审校 访冬 书牧 小勺 咖喱 小锅 邓卓
制版 阿金
生物学
Biology
A brainwide atlas of synapses across the mouse life span
小鼠整个生命周期的全脑突触图谱
图片来源：www.ed.ac.uk
（导读 郭怿暄）突触将神经元连接起来形成大脑环路，其分子组成控制着先天和习得行为。本研究分析了从出生到年老的小鼠大脑中50亿个兴奋性突触的分子和形态多样性。发现整个生命周期所有脑区范围突触组成发生持续性改变。突触多样性扩张产生了脑区的分化一直持续到成年早期，年老后组成改变导致去分化。大脑中突触组的时空结构改变可能与智力、记忆、行为异常的易感性相关。[相关报道：大脑突触图谱诞生！或能解释衰老为何导致智力与行为变化]
Cancer cells deploy lipocalin-2 to collect limiting iron in leptomeningeal metastasis
癌细胞利用lipocalin-2收集软脑膜转移中的有限铁元素
（导读 阿金）肿瘤微环境在癌症发展过程中发挥关键调控作用。本研究为了调查软脑膜转移瘤（LM）中肿瘤细胞克服肿瘤微环境限制的机制，对五名LM患者的脑脊液（CSF）进行了单细胞RNA测序，发现CSF中的肿瘤细胞表达了铁结合蛋白lipocalin-2（LCN2）及其受体SCL22A17。在小鼠模型中，肿瘤细胞生长受到LCN2/SLC22A17系统的支持。该结果表明肿瘤细胞与巨噬细胞竞争铁元素而存活下来。[论文详细信息：
癌细胞利用铁在脑脊液中存活]
Ancient DNA indicates human population shifts and admixture in northern and southern China
古代DNA表明中国北方和南方的人口迁移与融合
（导读 阿金）目前对于东亚人类遗传史的了解不甚明确。本研究获得了来自东亚北部和南部26名古代人的全基因组数据。这些地区的遗传分化水平在过去更高，表明新石器时代以后东亚北部人口向南部扩张，并且发生融合。而新石器时代中国大陆、东亚南部和台湾岛样本显示出现代个体和来自太平洋南岛相关古代个体之间的明确联系，支持了原始南岛人起源于中国南部的观点。[相关报道：付巧妹团队揭秘中国史前人群迁徙动态与族群源流]
Tumor-initiating cells establish an IL-33–TGF-β niche signaling loop to promote cancer progression
肿瘤起始细胞建立IL-33–TGF-β壁龛信号传导环促进肿瘤发展
（导读 阿金）靶向肿瘤起始细胞（TICs）与肿瘤微环境之间的相互作用是研发癌症治疗的潜在方向。本研究使用鳞状细胞癌小鼠模型发现TICs在创造适合肿瘤发展与药物耐受性的肿瘤微环境过程中发挥关键作用，并且发现了一条TIC驱动的白介素-33-转化生长因子β（IL-33-TGF-β）前馈回路，诱导肿瘤入侵，产生药物耐受性，并上调IL-33表达。该发现为探索癌症疗法提供新思路。[论文详细信息]
Population genetics of the coral Acropora millepora: Toward genomic prediction of bleaching
造礁珊瑚鹿角大珊瑚的种群遗传学：珊瑚白化的基因组预测
（导读 阿金）全球造礁珊瑚数量正在减少，各类种群对于白化响应不同。本研究生成了鹿角大珊瑚（Acropora millepora）的染色体规模基因组数据集合。研究人员在大堡礁沿岸12处礁石上收集了237份表型样本的全基因组序列。经扫描，在热休克共分子伴侣sacsin蛋白中检测出白化长期选择特征，并在预测模型中纳入213分样本的视觉白化分数和衍生出的多基因分数。所有结果都为基于基因组学的珊瑚保护策略提供基础。[论文详细信息]
Autoreactivity in naïve human fetal B cells is associated with commensal bacteria recognition
人类胎儿B细胞中的自身反应性与共生细菌识别相关
图片来源：CC Public
（导读 阿金）抗体库在胚胎发育阶段受到限制，而新生儿血清中又包含丰富的自身抗体。为了调查这一看似矛盾的现象，本研究评估了人类胎儿肝脏、骨髓和脾脏的B细胞中450多种克隆抗体的反应性，发现胎儿早期不完全的B细胞耐受性有利于多反应性B细胞的积累。因此，受限的胎儿免疫前抗体库含有潜在有益的自反应性先天性B细胞特异性，有利于在发育过程中清除凋亡细胞，在出生后促进肠道微生物群的形成。[论文详细信息]
A programmable fate decision landscape underlies single-cell aging in yeast
单个酵母细胞衰老过程中中可编程的命运决定景观
（导读 郭怿暄）染色质不稳定和线粒体衰退在单个细胞衰老中谁占主导仍未知。本研究发现染色质沉默和线粒体通路的相互作用使酵母在复制衰老中出现具有多个平衡状态的表观遗传景观，分别代表不同类型的衰老终末状态。景观结构驱动衰老中单细胞向着其中一个状态分化，细胞命运决定发生较早且不受细胞内噪音影响。根据衰老景观的定量模型，研究通过基因工程生成一个寿命延长的平衡状态。[相关报道：郝楠团队在单细胞水平揭示衰老的细胞命运选择过程]
Site-specific glycan analysis of the SARS-CoV-2 spike
SARS-CoV-2棘突蛋白的位点特异性聚糖分析
（导读 阿金）新冠肺炎病毒（SARS-CoV-2）疫苗的研发主要集中靶向棘突糖蛋白。本研究使用位点特异性质谱方法，揭示了重组SARS-CoV-2 突刺（S）糖蛋白免疫原上的聚糖结构，有助于绘制出跨三聚体病毒棘突蛋白的聚糖加工状态图谱。研究结果表明，SARS-CoV-2聚糖不同于典型宿主聚糖加工，可能有助于启发病毒病理生物学和疫苗设计思路。[论文详细信息]
CRISPR-CasΦ from huge phages is a hypercompact genome editor
巨型噬菌体CRISPR-CasΦ是超紧凑基因组编辑器
（导读 阿金）CRISPR-Cas是原核生物的防御系统。本研究描述一种仅存在于巨型噬菌体中的CRISPR-Cas系统，由~70kDa的蛋白质CasΦ和CRISPR序列组成。CasΦ使用单一活性位点进行CRISPR RNA（crRNA）加工和crRNA引导的DNA切割，以靶向外来核酸。该系统在体外、人源细胞、植物细胞内都具有活性，但其分子量只有Cas9和Cas12a的一半左右，有望成为基因编辑和DNA检测的新型工具。[相关报道：更小的基因编辑工具！巨型噬菌体中的新CRISPR系统，有望带来基因编辑新革命]
公共卫生
Public Health
Introductions and early spread of SARS-CoV-2 in the New York City area
纽约城SARS-CoV-2的引入和早期传播
（导读 郭怿暄）纽约城（NYC）是SARS-CoV-2爆发的震中之一。本研究为找到NYC大都会地区的病毒早期传播事件，对到西奈山医疗系统治疗的COVID-19患者体内的病毒进行测序。对84个不同的SARS-CoV-2基因组进行系统发生学分析，显示存在主要来自欧洲和美国其他地区的多次、独立的病毒输入。本研究根据城市不同社区患者相关病毒的聚类，找到SARS-CoV-2社区传播的证据。[相关报道：Science最新报告：纽约新冠病例主要源于欧洲]
Susceptible supply limits the role of climate in the early SARS-CoV-2 pandemic
SARS-CoV-2早期大流行中易感性限制了气候作用
（导读 阿金）早期证据显示气候可能调节新冠肺炎病毒SARS-CoV-2的传播。本研究使用气候依赖流行病模型，基于已知的冠状病毒生物学，来模拟不同环境下SARS-CoV-2的流行情况。结果发现尽管天气变化可能对病毒感染很重要，但在病原体出现的早期阶段，气候只驱动了少量流行病规模的变化。结果表明没有有效的控制措施，在湿润的气候中疫情更容易暴发，而夏季也不一定会限制疫情增长。[相关报道：高温高热难以阻挡新冠病毒传播，群体免疫才是驱动力]
化学
Chemistry
Molecular square dancing in CO-CO collisions
CO-CO碰撞中的分子方阵“舞蹈”
图片来源：Science/Indiana University Libraries Moving Image Archive/C&EN
（导读 阿金）涉及一氧化碳分子的旋转能量转移（RET）是解释天体物理数据的关键。本研究详细探查了两个一氧化碳分子碰撞的分子-分子散射。使用成像技术和准经典和全量子理论，研究人员发现在碰撞过程中发生同步运动，出现类似于方阵舞蹈中“do-si-do”的运动方式，从而形成小角度偏转以及很高的RET。而这一过程可能也会出现在其他分子-分子系统中。[论文详细信息]
Boron-enabled geometric isomerization of alkenes via selective energy-transfer catalysis
通过选择性能量转移催化实现硼激活的烯烃几何异构
（导读 阿金）基于异构化策略从几何结构固定的烯烃关键位点实现复杂聚烯烃的立体发散结构仍具挑战。本研究报告一种通用的双亲性C3支架，可被异构化及双向延伸。基于高效的三重能量转移，β-硼基丙烯酸酯的选择性异构取决于底物发色团中硼p轨道的参与。将产物中的C(sp^2)–B键旋转90°可使再激发失效，并具备方向性。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
Giant piezoelectricity in oxide thin films with nanopillar structure
纳米柱状结构氧化物薄膜中的巨大压电性
（导读 阿金）高性能压电材料是机电传感器和制动器的关键组件。本研究在钙钛矿氧化薄膜中形成纳米柱状区，模拟局部不均匀性，获得了一个巨大的有效压电系数d33,f*，f为~1098 pm/V，高居里温度为~450℃。而且使用的无铅铌酸钠只包含纳、铌、氧三种元素。最终形成的具有纳米柱状的局域不均匀钙钛矿结构可为设计并优化各种功能性材料提供基础。[论文详细信息]
N-Aryl–linked spirocyclic polymers for membrane separations of complex hydrocarbon mixtures
N-芳基螺环聚合物用于复杂烃混合物的膜分离
（导读 阿金）烷烃分子的蒸馏在能源领域中广为应用，但过程耗能高，使用膜材料可避免这一缺陷。本研究制备出具有非相互连接的N-芳基螺环结构聚合物，该玻璃状聚合物膜通过分子组合，实现轻质原油的非热性膜分馏。研究人员观察到小于170 daltons的碳12分子，或者沸点低于200 ℃的烷烃物种发生分子富集。该膜材料有潜力应用于蒸馏相关的节能技术。[相关报道：螺环聚合物用于烷烃的膜分离]
物理学
Physics
Second critical point in two realistic models of water
两种现实水模型中的第二个临界点
（导读 阿金）有理论假设水在深度过冷条件下拥有第二个临界点，该理论为实验中观测到的现象提供了热力学一致的解释，但目前对该理论还没有明确的实验证明。本研究使用直方图重新加权计算和大型系统散射计算模拟了两种水的分子模型：TIP4P/2005和TIP4P/Ice。计算结果表明两种模型都在深度过冷条件下具有亚稳态液体-液体临界点，这一临界点与三维伊辛模普适类一致。[相关报道：水是两种液体的最强证据：科学家发现了水的液-液相临界点]
@领研网
— End —