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Nature 一周论文导读

时间: 2020年06月23日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)
审校 棒冰 小象 小锅 咖喱 小勺 书牧 紫苏 制版 阿金 生物学 Biology The architecture of the Gram-positive bacterial cell wall 革兰氏阳性细菌细胞壁的结构 图片来源:ejemplocoleccion.blogspot.com (导读



审校 棒冰 小象 小锅 咖喱 小勺 书牧 紫苏

制版 阿金


生物学

Biology


The architecture of the Gram-positive bacterial cell wall

革兰氏阳性细菌细胞壁的结构


图片来源:ejemplocoleccion.blogspot.com


(导读 阿金)革兰氏阳性细菌细胞壁肽聚糖有几十纳米厚,作为同质结构提供机械强度。本研究通过原子力显微镜,使用活体细胞和提纯的肽聚糖,探查了形态学各异的金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌结构。所表征的细胞被膜分子结构有助于理解其机械特征及其作为环境界面的作用机制,为传统结构生物学方法提供补充策略。[论文详细信息]



Structure of Mpro from SARS-CoV-2 and discovery of its inhibitors

SARS-CoV-2中Mpro的结构及其抑制剂的发现


(导读 阿金)目前没有针对SARS-CoV-2的靶向药物。本研究结合结构辅助药物设计、虚拟药物筛选和高通量筛选,开发出一种临床化合物的快速发现策略。利用该策略,研究者找到了靶向SARS-CoV-2主要蛋白酶Mpro的抑制剂N3,确定了Mpro与该化合物的晶体结构;并对超过1万种分子进行筛选,发现依布硒啉(Ebselen)等多种化合物也可以不同程度地抑制Mpro。这些结果证明了该筛选策略的有效性。[论文详细信息]



poly(UG)-tailed RNAs in genome protection and epigenetic inheritance

多聚UG尾RNA在基因组保护和表观遗传中的作用


(导读 郭怿暄)秀丽隐杆线虫中核糖核苷酸转移酶RDE-3负责沉默转座子和RNA干扰。本研究发现自然条件下线虫RDE-3可为RNA干扰靶点和转座子RNA加上UG尾巴(pUG),通过RNA依赖的RNA聚合酶合成小干扰RNAs(siRNAs),从而促进基因沉默。该结果表明以pUG RNA为模板的siRNA合成和siRNA引导的pUG RNA生成的循环是线虫生殖系中双链RNA介导的跨代表观遗传的基础。[相关报道:小尾巴大功能!解析poly(UG)尾RNA在保护基因组稳定性的重要性]



Massively multiplexed nucleic acid detection with Cas13

使用Cas13进行大规模多重核酸检测


(导读 阿金)绝大多数能在全球传播的病原体未被发现,为了能够进行常规监视和全面的诊断应用,需要新的检测技术。本研究开发了核酸多元评估的组合阵列反应(CARMEN),在CARMEN平台中,含有基于CRISPR核酸检测试剂的纳升液滴自组装为微孔矩阵并与扩增样品的液滴配对,从而针对每个样品重复测试其CRISPR RNA。基于CRISPR的可扩展、高度复用核酸检测将提升诊断和监测工作,有利于患者和公共健康。[论文详细信息]



A calcineurin–Hoxb13 axis regulates growth mode of mammalian cardiomyocytes

钙调神经磷酸酶–Hoxb13调节哺乳动物心肌细胞的生长方式


(导读 阿金)Meis1蛋白在停止心脏细胞分裂中起着关键作用。本研究报告Hoxb13是Meis1的共同转录因子,心肌特异性Hoxb13的剔除可以延长出生后心肌细胞的增殖窗口,重新激活成年心脏中的心肌细胞周期。而同时敲除Meis1和Hoxb13的心脏表现出大量的心肌细胞有丝分裂、肌节细胞分解及左心室收缩功改善。研究结果确定心肌细胞分裂的基本机制以及阻碍这种分裂的原因。[相关报道:心肌细胞不可逆损伤不能再生?Nature:帮助心脏自愈]



Sialylation of immunoglobulin E is a determinant of allergic pathogenicity

免疫球蛋白E的唾液酸化是过敏致病性的决定因素


(导读 王思菲)总IgE和过敏原特异性IgE的浓度并不总和过敏性疾病相关的原因仍未知。本研究对患花生过敏和无过敏症的非特异性个体进行总IgE糖基化模式的检测。与无过敏症个体相比,花生过敏个体中总IgE的唾液酸含量较多,而从IgE上去除唾液酸能减轻效应性细胞的脱颗粒和过敏反应。该研究结果确立IgE糖基化,尤其是唾液酸化,是过敏性疾病的重要调节因子。[论文详细信息]



Notch signalling drives synovial fibroblast identity and arthritis pathology

Notch信号驱动滑膜成纤维细胞特性和关节炎病理


图片来源:pixabay


(导读 阿金)滑膜是一种围绕关节的间充质组织,主要由成纤维细胞组成。本研究确定NOTCH3信号在表达CD90(由THY1编码)的血管周围和下层成纤维细胞分化中的关键作用。类风湿性关节炎活性期,滑膜成纤维细胞中的NOTCH3及Notch靶基因均显著上调。小鼠的Notch3基因缺失或NOTCH3信号传导阻滞均可减轻炎症,并预防炎性关节炎的关节损伤。此Notch基质交流信号通路是炎性关节炎中炎症和病理的基础。[论文详细信息]



Basement membrane remodelling regulates mouse embryogenesis

基底膜重塑调节小鼠胚胎发生


(导读 郭怿暄)基底膜重塑在着床后胚胎发育中的作用尚不明确。本研究发现Nodal信号通过调节基质金属蛋白酶的表达指导基底膜上穿孔的产生和动态分布。基底膜重塑促进原肠胚形成前的胚胎生长。前后轴的建立通过将Nodal信号定位在胚胎后侧调节基底膜重塑。胚胎后侧穿孔对原肠胚阶段原条延伸至关重要。该结果表明时空调控的基底膜重塑协调胚胎生长、形态发生和原肠胚形成。[论文详细信息]



Molecular design of hypothalamus development

下丘脑发育的分子设计


(导读 阿金)脊椎动物的下丘脑中,多种神经内分泌系统控制机体最基本的生理需求。本研究将来自51,199个小鼠外胚层单细胞RNA测序结果、基因调节网络(GRN, gene regulatory network)筛选结果、基于全基因组关联性研究的疾病表型和遗传谱系重建等进行结合,揭示了9种神经胶质细胞和33种神经元亚型细胞是在妊娠中期时,通过不同基因调节网络控而产生。该研究结果确立了塑造下丘脑发育架构的分子原理。[论文详细信息]



Identification of type 2 diabetes loci in 433,540 East Asian individuals

在433,540名东亚人群中发现2型糖尿病易感位点


(导读 王思菲)本研究对来自东亚的77418名2型糖尿病(T2D)患者和356122位健康对照进行全基因组关联研究(GWAS)的荟萃分析。在183个位点中发现301个遗传相关信号,在T2D相关模型中发现了61个新易感位点,包括:GDAP1、PTF1A、SIX3、microRNA簇和影响肌肉和脂肪细胞分化的基因。欧洲和东亚人群共有的T2D相关变异表现出强相关效应大小。不同人群的关联研究可发现新易感位点并阐明疾病相关基因、生物学和通路之间的关系。[相关报道:迄今最大规模!43万东亚人群研究,揭示301个2型糖尿病遗传信号]



A positively selected FBN1 missense variant reduces height in Peruvian individuals

积极选择的FBN1错义变异体降低秘鲁人的身高


(导读 阿金)秘鲁人是全球身高最矮的人群之一。本研究表明,美洲原住民血统与秘鲁不同族群的身高遗传差异相关,并在FBN1基因中识别出与身高变矮相关的人群特异性错义变体E1297G。每拥有一个等位基因拷贝,身高降低2.2厘米;从父母双方各遗传到一个,则身高降低4.4厘米。该变体频繁出现在秘鲁沿海人口中,说明可能与适应沿海环境的自然选择因素有关。[相关报道:让秘鲁人变矮的FBN1变异——有史以来所知道最影响身高的非致病变异]


材料科学

Materials


Cascade of electronic transitions in magic-angle twisted bilayer graphene

魔角扭曲双层石墨烯中的电子跃迁级联


图片来源:yazdanilab.princeton.edu


(导读 阿金)魔角扭曲双层石墨烯展现出各种不同的电子态,理解其微观机制需要确定电子-电子相互作用和量子简并。本研究使用高分辨率扫描隧道显微镜观察到魔角扭曲双层石墨烯具有跃迁级联的光谱特性,发现化学势能会变化,而且每一个莫尔平带的整数填充上的低能激发会重排。该报告表征了在低温中产生不同绝缘和超导基态相的相关高温母相。[论文详细信息]



Cascade of phase transitions and Dirac revivals in magic-angle graphene

魔角石墨烯中的相变级联和狄拉克复原


(导读 阿金)魔角双层石墨烯具有绝缘、磁和超导相。本研究使用局域电子可压缩性,表明这些关联相起源于带有不寻常能带群序列的高能态。随着载流子加入到系统中,四种电子“味”并没有均匀填充。通过一系列剧烈相变进行填充,在莫尔晶格整数填充附近出现电子可压缩性的强烈不对称跃迁。研究报告的对称性破坏和复原的狄拉克电子特征对于理解魔角石墨烯物理学有重要意义。[论文详细信息]



Topological polaritons and photonic magic angles in twisted α-MoO3 bilayers

α-MoO3双层扭曲中的拓扑极化子和光子魔角


(导读 阿金)本研究在实验条件下观测双层α-MoO3中从开放(双曲线)到闭合(椭圆)的色散曲线产生的可调谐拓扑相变。这些相变受极化激元杂化诱导,以及拓扑量的控制。在转变处双层色散扁平化,导致低损耗的极化子渠化,并实现了分辨率小于λ0/40的非衍射传播。该发现将魔角研究扩展到纳米成像、纳米尺度光传播、能量传输和量子物理学等领域。[论文详细信息]



Self-templating assembly of soft microparticles into complex tessellations

将软微粒自动模板化组装为复杂的棋盘


(导读 阿金)在自组装胶体晶体中编码阿基米德和不规则棋盘,有望获得优异的性能实现低摩擦涂层乃至光电超材料的应用。本研究展示了两个吸附在液-液界面上的六边形填充单层球形软微粒,可组装成大量二维微图案。研究人员通过改变单分子层的填充分数,得到了低协调结构,还得到了不规则镶嵌的菱形、六角形和人字形。本研究为复杂微图案设计提供路径。[论文详细信息]



物理学

Physics


Observation of Bose–Einstein condensates in an Earth-orbiting research lab

在地球轨道实验室中观察玻色-爱因斯坦凝聚体


(导读 阿金)冷却和捕捉原子气体的技术能将量子行为放大到宏观尺度,并能精确控制原子系统,但忽略了重力对单个原子的作用。本研究在地球轨道实验室——冷原子实验室内制备出铷的玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs),并观测到亚纳开尔文温度下,处于弱势阱中的BECs的自由膨胀时间超过一秒,首次证明了微重力环境中冷原子实验的优势。[相关报道:首次在太空中,创造出第五种物质状态]



Leveraging excited-state coherence for synthetic control of ultrafast dynamics

利用激发态相干性进行超快动力学的综合控制


(导读 阿金)对于能将光转化为化学势的应用,都要对激发态动力学设计特定的控制。本研究使用激发态量子相干性的信息操控铁(Ⅱ)配合物的金属-配体电荷转移(MLCT),以实施合成修饰。该合成修饰能干扰与MLCT衰减有关的反应配位。该结果表明,使用激发态相干数据可以通过目标合成设计来调整超快激发态动力学。[论文详细信息]



其他


【Public health-公共卫生】The online competition between pro- and anti-vaccination views

支持和反对疫苗观点的在线之争

图片来源:CC public


(导读 王思菲)当前对疫苗的反对愈演愈烈。本研究提供了30亿Facebook用户的疫苗争议地图,发现约1亿人建构成跨城市、国家、洲及语言,高度变化、彼此连接的集群。尽管反疫苗集群规模小,但在主流网络中和摇摆集群互动多,而支持疫苗的集群则较边缘。本研究的理论框架再现了目前反疫苗观点的爆炸性成长,预测其在十年内会成为主导,并为出台阻止负面观点的政策和方法提供指导。[相关报道:道高一尺,魔高一丈,是什么让网络上的负面观点屡禁不止?]



【Geoscience-地球科学】Megathrust shear force controls mountain height at convergent plate margins

巨大的剪切力控制聚合板块边缘的山体高度


(导读 谭坤)沿聚合板块边界断层的剪切力决定了山脉的高度,然而山脉的实际高度是否与这种构造支撑的高度相对存在有争议。本研究利用流变特性约束沿活动的巨轴剪切力,使用一种力平衡模型计算构造支持的高度。结果发现无论气候条件和侵蚀速度如何,全球各地山脉的高度都与这个海拔高度相匹配。这一发现表明山脉高度主要受巨推力剪切力,而非气候控制。[相关报道:山的高度是由什么决定的]