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基因组街区|8月《自然》系列期刊封面,邀你共赏

《自然-天文学》
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2021年8月 第5卷 第8期
封面图片:Jack Madden, Rhode Island School of Design
封面设计:Allen Beattie
旅行者1号的等离子体波系统先前运用等离子体日冕物质抛射驱动的激波激发来测量其穿过的介质密度。而据本期内容报告,一个非常微弱、窄带的等离子体振荡现在已经被确认,它使我们能够连续地测量日球层以外的星际介质的密度。
Ocker, S.K., Cordes, J.M., Chatterjee, S.et al.Persistent plasma waves in interstellar space detected by Voyager 1.Nat Astron5, 761–765 (2021). https://doi.org/10.1038/s41550-021-01363-7
《自然-生物医学工程》
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2021年8月 第5卷 第8期
封面图片:Sheng Xu, University of California San Diego
封面设计:Erin Dewalt
封面文章描述了具有功能性血脑屏障的神经血管单元芯片,用于模拟常见的引起真菌性脑膜炎病原体的嗜神经特性。
Kim, J., Lee, KT., Lee, J.S.et al. Fungal brain infection modelled in a human-neurovascular-unit-on-a-chip with a functional blood–brain barrier.Nat Biomed Eng5, 830–846 (2021). https://doi.org/10.1038/s41551-021-00743-8
《自然-细胞生物学》
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2021年8月 第23卷 第8期
封面图片:Image courtesy of Yongqing Guo (image capture) and Qian Zhang (art work), Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences
封面设计:Lauren Heslop
线粒体应激的代际记忆
Zhang, Q., Wang, Z., Zhang, W.et al.The memory of neuronal mitochondrial stress is inherited transgenerationally via elevated mitochondrial DNA levels.Nat Cell Biol23, 870–880 (2021). https://doi.org/10.1038/s41556-021-00724-8
《自然-化学》
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2021年8月 第13卷 第8期
封面图片:Markus Lackinger, TUM & Deutsches Museuml
封面设计:Tulsi Voralia
表面聚合通常是热激活的,通常产生相对较小的高缺陷密度聚合物。现在,Markus Lackinger和他的同事使用光诱导的拓扑化学环加成,以共价交联在烷烃钝化石墨表面上自组装的氟化蒽三蝶烯(fantrip)分子。这种方法生产单晶二维聚合物,畴尺寸可达400纳米。原位扫描隧道显微镜的特性(封面显示图像)区分了超分子和共价键。
Grossmann, L., King, B.T., Reichlmaier, S.et al.On-surface photopolymerization of two-dimensional polymers ordered on the mesoscale.Nat. Chem.13, 730–736 (2021). https://doi.org/10.1038/s41557-021-00709-y
《自然-生态与演化》
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2021年8月 第5卷 第8期
封面图片:Xianfeng Yang
封面设计:Allen Beattie
保存良好的中国西南海晏特异埋藏化石库下寒武统开腔骨类Allonnia phrixothrix幼年标本。
Yang, X., Kimmig, J., Zhai, D.et al. A juvenile-rich palaeocommunity of the lower Cambrian Chengjiang biota sheds light on palaeo-boom or palaeo-bust environments.Nat Ecol Evol5, 1082–1090 (2021). https://doi.org/10.1038/s41559-021-01490-4
《自然-能源》
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2021年8月 第6卷 第8期
封面图片:fStop Images GmbH / Alamy Stock Photo
封面设计:Thomas Phillips
一项新的跨学科研究表明,将利益相关者的看法纳入算法设计中,可以导致电池的利益和风险分配有多种结果。
Ransan-Cooper, H., Sturmberg, B.C.P., Shaw, M.E.et al.Applying responsible algorithm design to neighbourhood-scale batteries in Australia.Nat Energy6,815–823 (2021). https://doi.org/10.1038/s41560-021-00868-9
《自然-遗传学》
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2021年8月 第53卷 第8期
封面图片:SciStories LLC
封面设计:Valentina Monaco
这幅漫画描绘了一个基因组的“街区”,房子和公寓代表着基因。邮筒“启动子”和信使rna邮筒都被连接到一个由顺式调节元件组成的复杂网络中,这些元件被描述为发电厂,为每家每户提供不同程度的照明。一种名为HCR–FlowFISH的新方法允许研究人员使用CRISPR来扰动这些元件,量化并绘制它们与基因的联系。
Reilly, S.K., Gosai, S.J., Gutierrez, A.et al. Direct characterization of cis-regulatory elements and functional dissection of complex genetic associations using HCR–FlowFISH.Nat Genet53, 1166–1176 (2021). https://doi.org/10.1038/s41588-021-00900-4
《自然-地球科学》
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2021年8月 第14卷 第8期
封面图片:Roman Tkachenko (CC-BY) based on images provided courtesy of NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
封面设计:Valentina Monaco
根据计算,涡度梯度力平衡解释了木星两极环极气旋的位置和数量,以及为何土星上没有环极气旋。这张照片显示的是木星的南极,是由美国国家航空航天局朱诺(Juno)号飞船上的Juno cam成像仪的数据生成的。
Gavriel, N., Kaspi, Y. The number and location of Jupiter’s circumpolar cyclones explained by vorticity dynamics.Nat. Geosci.14, 559–563 (2021). https://doi.org/10.1038/s41561-021-00781-6
《自然-人类行为》
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2021年8月 第5卷 第8期
封面图片:Maciej Frolow / Stockbyte / Getty
封面设计:Bethany Vukomanovic
Marees等人利用大规模GWAS的汇总统计数据,研究了遗传重叠与社会经济地位(SES)在多大程度上影响了16种心理健康表型的遗传变异和遗传重叠。作者表明,消除潜在SES因子的变异显著改变了心理健康性状之间的遗传关系模式。
Marees, A.T., Smit, D.J.A., Abdellaoui, A.et al.Genetic correlates of socio-economic status influence the pattern of shared heritability across mental health traits.Nat Hum Behav5, 1065–1073 (2021). https://doi.org/10.1038/s41562-021-01053-4
《自然-免疫学》
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2021年8月 第22卷 第8期
封面图片:Katie Vicari
封面设计:Lauren Heslop
由Haining、Laurer、Thimme和Hofmann以及Wherry领导的四个独立小组发现,在停止慢性病毒抗原刺激后,衰竭会留下持久的“表观遗传伤疤”,限制这些T细胞未来的免疫反应。
Yates, K.B., Tonnerre, P., Martin, G.E.et al.Epigenetic scars of CD8+ T cell exhaustion persist after cure of chronic infection in humans.Nat Immunol22, 1020–1029 (2021). https://doi.org/10.1038/s41590-021-00979-1
《自然-材料》
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2021年8月 第20卷 第8期
封面图片:Erik Zumalt, University of Texas at Austin, and Lukas Linhart, Vienna University of Technology
封面设计:Thomas Phillips
在理论支持下,转角双层MoS2的拉曼参数作为扭曲角度的函数,揭示了莫尔超晶格中的声子重整化。
Quan, J., Linhart, L., Lin, ML.et al. Phonon renormalization in reconstructed MoS2 moiré superlattices.Nat. Mater.20, 1100–1105 (2021). https://doi.org/10.1038/s41563-021-00960-1
《自然-医学》
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2021年8月 第27卷 第8期
封面图片:Gerardo Sotillo & Noel Alvarez
封面设计:Marina Spence
Spiegel等报道了一项双特异性CD19-CD22嵌合抗原受体(CAR)的临床Ⅰ期试验,达到了安全性和有效性的终点。复发患者的抗原表达显示CD19缺失或低表达,但CD22保留,单细胞检测显示CAR - T细胞在CD19反应时产生的细胞因子比CD22更多。封面显示双特异性CAR能识别两种抗原,但对CD19的反应强于对CD22的反应,这说明了确保多特异性CAR - T细胞对抗原的等效靶向的挑战。
Spiegel, J.Y., Patel, S., Muffly, L.et al.CAR T cells with dual targeting of CD19 and CD22 in adult patients with recurrent or refractory B cell malignancies: a phase 1 trial.Nat Med27, 1419–1431 (2021). https://doi.org/10.1038/s41591-021-01436-0
《自然-方法》
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2021年8月 第18卷 第8期
封面图片:Zhiguang Zhao and Duchangjiang Fan, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences
封面设计:Thomas Phillips
在线虫细胞系信息上的转录因子单细胞图谱揭示了胚胎发生过程中命运模式和调控机制。
Ma, X., Zhao, Z., Xiao, L.et al.A 4D single-cell protein atlas of transcription factors delineates spatiotemporal patterning during embryogenesis.Nat Methods18, 893–902 (2021). https://doi.org/10.1038/s41592-021-01216-1
《自然-微生物学》
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2021年8月 第6卷 第8期
封面图片:Jan Dijksterhuis, Westerdijk Fungal Diversity Institute
封面设计:Valentina Monaco
Koon Ho Wong和同事利用染色质免疫共沉淀测序和RNA测序分析表明,真菌孢子休眠前的转录活性有助于孢子成熟,并影响孢子萌发后的适应性、耐药性和毒性。
Wang, F., Sethiya, P., Hu, X.et al.Transcription in fungal conidia before dormancy produces phenotypically variable conidia that maximize survival in different environments.Nat Microbiol6, 1066–1081 (2021). https://doi.org/10.1038/s41564-021-00922-y
《自然-神经科学》
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2021年8月 第24卷 第8期
封面图片:Lesya Adamchuk and Ekaterina Zvorykina (Ella Maru Studio, Inc.)
封面设计:Marina Corral Spence
环境中与食物相关的因素可以引发暴饮暴食。Mohammad及同事揭示了一个神经回路,在环境的驱动下促进这种非自身稳定的进食。封面艺术显示,同样的食物(以棒棒糖和糖果棒所示)可以刺激或导致取决于环境的食欲减退。
Mohammad, H., Senol, E., Graf, M.et al. A neural circuit for excessive feeding driven by environmental context in mice.Nat Neurosci24, 1132–1141 (2021). https://doi.org/10.1038/s41593-021-00875-9
《自然-光子学》
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2021年8月 第15卷 第8期
封面图片:Markus Plankl, University of Regensburg
封面设计:Bethany Vukomanovic
近场太赫兹纳米镜探测范德瓦尔斯异质结(灰球)层间激子(红蓝泡结构)飞秒动力学的艺术表现。
Plankl, M., Faria Junior, P.E., Mooshammer, F.et al.Subcycle contact-free nanoscopy of ultrafast interlayer transport in atomically thin heterostructures.Nat. Photon.15, 594–600 (2021). https://doi.org/10.1038/s41566-021-00813-y
《自然-物理》
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2021年8月 第17卷 第8期
封面图片:He Zhao, Boston College
封面设计:Allen Beattie
高温超导体Fe(Te,Se)转变为电子向列相,在超导转变温度达到峰值的成分附近打破晶格的旋转对称性。扫描隧道显微镜显示,这种转变的特征是出现纳米级向列区。这些区域,如图所示为单向调制,显示了令人惊讶的超导抑制。
Zhao, H., Li, H., Dong, L.et al.Nematic transition and nanoscale suppression of superconductivity in Fe(Te,Se).Nat. Phys.17, 903–908 (2021). https://doi.org/10.1038/s41567-021-01254-8
《自然-结构和分子生物学》
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2021年8月 第28卷 第8期
封面图片:imageBROKER / Alamy Stock Photo
封面设计:Bethany Vukomanovic and Thomas Phillips
工程枯草芽孢杆菌菌株与确定的基因组SMC装载位点的高碳分析揭示了各种染色体折叠模式,需要SMC复合物绕过彼此。
Brandão, H.B., Ren, Z., Karaboja, X.et al. DNA-loop-extruding SMC complexes can traverse one another in vivo.Nat Struct Mol Biol28, 642–651 (2021). https://doi.org/10.1038/s41594-021-00626-1
《自然-催化》
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2021年8月 第4卷 第8期
封面图片:Image courtesy of Katrina Goretskaya
封面设计:Marina Spence
Marc Koper和同事研究了CO2电还原中,碱金属阳离子在有或没有金属阳离子时,在金、银和铜电极上的作用。基于电化学参数结果,扫描电化学显微镜在表面生成尖端收集模式和从头计算分子动力学的结果,作者发现没有金属阳离子时不发生反应。
Monteiro, M.C.O., Dattila, F., Hagedoorn, B.et al.Absence of CO2electroreduction on copper, gold and silver electrodes without metal cations in solution.Nat Catal4, 654–662 (2021). https://doi.org/10.1038/s41929-021-00655-5
《自然-电子学》
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2021年8月 第4卷 第8期
封面图片:Zihan He, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences
封面设计:Allen Beattie
基于粒子的热电墨水可以通过3D打印过程写入复杂的三维热电建筑中,创造出可以从最小的热流产生电力的设备,或者在集成系统中充当冷却器。封面的计算机生成图像显示了集成电路上微型热电装置的墨水直写。
Kim, F., Yang, S.E., Ju, H.et al. Direct ink writing of three-dimensional thermoelectric microarchitectures.Nat Electron4, 579–587 (2021). https://doi.org/10.1038/s41928-021-00622-9
《自然-可持续性》
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2021年8月 第4卷 第8期
封面图片:Felice Frankel(textile background) and IevgeniiaPidgorna / Alamy Stock Photo (foreground bottle)
封面设计:Valentina Monaco
时尚产业作为主要的污染源,将受益于可持续纺织品的发展。Boriskina和同事们将塑料废料加工成可穿戴织物,这种织物不仅对环境影响小,而且具有吸湿排汗、耐污和可回收等先进功能。
Alberghini, M., Hong, S., Lozano, L.M.et al.Sustainable polyethylene fabrics with engineered moisture transport for passive cooling.Nat Sustain4, 715–724 (2021). https://doi.org/10.1038/s41893-021-00688-5
《自然-代谢》
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2021年8月 第3卷 第8期
封面图片:Daniela Fernandois, Inserm UMR-S1172
封面设计:Thomas Phillips
Duquenne 及其团队发现了瘦素通过伸长细胞的LepR–EGFR穿梭机制进入大脑,对瘦素的外周作用是必需的。
Duquenne, M., Folgueira, C., Bourouh, C.et al.Leptin brain entry via a tanycytic LepR–EGFR shuttle controls lipid metabolism and pancreas function.Nat Metab3, 1071–1090 (2021). https://doi.org/10.1038/s42255-021-00432-5
《自然-机器智能》
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2021年8月 第3卷 第8期
封面图片:T. Aarrestad, V. Loncar and S. Summers
封面设计:Lauren Heslop
在本期的一篇论文中,Coelho Jr.等人开发了一种用于生成深度神经网络模型量化版本的方法,用于在FPGA芯片上进行全自动部署,具备了达到CERN大型强子对撞机(LHC)中进行的质子-质子对撞中的实时事件选择程序所要求的高精度、低能量和纳秒级的推理能力。
Coelho, C.N., Kuusela, A., Li, S.et al.Automatic heterogeneous quantization of deep neural networks for low-latency inference on the edge for particle detectors.Nat Mach Intell3, 675–686 (2021). https://doi.org/10.1038/s42256-021-00356-5
《自然综述:化学》
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2021年8月 第5卷 第8期
封面图片:Carl Conway
封面设计:Carl Conway
后期功能化(LSF)为结构多样化和化合物库生成提供了快速路径,因此在药物化学领域中格外具有吸引力。它们为新结构的分析局部结构活性的关系(SAR)探索及药物机理、代谢研究打开了大门。这些功能化同时利用了天然反应和定向反应,它们的发展在很大程度上借鉴了近期对新反应流形的研究,比如生物催化和电合成等方向。见Guillemard等人文章。
Guillemard, L., Kaplaneris, N., Ackermann, L.et al. Late-stage C–H functionalization offers new opportunities in drug discovery.Nat Rev Chem5, 522–545 (2021). https://doi.org/10.1038/s41570-021-00300-6
《自然综述:泌尿学》
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2021年8月 第18卷 第8期
封面设计:Patrick Morgan
Dai, C., Zhang, Z., Shan, G.et al. Advances in sperm analysis: techniques, discoveries and applications.Nat Rev Urol18, 447–467 (2021). https://doi.org/10.1038/s41585-021-00472-2
《自然-癌症》
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2021年8月 第2卷 第8期
封面图片:Lisa Obenauf
封面设计:Allen Beattie
由T细胞区和B细胞区形成的生发中心构成的成熟三级淋巴结构的存在,在多个癌症患者队列中被用作预测肺癌免疫检查点抑制剂反应的独立指标。
Haas, L., Elewaut, A., Gerard, C.L.et al.Acquired resistance to anti-MAPK targeted therapy confers an immune-evasive tumor microenvironment and cross-resistance to immunotherapy in melanoma.Nat Cancer2, 693–708 (2021). https://doi.org/10.1038/s43018-021-00221-9
《自然-食品》
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2021年8月 第2卷 第8期
封面图片:JBN-ART / Alamy Stock Photo
封面设计:Tulsi Voralia
针对粮食安全的分析通常基于平均气候变化预估,而干旱和洪水预计在不久的将来会变得更加频繁和剧烈。据气候变化中位数估计,到2050年,20-36%的人口在高温室气体排放情况下将会面临饥饿,而在低温室气体排放情况下这个数字将会是11-33%。导致在例如南亚等受影响的地区,需要当前储粮量三倍之多的额外粮储来抵消气候变化带来的影响。
Hasegawa, T., Sakurai, G., Fujimori, S.et al.Extreme climate events increase risk of global food insecurity and adaptation needs.Nat Food2, 587–595 (2021). https://doi.org/10.1038/s43016-021-00335-4
《自然综述:地球与环境》
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2021年8月 第2卷 第8期
封面图片:Somnuk Krobkum / Getty images
封面设计:Carl Conway
印度洋经历了大规模热量和淡水变化。本篇综述采用多来源的数据,检视了这种当代以及更长期以来变化的原因,揭示出二十世纪以来的趋势与是人为因素有关,但自1980的变化则与十年间太平洋振荡有关。见Ummenhofer等人的文章。
Ummenhofer, C.C., Murty, S.A., Sprintall, J.et al. Heat and freshwater changes in the Indian Ocean region.Nat Rev Earth Environ2, 525–541 (2021). https://doi.org/10.1038/s43017-021-00192-6
《自然-衰老》
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2021年8月 第1卷 第8期
封面图片:courtesy of Hanneke and Jan van Deursen
封面设计:Lauren Heslop
本期中,Childs, van Deursen和其同事证明了衰老细胞通过释放IGFBP3中和IGF-I,从而减少了血管壁平滑肌细胞参与的纤维帽内在修复机制,由此推动动脉粥样硬化斑块中保护性纤维帽的退化。衰老细胞裂解(senolysis),即封面图片中所绘的斑块顶部的“保护帽”,可阻止这些有害损伤并恢复保护帽厚度。
Childs, B.G., Zhang, C., Shuja, F.et al.Senescent cells suppress innate smooth muscle cell repair functions in atherosclerosis.Nat Aging1, 698–714 (2021). https://doi.org/10.1038/s43587-021-00089-5
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