空间为10个变量,进行了688个实验,确定了比初始配方活性高6倍的光催化剂混合物,策略是使研究自动化,该模块化方法可应用于传统实验室。[]