审校 紫苏 书牧 小勺 小锅 邓卓
制版 阿金
生物学
Biology
Potent neutralizing antibodies from COVID-19 patients define multiple targets of vulnerability
新冠肺炎患者体内的有效中和抗体确定多个靶标弱点
图片来源：CC Public
（导读 阿金）本研究使用新型冠状病毒SARS-CoV-2稳定融合前棘突蛋白，从三名处在恢复期的新冠肺炎（COVID-19）患者体内分离出单克隆抗体。这些抗体的体细胞超突变水平较低，强富集于VH1-69，VH3-30-3和VH1-24基因的使用过程。此外，竞争性研究和电子显微镜研究表明SARS-CoV-2棘突蛋白包含多个不同抗原位点。研究结果为疫苗设计提供指导，而所描述的抗体有望成为COVID-19治疗和预防的候选靶标。[论文详细信息]
A neutralizing human antibody binds to the N-terminal domain of the Spike protein of SARS-CoV-2
一种与SARS-CoV-2刺突蛋白N末端结构域结合的人类中和抗体
（导读 郭怿暄）研发SARS-CoV-2有效治疗方法不仅可以靶向受体结合结构域（RBD）还可靶向全长刺突（S）蛋白。本研究从10位COVID-19康复患者体内分离单克隆抗体（mAbs）并对其进行表征，发现其中3个对真正的SARS-CoV-2病毒表现出中和活性，一个4A8对真性和假性病毒均具有高中和能力，但并不与RBD结合。其表位位于S蛋白N末端结构域（NTD）。该结果表明NTD是治疗性COVID-19 mAbs的可靠靶点。[相关报道：不结合RBD的抗体也能中和SARS-CoV-2]
The proteasome controls ESCRT-III–mediated cell division in an archaeon
蛋白酶体控制古生菌中ESCRT-III蛋白介导的细胞分裂
（导读 阿金）目前尚不清楚古生菌细胞周期中的关键事件，如细胞分裂的调控机制。本研究在探索古生菌嗜酸热硫化叶菌细胞分裂机制过程中，确定蛋白酶体在细胞周期中的作用，确认古生菌ESCRT-III同源物---CdvB是蛋白质酶体的重要靶点，其降解触发细胞分裂。这些发现提供了ESCRT-III介导的膜重塑机制，指出了蛋白质酶体在真核和古生菌细胞周期调控中的保守作用。[论文详细信息]
Structural insight into precursor ribosomal RNA processing by ribonuclease MRP
通过核糖核酸酶MRP对前核糖体RNA加工的结构见解
（导读 阿金）核糖核酸酶（RNase）MRP在前核糖体RNA（pre-rRNA）加工和细胞周期调控过程中发挥关键作用。本研究确认了酿酒酵母RNase MRP全酶及与包含pre-rRNA片段复合物的冷冻电镜结构，揭示了蛋白质和RNA亚基的共同演化将RNase MRP改变为可加工单链RNA的独特核糖体酶。这一底物特异性表明RNase MRP有望在不同细胞环境中发挥重要作用。[论文详细信息]
Ligand-recognizing motifs in plant LysM receptors are major determinants of specificity
植物LysM受体中的配体识别基序是特异性的主要决定因素
（导读 阿金）植物演化出赖氨酸基序（LysM）受体以识别和解析微生物诱导子，并驱动细胞间信号传导。本研究调查了莲花的几丁质和结瘤（Nod）因子受体启动免疫或者根瘤共生的差异信号，发现受体LysM1结构域内的两种基序决定配体的特异性识别，区分它们在植物功能中的作用。同时还确认如何改变LysM受体中的结合特异性以促进Nod因子识别和信号传导，有望应用于将根瘤菌共生改造为非豆科植物的技术中。[论文详细信息]
Cell-cell adhesion in plant grafting is facilitated by β-1,4-glucanases
β-1,4-葡聚糖酶促进植物嫁接中的细胞粘附
图片来源：Wiki Commons
（导读 阿金）植物嫁接通过将细胞黏附将活体组织连接起来，从而促进蔬果的繁殖。但尚不清楚嫁接相容性的限制机制。本研究发现烟草具有嫁接各种被子植物的能力，比较转录组学分析表明，分泌到胞外的β-1,4-葡聚糖酶可促进嫁接界面附近的细胞壁重建。β-1,4-葡聚糖酶的过度表达可促进嫁接，研究人员由此以其他植物家族作为砧木生长出番茄果实。该结果证明细胞黏附过程是提升植物嫁接技术的潜在靶标。[论文详细信息]
Type III interferons disrupt the lung epithelial barrier upon viral recognition
病毒识别时III型干扰素破坏肺上皮屏障
（导读 郭怿暄）下呼吸道的病毒感染是导致死亡的重要原因。本研究探索了III型干扰素（IFN-λ）在RNA病毒致病性中的作用。发现IFN-λ只存在于COVID-19患者的下呼吸道，而非上呼吸道。小鼠的肺树突细胞可对合成病毒RNA做出应答产生IFN-λ，继而诱导屏障损伤，使其对致命性细菌超级感染易感。该结果表明应对IFN-λ的病理生理学作用及其在抗病毒临床治疗中的可能应用进行重新审视。[论文详细信息]
Type I and III interferons disrupt lung epithelial repair during recovery from viral infection
病毒感染后的恢复过程中，I型和III型干扰素干扰肺上皮的修复
（导读 王思菲）IFN-α及 IFN-β的长期应答会导致有害的促炎反应，而IFN-λ主要在上皮诱导局部抗病毒免疫。本研究发现IFN信号干扰了小鼠在流感复原期间的肺修复，其中以IFN-λ的作用最强。IFN诱导p53蛋白降低上皮增殖及分化，从而加重病情且对细菌感染易感。因此，过度或延长产生IFN会损害肺上皮再生并加重病毒感染。使用IFN来对抗病毒感染（如流感或新冠肺炎）需谨慎考虑治疗时机和疗程长短。[论文详细信息]
Impaired type I interferon activity and inflammatory responses in severe COVID-19 patients
COVID-19重症患者的I型干扰素活性及炎症应答受损
（导读 王思菲）本研究对50名不同程度的新冠肺炎患者进行全面的免疫分析。在重症患者中发现I型干扰素应答严重受损，伴随血液中居高不下的病毒载量及剧烈的炎症反应。转录因子NF- κB驱动部分炎症，特征为肿瘤坏死因子–α和白介素6的产生和信号传导均增加。该研究结果提示血液中缺乏I型干扰素可能是新冠肺炎重症的标志，并为合并治疗方案提供了依据。[论文详细信息]
A short de novo synthesis of nucleoside analogs
核苷类药物的从头合成
（导读 阿金）核苷类药物常用于癌症和病毒性感染症的治疗，但其合成缺乏多样性，耗时，且依赖有限的手性碳水化合物原料。本研究展示一种利用简单非手性材料快速构建核苷类药物的方法。仅使用脯氨酸催化，将杂芳基取代的乙醛进行氟化，然后在一步反应中直接参与对映选择性羟醛反应。随后的分子内氟化物置换反应提供了官能化核苷类药物。该从头合成方法为制备多样性药物材料库创造了可能。[论文详细信息]
Broad neutralization of SARS-related viruses by human monoclonal antibodies
人类单克隆抗体广泛中和SARS相关病毒
（导读 王思菲）目前迫切需要针对人类冠状病毒（HCoVs）的保护性广谱疫苗。为了深入了解抗体交叉中和反应，本研究从SARS康复期的供者记忆B细胞库中，发现了和SARS-CoV-2刺突蛋白结合的200个抗体。多种抗体能通过阻断受体结合并造成S1蛋白脱落，进而能交叉中和SARS-CoV,、SARS-CoV-2及蝙蝠冠状病毒WIV1。这些抗体有望成为治疗干预的候选药，并揭示合理设计泛-冠状病毒sarbecovirus亚属疫苗的目标。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
How hair deforms steel
毛发如何使钢变形
图片来源：Sujata Jana / EyeEm / Getty Images
（导读 阿金）用于锋利边缘的钢往往拥有马氏体微结构，高碳化物含量和各种涂层，但是尚不清楚长期切割极软材料后变钝的微观物理机制。本研究使用两种微机械检测装置展开中断测试和原位电子显微镜切割实验，经分析和数值研究，揭示了板条状马氏体结构的空间变化在导致混合模式II-III开裂现象中发挥关键作用，之后会出现明显的磨损。[相关报道：柔软的头发如何令坚硬的刀片变形]
Sequencing of metals in multivariate metal-organic frameworks
多组分金属有机框架中的金属序列
（导读 阿金）本研究发现MOF-74单晶中多种金属钴（Co）、镉（Cd），铅（Pb）和锰（Mn）组合的金属序列，原子探针层析成像揭示存在金属离子多相空间序列，取决于所含金属和合成温度，包括随机排列（(Co, Cd, 120°C），短重复单元（Co, Cd, 85°C）等，无需改变序列类型，即可实现钴摩尔比在0.4到0.9之间的精准调控。该结果为多组分金属有机框架中不同金属排列提供了全新视角。[论文详细信息]
Chemical vapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials
二维层状材料MoSi2N4的化学气相沉积
（导读 阿金）在单层极限中识别二维层状材料有助于发现新现象和特性。本研究在化学气相沉积生长非层状氮化钼的过程中引入元素硅，以钝化其表面，实现厘米级单层薄膜MoSi2N4的生长。制备出的材料展现出半导体性能，高强度和出色的环境稳定性。密度泛函理论计算预测这类单层结构二维层状材料是一个大型材料家族，包括半导体、金属和磁性半金属。[论文详细信息]
环境科学
Environmental Science
Unexpected air pollution with marked emission reductions during the COVID-19 outbreak in China
中国COVID-19爆发期间伴随排放量明显减少而出现的意想不到的空气污染
（导读 郭怿暄）COVID-19在中国爆发期间，通过卫星和地面观察发现封城期间因车流量降低和工厂停工排放减少高达90%，但意外的是中国北方颗粒物水平极高。分析和建模显示异常的高湿度促进气溶胶非均相化学的发生，与停滞的气流和来自电厂、石化厂的排放共同导致严重雾霾的形成。同时还原性氮氧化物导致城市地区臭氧增加，进一步增加大气中氧化能力，促进次级气溶胶形成。[论文详细信息]
物理学
Physics
Global maps of the magnetic field in the solar corona
日冕磁场全球分布图
（导读 刘奇）确定太阳大气层中的磁场有助于了解其中的物理过程，但日冕磁场难以直接测量。本研究利用日冕多通道旋光仪确定了日冕中等离子体密度空间分布和主要的磁流体横波相速，绘制了全球日冕磁场天空平面分量图。从1.05到1.35太阳半径，强度多为1到4高斯。结果证明了成像光谱学应用于研究日冕磁场的能力。[相关报道：首张完整的日冕磁场图诞生]
Emergent helical texture of electric dipoles
电偶极子突现的螺旋纹理
（导读 阿金）块体材料中磁偶极子的长程排序产生了大量磁性结构。本研究报告通过光孔掺杂四重钙钛矿BiMn7O12观测到电偶极子的不对称螺旋排序。与磁学类似，电偶极子螺旋纹理通过竞争不稳定性而稳定下来，即轨道排序和孤电子对的立体化学活性相互竞争，通过中间体密度波，非手性立方结构转变为不对称的电偶极子和轨道螺旋。[论文详细信息]
A new wrinkle on liquid sheets: Turning the mechanism of viscous bubble collapse upside down
液体表面上的新褶皱：粘性气泡崩塌机制的颠覆
图片来源：领研网
（导读 阿金）粘性气泡在自然和工业环境中普遍存在，其破裂和崩塌可能伴有与弹性膜片相关的特征。本研究表明，重力在崩塌过程中的作用可忽略不计，同样的崩塌和起皱与气泡方向没有关联性。但是表面张力驱动崩塌，引发动态曲面的不稳定性。研究结果提出，起皱的同时可能伴随着相对小规模的弯曲粘性和粘弹性薄膜的破裂。[相关报道：一个颠覆性答案登上《科学》封面：泡泡为啥会破裂？]
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