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制版 阿金
生物学
Biology
The tuatara genome reveals ancient features of amniote evolution
喙头蜥的基因组揭示了羊膜动物进化的古老特征
图片来源：evolutionnews.org
（导读 郭怿暄）喙头蜥是现生与灭绝爬行动物的关键连接。本研究分析了约5Gb的喙头蜥基因组并与其他脊椎动物比较，发现喙头蜥的独特性。系统发育分析显示喙头蜥在2.5亿年前与蛇和蜥蜴类分离。基因组分析识别出蛋白、非蛋白编码RNA家族的扩张和重复序列，后者表现出爬行动物和哺乳动物的混合特征。该基因组测序为四足动物的深度比较分析提供宝贵材料。[相关报道：同时含爬行动物、哺乳动物基因的活化石]
Extracellular proteostasis prevents aggregation during pathogenic attack
细胞外蛋白稳态可防止病原体攻击时的蛋白质积聚
（导读 阿金）在后生动物中，目前发现少量真正的细胞外伴侣分子和蛋白酶能够限制细胞外蛋白质的积聚。本研究对秀丽隐杆线虫的细胞外蛋白质稳态网络展开系统分析，发现了57种细胞外蛋白质积聚调控因子。同时模拟病原体刺激，发现秀丽隐杆线虫体内增加细胞外蛋白质稳态成分表达，限制蛋白质积聚来应答。该结果表明细胞外蛋白质稳态协助宿主防御病原体，维持功能性分泌蛋白组。[论文详细信息]
Fitness trade-offs incurred by ovary-to-gut steroid signalling in Drosophila
果蝇体内卵巢到肠类固醇信号传导引起的健康权衡
（导读 阿金）性激素对非生殖器官的影响目前还知之甚少。本研究报告果蝇体内从卵巢到肠道类固醇信号传导促进交配后雌性体内的肠道生长，提升其生殖能力。但活跃且大量的肠道干细胞，让雌性更易发生老化相关的肠道异常增生及肿瘤，从而减短它们的寿命。该研究强调了当器官间信号传导改变干细胞行为来优化器官大小时，会权衡健康相关性状。[相关报道：性激素在非生殖器官中的作用：生殖能力适应性与肠道疾病之间的较量]
A universal trade-off between growth and lag in fluctuating environments
波动环境中生长与停滞之间的通用权衡
（导读 阿金）细胞生长速率驱动细菌资源的分配。本研究报告大肠杆菌稳定状态生长速率和生理适应性之间的权衡策略。研究人员将生长中的大肠杆菌从碳源突然转移到酵母产物中，观测到由此产生的代谢转变往往伴随着数小时的停滞，随后恢复生长。长期滞后由关键营养物耗竭导致。有序通量限制模型不仅解释了观测到的生长和适应之间的权衡策略，还可实现定量预测这一策略的普遍发生情况。[论文详细信息]
Structure of the ER membrane complex, a transmembrane-domain insertase
内质网膜复合物——跨膜结构插入酶的结构
（导读 阿金）内质网（ER）膜复合物（EMC）与Sec61易位子共同将大量多通道整合膜蛋白的跨膜螺旋（TMH）插入ER膜。本研究首次报告了真核生物EMC的冷冻电镜结构，发现酿酒酵母EMC包含8个亚基，并识别出围绕Emc3亚基的5个TMH折叠，描绘了一个大型亲水性客户蛋白口袋。EMC结构揭示了与原核插入酶显著的保守性，为理解真核整合膜蛋白和尾锚蛋白的膜插入过程提供更多细节。[论文详细信息]
Structure of the essential inner membrane lipopolysaccharide–PbgA complex
必需内膜脂多糖-PbgA复合物的结构
（导读 阿金）脂多糖（LPS）会引起败血性休克而导致死亡，其脂质A孔核是多粘菌素抗生素的靶点。本研究表征了内膜蛋白PbgA并发现通过降低LPS和外膜完整性的水平耗损PbgA而减弱大肠杆菌的毒性。研究人员识别出沿内膜周质小叶的脂质A结合基序。PbgA周质直接感知LPS通过调节LpxC的稳定性来协调脂质A的生物合成。该结果为选择性识别脂质提供结构基础，有助于未来的抗生素发现。[论文详细信息]
Convergent antibody responses to SARS-CoV-2 in convalescent individuals
恢复期患者对SARS-CoV-2趋同的抗体应答
图片来源：theladders.com
（导读 阿金）本研究征集了149名COVID-19恢复期患者，在平均症状发作后39天收集血浆样本，发现半最大假病毒中和滴度变异性较大，滴度低于50占33%，低于1000占79%，仅1%高于5000。抗体测序显示表达相关抗体的RBD特异的性记忆B细胞克隆在不同个体中扩张。尽管滴度不高，但针对RBD三个不同表位的抗体可在IC50仅为2ng/ml时中和病毒，表明设计可产生这些抗体的疫苗可以产生广泛效果。[论文详细信息]
Potently neutralizing and protective human antibodies against SARS-CoV-2
针对SARS-CoV-2强力有效的中和和保护性人类抗体
（导读 阿金）本研究分析了大量靶定SARS-CoV-2刺突蛋白的人类单克隆抗体，发现几种中和活性强，可完全阻断刺突蛋白受体结合结构域（SRBD）与人类血管紧张素转化酶2（ACE2）相互作用。其中COV2-2196和COV2-2130，可识别出非重叠位点，以协同作用同时结合刺突蛋白，中和野生型SARS-CoV-2病毒。该研究找到SRBD上的保护性表位，为疫苗的合理设计和免疫治疗药物的选择提供基于结构的框架。[论文详细信息]
Potent neutralizing antibodies against multiple epitopes on SARS-CoV-2 spike
靶向SARS-CoV-2刺突上多个表位的强力中和抗体
（导读 阿金）本研究从5名COVID-19感染者体内分离出61种SARS-CoV-2中和单克隆抗体。其中19种抗体可在体内强效中和SARS-CoV-2病毒，9种表现出极高效力，50%的病毒抑制浓度仅为0.7至9 ng ml-1。表位图谱显示这19种抗体直接靶向受体结合结构域（RBD）和N端结构域（NTD）。另有两个识别与刺突顶部结构域重叠的四元表位。该结果显示这些单克隆抗体是临床研发SARS-CoV-2治疗性和/或预防性药剂的潜在候选对象。[论文详细信息]
SARS-CoV-2-specific T cell immunity in cases of COVID-19 and SARS, and uninfected controls
COVID-19和SARS病例及未感染对照中的SARS-CoV-2特异性T细胞免疫
（导读 王思菲）本研究在36位COVID-19患者中发现SARS-CoV-2核衣壳（N）蛋白特异性的CD4和CD8 T细胞。SARS-CoV的康复人群中，发现SARS-CoV N蛋白特异性长期记忆T细胞，对SARS-CoV-2的N蛋白有强烈交叉反应。而未曾感染过SARS-CoV或SARS-CoV-2的对照中，也存在SARS-CoV-2特异性T细胞，除N蛋白外还辨识ORF1蛋白的NSP7及NSP13区域。该研究结果对目前的COVID-19大流行的管控至关重要。[相关报道：未感染人群体内也能检出新冠病毒特异性免疫T细胞]
Longitudinal analyses reveal immunological misfiring in severe COVID-19
纵向分析显示COVID-19重症患者发生免疫功能失调
（导读 王思菲）本研究纵向分析113名中度或重症COVID-19患者的免疫应答，发现固有免疫细胞整体增加，同时T细胞数量下降。早期细胞因子的上升水平和疾病恶化相关。中度患者在早期细胞因子升高后，抗病毒和抗真菌应答减弱，而重症患者则在整个病程中保持应答水平，且IL-5等抗蠕虫因子水平升高。该研究结果确立了COVID-19重症及不良结局的免疫应答特征。[论文详细信息]
公共卫生
Public Health
Reconstruction of the full transmission dynamics of COVID-19 in Wuhan
重建武汉新冠肺炎疫情的完整传播动态变化
图片来源：Public CC
（导读 阿金）本研究基于32583例确诊病例使用模型构建，重新展示了武汉新冠肺炎疫情从2020年1月1日至3月8日的完整广谱动态变化，识别出疫情暴发的两大特征：高隐蔽性和高传播率。其中第一阶段的基本再生数R0为3.54，在后期下降至0.28。表明多管齐下的干预措施对控制疫情有着积极作用。该结果对于后续的防疫监控策略有着重要指导意义。[论文详细信息]
Suppression of a SARS-CoV-2 outbreak in the Italian municipality of Vo’
意大利小镇Vo市的SARS-CoV-2疫情控制
（导读 阿金）本研究收集了意大利小镇Vo市的人口信息、诊所报告、住院情况、接触网络以及全市在两个连续时间点上85.9%和71.5%人口的鼻咽拭子感染情况。发现在整个过程中42.5%的确诊感染情况为无症状感染，而且有症状和无症状感染的病毒载量不存在统计学显著差异。该研究强调了无症状感染的频率及其传染力，为传播动力学和有效的干预措施提供见解。[相关报道：无症状感染者多达30%以上，嗅觉测试可助其“现行”]
Factors associated with COVID-19-related death using OpenSAFELY
使用OpenSAFELY了解与新冠肺炎疫情死亡相关的因素
（导读 阿金）本研究创建了一套健康分析平台OpenSAFELY，检验了与新冠肺炎疫情COVID-19死亡相关的因素：男性（危险性比为1.59），老年和贫困（两者都显示强梯度），糖尿病，严重的哮喘和其他各种基础疾病。其中黑人和南亚人口面临更高感染风险，研究量化了一系列COVID-19死亡相关的临床因素，同时还会添加更多患者记录到该平台中，以便更新并扩展该研究结果。[论文详细信息]
物理学
Physics
Quantum error correction of a qubit encoded in grid states of an oscillator
编码在振荡器网格态中量子比特的量子纠错
（导读 阿金）量子纠错（QEC）可提升量子比特逻辑运算的准确性，保护量子信息免受系统中逻辑错误导致的噪声干扰。本研究在实验条件下通过包含无损测量的反馈协议，结合超导微波空腔发挥振荡器作用，制备出正方形和六边形GKP编码态。并证明一个具有抑制所有逻辑错误的编码量子比特QEC，而且该协议可用于其他连续变化系统，可减少多种噪声过程生成的逻辑错误，提升容错量子计算性能。[论文详细信息]
Observation of superconducting diode effect
超导二极管效应的观测
（导读 阿金）二极管效应是构成电子组件的基础，但由于其有限的电阻，能量损耗不可避免。本研究展示在没有反演中心的人造超晶格Nb/V/Ta中对超导二极管的磁调控。通过直流电测量可清晰观测到超导-正常转变时与电流曲线对应的单向电阻，而临界电流的差异与空间反演和时间反演对称破缺引发的磁手性各向异性相关。这种超导二极管效应可用于实现相相干和方向选择电荷传输。[论文详细信息]
Piezoelectric and pyroelectric effects induced by interface polar symmetry
界面极性对称性诱发的压电和热电效应
（导读 阿金）异质结构界面的对称调控和其产生的影响被极大的忽视。本研究表明，在异质结构界面处的能带弯曲生成的内部电场诱导极性对称，产生了压电和热电效应，而且界面的热电系数和品质因数比传统体块极性材料的高出一个量级。该结果丰富了异质结构界面的功能，为实现能量传递提供独特的方法，从而超出本征对称施加的常规局限。[论文详细信息]
Liquid–liquid transition and critical point in sulfur
硫的液-液转变和临界点
（导读 阿金）理论预测分离低密度和高密度液体的液-液转变（LLT）线末端会出现液-液临界点（LLCP），但还没有在任何材料中实验观测到。本研究结合原位密度、X射线衍射和拉曼散射测量，提供直接证据证明硫中一阶LLT和LLCP。并观测到随着温度升高，密度跃迁的非单调变化：先增加，然后在远离临界点时减少。这一行为与驱动转变的密度和熵的竞争效应有关。[论文详细信息]
其他
【Geoscience-地球科学】The causes of sea-level rise since 1900
自1900年以来海平面上升的原因
图片来源：NASA/JPL-Caltech
（导读 紫苏）关于造成全球平均海平面随时间变化的因素是什么以及它们的贡献有多大，至今人们仍缺乏了解。本文提出了一个概率框架，使用独立观察及其内在的不确定性重建了自1900年以来的海平面，发现海洋热膨胀、冰损失及陆地水储量的变化总和与全球和流域尺度上观测到的海平面在全球与流域尺度上一致。主要来自冰川的冰损失造成的海平面上升是热膨胀的两倍，而人工水库蓄水的剧增是20世纪70年代以来海平面上升速度低于平均水平的主要原因。[论文详细信息]
【Ecology-生态】Zoonotic host diversity increases in human-dominated ecosystems
人为主导的生态系统中人畜共患宿主多样性增加
（导读 紫苏）土地利用变化影响人畜共患病的出现和风险，但这种影响是否以可预测的生态变化为基础还缺乏认识。本文分析了6801个生态组合和376个宿主生物，发现与附近未收干扰生境相比，在人类高使用地点的人类共享病原体和寄生虫的已知野生物种占当地物种的丰富度和丰度更高，且这种差异在啮齿类、蝙蝠和雀形目鸟类中尤为明显，而整体来说哺乳动物中潜藏了最多的病原体。这表明土地利用的全球变化正在创造不断扩大的人、牲畜和野生动物之间的接触风险。[相关报道：被人类活动损害的生态系统中，人畜共患病宿主动物更丰富]
【Materials-材料】Additive manufacturing of silica aerogels
二氧化硅气凝胶的增材制造
（导读 阿金）硅气凝胶因其超低导热性和开放的孔核结构，在热绝缘、催化、物理等领域中应用广泛。本研究报告一种墨水直接书写协议，从稀释的二氧化硅悬浮纳米颗粒（sol）的二氧化硅气凝胶粉末浆液中制备出微型硅气凝胶物体。墨水表现出剪切稀释特性，在打印后粘度迅速增强，保持打印物的形状。打印产物可用于热管理，作为小型气体泵并降解挥发性有机化合物。[论文详细信息]
【Astronomy-天文】Cold gas in the Milky Way’s nuclear wind
银河核风中的冷气体
（导读 阿金）银河中心发生数起高能过程，强烈影响着我们星系的内部区域。本研究报告观测到银河系中心向外喷流出的分子冷气体，这种冷物质与在核风中流动的原子氢云相关，该分子气体的形态学和动力学揭示了这些云中混合着更加温暖的介质，并可能正在被破坏。而且这股喷流可能影响银河系中心区域恒星的形成。该结果有助于理解银河系未来的发展。[论文详细信息]
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