生物學

Biology

A draft human pangenome reference

人類泛基因組參考草圖

（導讀 領研網）泛基因組學方法的發(fā)展有助于深入理解基因組多樣性。本研究對所關注的基因組中47個二倍體基因組信息進行組裝，開發(fā)了新的Ensembl方法對泛基因組信息進行注釋，蛋白質編碼的基因以及對轉錄本注釋中位數分別為99.07%以及99.42%，證明該方法的準確性。此外，每個組裝中無義突變數目為25個，移碼突變中位數為72個，58個基因存在拷貝數變化。該結果通過建立全面的拷貝數變體圖譜，實現對群體遺傳學的深入分析。]

Increased mutation and gene conversion within human segmental duplications

人類基因組重復片段中突變和基因轉換的增加

（導讀 領研網）人類基因組重復片段（SDs）中單核苷酸變異的特征仍待驗證。本研究系統(tǒng)表征了人類SDs內的單核苷酸變異，發(fā)現其中變異增加了60%，而23%的增加位于位點內基因轉換（IGC）。此外還鑒定了IGC區(qū)域中受體熱點區(qū)域與供體熱點區(qū)域，建立全基因組圖譜，對800個蛋白質編碼基因外顯子存在影響。]

Recombination between heterologous human acrocentric chromosomes

異源近端著絲粒染色體之間的重組

（導讀 領研網）人類第13、14、15、21和22號染色體短臂共享較大的同源區(qū)域。本研究通過對染色體共享同源區(qū)域進行比較，將重疊組建立為一個同源共享區(qū)域數據庫，發(fā)現大多數重疊組在著絲粒染色體之間幾乎相同，且這些區(qū)域重組率較高，是近端著絲粒羅伯遜易位的基礎。]

A somato-cognitive action network alternates with effector regions in motor cortex

軀體感覺-認知動作網絡與運動皮層中的效應區(qū)域交替

（導讀 領研網）運動皮層被認為形成一個連續(xù)的“皮質小人”模型，與全身運動相關。本研究發(fā)表控制運動的人類腦區(qū)有兩個不同的系統(tǒng)組成，一個系統(tǒng)支持精確運動控制，由影響特定對象的回路組成，控制肢體部分如手指、腳趾等精準但單獨的運動，而另一個協(xié)調全身運動，稱為軀體感覺-認知活動網絡。結果表明在大腦結構中，身體和精神確實存在聯(lián)系。]

Learnable latent embeddings for joint behavioural and neural analysis

行為學與神經元數據聯(lián)合分析的可學習嵌入算法

（導讀 嚴冰冰）將行為數據與神經元活動進行匹配是神經科學領域的基礎目標之一，目前仍缺乏外顯式的、靈活的非線性方法。本文提出新的編碼方法CEBRA，聯(lián)合使用行為學與神經元數據，通過（監(jiān)督式）假設驅動或（自監(jiān)督式）發(fā)現驅動的方式，提供一致、高性能的潛在空間。本文驗證了CEBRA方法的準確性，演示多種應用場景，包括處理鈣信號數據與電生理數據、感官任務與運動任務、不同物種的簡單行為與復雜行為。CEBRA可被用于雙光子數據與Neuropixel電生理數據分析，并對自發(fā)行為中視覺皮層信號進行快速、準確的解碼。]

Inhibitory input directs astrocyte morphogenesis through glial GABABR

抑制性輸入通過GABABR介導星形膠質細胞形態(tài)發(fā)生

（導讀 嚴冰冰）神經元與膠質細胞的交流是高級腦功能的基礎。本文報導，抑制性神經元活動是星形膠質細胞形態(tài)發(fā)生的充要條件。來自抑制性神經元的輸入通過膠質細胞GABAB受體（GABABR）發(fā)生作用，刪除GABABR可導致多腦區(qū)星形膠質細胞丟失形態(tài)復雜性、擾亂環(huán)路功能。發(fā)育中星形膠質細胞的GABABR表達受到SOX9或NF1A調控，具有區(qū)域特異性；刪除這些轉錄因子將導致區(qū)域特異的形態(tài)發(fā)生缺陷。綜上，本文發(fā)現抑制性神經元輸入與膠質細胞GABABR是形態(tài)發(fā)生的調控因素，并進一步揭示了星膠發(fā)育過程中的腦區(qū)特異性轉錄調控機制。]

Targeting PD-L2–RGMb overcomes microbiome-related immunotherapy resistance

靶向PD-L2–RGMb攻克微生物組相關的免疫治療耐藥性

（導讀 領研網）以免疫檢查點抑制劑為代表的癌癥免疫療法改變癌癥治療格局，阻斷PD-1或PD-L1的抗體以及被批準用于治療超過25種不同的癌癥。本研究表明腸道微生物通過下調PD-L2和RGMb以促進抗腫瘤免疫反應，并識別出介導這種作用的腸道細菌：C.cateniformis。而阻斷PD-L2和RGMb之間的相互作用，可以增強對癌癥免疫治療的反應，優(yōu)化免疫細胞監(jiān)測和殺傷癌細胞的能力。]

A druggable copper-signalling pathway that drives inflammation

驅動炎癥的藥物靶向銅信號通路

（導讀 阿金）炎癥反應這一復雜過程涉及免疫系統(tǒng)的細胞，可清除損傷和受損組織的源頭，然而過度的炎癥反應是感染的結果，也是若干疾病的標志物。目前炎癥應答的分子機制仍未徹底明晰。本研究表明細胞表面糖蛋白CD44介導包括銅在內的金屬攝入，研究人員在炎性巨噬細胞線粒體內識別出一類化學反應銅（II），通過激活過氧化氫催化NAD(H)氧化還原反應循環(huán)，維持NAD+促使代謝與表觀遺傳程序向著炎癥狀態(tài)發(fā)展。使用二甲雙胍二聚體(LCC-12)靶向線粒體銅(II)可減少NAD(H)的數量。該結果強調了銅作為細胞可塑性調控因子的重要作用，指導基于代謝重編程和表觀遺傳細胞狀態(tài)調控的治療策略。]

Noncoding translation mitigation

非編碼翻譯調控機制

（導讀 領研網）非編碼變異在人類細胞中廣泛存在，目前仍不完全清楚非編碼翻譯在腫瘤、衰老或神經退行性疾病中的作用。本研究通過整合全基因組CRISPR篩選，并大規(guī)模并行分析所有類型上萬個人源非編碼序列和數百萬隨機序列，發(fā)現在普適的遺傳密碼中含有U的密碼子傾向于編碼疏水氨基酸，非編碼序列翻譯產生的蛋白都傾向于有一個C端疏水區(qū)。此外BAG6膜蛋白質量金控系統(tǒng)特異性識別非編碼蛋白上的C端疏水區(qū)，導致蛋白質降解。]

Structural atlas of a human gut crassvirus

人類腸道病毒結構圖譜

（導讀 領研網）一類稱為crassvirus的病毒是人類腸道中最豐富的一組病毒，在塑造腸道微生物組、影響健康和疾病方面可以發(fā)揮重要作用。本研究在實驗條件下培養(yǎng)出一種crassvirus：ΦcrAss001(克希舒氏初級病毒)，并利用電子顯微鏡數據進行單顆粒三位重建，確定ΦcrAss001病毒顆粒的結構。此外還發(fā)現一種控制病毒顆粒進出的蛋白折疊。]

Ligand and G-protein selectivity in the κ-opioid receptor

κ-阿片受體中的配體和G蛋白選擇性

（導讀 領研網）K-阿片類受體（KOR）是治療疼痛病和成癮以及情感障礙癥的重要靶點。本研究使用冷凍電鏡解析KOR受體與致幻劑momSAIB或高選擇性KOR激動劑GR89，696分別于胞內信號蛋白Gi1、GoA、Gz以及Ggustducin形成的系列復合物活性狀態(tài)結構，揭示了KOR受體介導致幻作用的結構基礎，四種G蛋白被選擇性激活的關鍵氨基酸殘基以及功能差異。該結果加深了對KOR信號傳導調控機制的理解。]

地球科學

Geoscience

Indian Ocean salinity build-up primes deglacial ocean circulation recovery

印度洋鹽度增加讓冰川海洋環(huán)流恢復

（導讀 領研網）印度洋為北大西洋深水對流區(qū)域提供鹽分。本研究通過測量來自莫桑比克海峽北部深海泥沙巖芯化石殼體內封存的化學印跡與數值模擬，重建了過去120萬年來各冰期旋回的海水溫度和鹽度變化，發(fā)現隨著冰期旋回周期性海平面的下降，印度洋海表鹽度有規(guī)律地增加，并在盛冰期達到峰值，后隨著冰消期爆發(fā)迅速減少。該結果表明氣候系統(tǒng)各部分緊密關聯(lián)，保護海洋環(huán)流系統(tǒng)的平衡有助于緩解氣候變暖。]

材料科學

Materials Science

Tunable electron–flexural phonon interaction in graphene heterostructures

石墨烯異質結構中可調諧的電子-彎曲聲子相互作用

（導讀 領研網）弱電子-聲子耦合已被用于解釋在六方氮化硼(hBN)負載的單層石墨烯(SLG)中觀察到的超高遷移率和電子流體動力學。本研究在60?kelvin附近的簡并石墨烯中顯示了一個不尋常的洛倫茲比峰，并且隨著遷移率的增加，峰強度降低。石墨烯異質結構中反射對稱性的破缺可以放寬一個限制性的選擇定則，允許準彈性電子與奇數個撓曲聲子耦合，從而導致在120?kelvin以上夾在低溫流體動力學區(qū)和非彈性電子-聲子散射區(qū)之間的中溫洛倫茲比增加到佐默費爾德極限。結果表明可調諧的電子-彎曲聲子耦合可以提供一個在原子尺度上控制量子物質的開關。]

Concurrent self-assembly of RGB microLEDs for next-generation displays

用于下一代顯示器的RGB微型LED并行自組裝

（導讀 領研網）微型LED 顯示器具有多種優(yōu)勢，作為下一代顯示器備受關注。本研究報告一套基于流體自組裝（FSA）技術的新轉移方法：磁力輔助介電泳自組裝技術（MDSAT），可結合磁力和介電泳（DEP）力，在15分鐘內，實現了同時的紅色，綠色和藍色(RGB) LED轉移，轉移率為 99.99%。結果表明MDSAT方法有潛力為大批量生產主流商業(yè)產品提供優(yōu)質的轉移技術。]

High-throughput printing of combinatorial materials from aerosols

基于氣溶膠實現高通量打印組合材料

（導讀 領研網）盡管基于氣溶膠的組合梯度材料打印仍然具有挑戰(zhàn)性。本研究系統(tǒng)分析了油墨配方、氣溶膠混合和相互作用以及印刷參數優(yōu)化，展示了各種高通量打印策略和在組合摻雜中的應用，功能分級和化學反應，使摻雜硫族化物和具有梯度性質的成分分級材料的材料探索成為可能。結果表明將增材制造自上而下的設計自由與自下而上的局部材料成分控制相結合，有望開發(fā)出成分復雜的材料。]

Near-frictionless ion transport within triazine framework membranes

三嗪骨架膜內近乎無摩擦的離子傳輸

（導讀 領研網）選擇性離子傳輸膜是清潔能源技術的關鍵組成部分。本研究采用一種策略，允許離子在水中的擴散極限接近大面積，獨立，合成膜使用共價鍵合的聚合物框架與剛性限制離子通道。通過強大的微孔約束和離子與膜之間的多重相互作用，協(xié)同實現了近無摩擦的離子流動。該結果提出的膜設計概念可廣泛應用于電化學裝置和精確分子分離膜。]

物理學

Physics

Loophole-free Bell inequality violation with superconducting circuits

使用超導電路無漏洞違反貝爾不等式測試

（導讀 阿金）貝爾測試被認為是量子系統(tǒng)的試金石，但直到最近相關的無漏洞實驗才成功被實現。本研究在超導電路中證明了無漏洞違反貝爾不等式測試的可行性。研究人員對隨機選擇的，由30米長的低溫鏈路連接的量子比特進行了快速、高保真度測量，通過超過100萬次的試驗測試，發(fā)現S平均值為2.0747?±?0.0033，違反了貝爾不等式的P值。該結果表明非局域性是量子信息技術的新來源，可通過超導電路實現，有潛力用于量子通信、量子計算和基礎物理學。]

Many-body cavity quantum electrodynamics with driven inhomogeneous emitters

使用被驅動的非均勻發(fā)射器實現多體空腔量子電動力學

（導讀 阿金）與光學諧振器耦合的量子發(fā)射器可用于探索空腔量子電動力學（cQED）的基礎現象。本工作研究了大型、非均態(tài)展寬的固態(tài)發(fā)射器系宗與納米光子諧振器高度協(xié)調耦合后在強激發(fā)下的行為。在空腔反射譜中發(fā)現一個有尖峰的集體誘導透明度（CIT），是由量子干涉和耦合體系之間誘導的集體響應相互作用產生的。該結果為研發(fā)新一代固體超輻射激光、量子互連系統(tǒng)開辟新道路。]

Partitioning of diluted anyons reveals their braiding statistics

分割稀釋的任意子可揭示其編織統(tǒng)計性

（導讀 阿金）分割粒子的相關性攜帶關于其量子性的關鍵信息，而分割完整充電粒子束會導致電流漲落，其自相關性揭示其粒子電荷。本研究詳細測量了三分之一填充的分數量子霍爾態(tài)的弱分割、高度稀釋一維樣邊緣模態(tài)。所測得的自相關性與時間域內編織任意子理論值相一致，編織相態(tài)為2θ?=?2π/3。該結果為觀測奇異任意子狀態(tài)的編織統(tǒng)計性提供相對直觀且簡易的方法。]