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Biology

Tissue geometry drives deterministic organoid patterning

组织几何驱动确定的类器官模式

（导读 阿金）上皮类器官是干细胞衍生组织，在很多方面接近于真实器官，有潜力用于基础研究和转化研究。本研究描述了从空间和时间上控制类器官形成的方法，研究人员使用经生物工程技术改造的干细胞微环境来特化肠道类器官的最初几何图形。随后利用培养的可复现性和可预测性确认上皮模式化的基本机制。研究制备的结构可用来回答更多变的类器官模型中的复杂问题。[相关报道：类器官里的几何学——如何实现类器官的统一化？]

A neuronal mechanism for motivational control of behavior

行为动机控制的神经元机制

（导读 一晴）实现目标的行动取决于激发行为的能力。然而，编码和维持这种特定动机控制行为的潜在神经元机制尚不清楚。本研究让小鼠执行无线索的、自由节奏的工具目标定向行动，发现不同的神经元活动模式顺序代表了整个行动消费行为序列。与行动有关的神经元活动模式综合了所追求的目标的特性、价值和期望，而与消费有关的模式反映了经验结果的特性和价值。这些模式之间的相互作用利于维持特定的动机状态，对预期奖励进行适应性引导行为是必要的。[论文详细信息]

Dense functional and molecular readout of a circuit hub in sensory cortex

感觉皮层中回路中枢的密集功能和分子读数

（导读 领研网）大脑中不同神经元如何协作处理复杂的感觉信息、适应环境变化等，目前尚不明确。本研究开发出一种称为“活动和细胞类型标记综合读数”（CRACK）的新技术，记录神经元的活动模式，发现小鼠大脑中的一组兴奋性神经元Baz1a起到了“枢纽细胞”的作用，负责探测物体的关键触觉特征，提醒大脑进一步关注。该成果有助于治疗中风等可能影响感知功能的神经系统疾病。[相关报道：大脑中存在处理感觉信息的“枢纽”]

Structural basis of branch site recognition by the human spliceosome

人类剪接体分支位点识别的结构基础

（导读 阿金）通过U2小核核糖蛋白（snRNP）识别内含子分支位点（BS）是剪接体组装的关键。本研究确定了一系列高分辨率结构，为理解BS选择过程提供结构分析图。与底物结合的U2 snRNP表明SF3B6稳定BS:U2 snRNA双链体，而与底物结合解耦的ATP依赖重构捕获构象中的U2 snRNA，提供基于分支螺旋稳定性的选择机制。[论文详细信息]

Voltage compartmentalization in dendritic spines in vivo

体内树突棘的电压区室化

（导读 一晴）树突棘介导神经系统中多数兴奋性神经传递，因此它们的功能对大脑至关重要。本研究测量了小鼠体感皮层锥体神经元在自发活动和感觉刺激时脊柱和树突的膜电位。在动作电位时，棘突和树突共同去极化，但在阈下电位和静息电位时，棘突的电压往往与其所在的树突不同，甚至能够独立激活。这一研究表明，棘是基本的电压隔室，而电压区室化的调节可能对突触功能和可塑性，树突整合以及疾病状态至关重要。[论文详细信息]

Cryo-EM structure of human GPR158 receptor coupled to the RGS7-Gβ5 signaling complex

与 RGS7-Gβ5 信号传导复合物偶联的人源GPR158 受体冷冻电镜结构

（导读 阿金）GPR158是孤儿G蛋白偶联受体（GPCR），在大脑中高度表达，与抑郁症等有关。本研究使用单颗粒冷冻电镜解析出人源GPR158以及与RGS信号传导复合物结合的结构，揭示了由一对磷脂稳定的同源二聚体组织，以及细胞外缓存结构域的存在。此外，研究人员还解析了GPR158与RGS7-Gβ5偶联的结构基础。所有结果为理解这种孤儿受体的异常生物学提供新思路。[论文详细信息]

CAR T cells produced in vivo to treat cardiac injury

体内产生的CAR T细胞治疗心脏损伤

（导读 一晴）纤维化影响着数以百万的心脏病患者。本研究开发了一种治疗方法，通过在T细胞靶向脂质纳米粒(LNPs)中递送修饰mRNA，在体内生成瞬时抗纤维化嵌合抗原受体(CAR) T细胞。在心力衰竭的小鼠模型中注射靶向CD5的LNPs，来评估这些活体重编程CAR - T细胞的疗效。结果显示，修饰后编码CAR的mRNA能够有效地传递给T淋巴细胞，从而在体内产生有效的CAR - T细胞。在体内产生CAR - T细胞可能有希望作为治疗各种疾病的治疗手段。[相关报道：《科学》封面重磅—mRNA注射在体内直接生成CAR-T细胞！打一针就能修复受损心脏]

Oxygen and nitrogen production by an ammonia-oxidizing archaeon

氨氧化古细菌产生氧气和氮气

（导读 领研网）氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea）是海洋中最丰富的一个微生物群，能促进海洋的氮循环。本研究调查了一种氨氧化古菌Nitrosopumilus maritimus，发现在缺氧、黑暗的环境中，这种古菌能产生氮气和氧气，将氧气用于氧化氨，为自身供能。而且它们还能将氧气与气态氮的生产结合起来，去除海洋中的生物有效氮，促进氮循环。[相关报道：既耗氧又能产氧的古菌]

Structural basis of synergistic neutralization of Crimean-Congo hemorrhagic fever virus by human antibodies

人源抗体协同中和CCHF病毒的结构基础

（导读 阿金）克里米亚—刚果出血热病毒（CCHFV）是传播最广泛的蜱传人畜共患病毒，在人类中的致死率为30%。本研究描述了融合前Gc结合两种中和抗体抗原结合片段（Fabs）的结构解析，当这两种抗体结合时发挥协同中和作用，同时还解析了三聚体和融合后Gc结构。结构揭示的抗体中和机制为研发CCHFV特异药物以遏制流行病传播提供新思路。[论文详细信息]

Smaller fish species in a warm and oxygen-poor Humboldt Current system

温暖且缺氧的洪堡海流系统中体型较小的鱼类

（导读 一晴）预测称气候变化将导致鱼类体型变小，但受到渔业的影响，鱼类体型与海洋变暖和缺氧之间的理论联系难以被证实。本研究利用来自秘鲁海岸北部洪堡洋流系统的沉积物，重建了最近一次全球暖期的鱼类群落和海洋条件。与现在以鳀鱼为主的状态相比，最后一次间冰期的特征是鱼类体型小，鳀鱼数量非常少。这一结果表明全球迅速变暖对全球鱼类供应构成威胁。[论文详细信息]

Materials Science

Single-walled zeolitic nanotubes

单壁沸石纳米管

（导读 阿金）本研究报告了具有微孔沸石壁的硅铝酸盐单壁纳米管的合成及其结构，该准一维沸石由含有中心联苯基团的偶极型结构导向剂(SDA)组装而成。高分辨率电子显微镜和衍射揭示了其独特的壁结构，由β和MFI两种沸石结构的特征构建层混合而成。SDA分子的联苯核心基团显示出π堆积作用，而外围的喹啉基团则直接形成微孔壁结构。[论文详细信息]

Capturing the swelling of solid-electrolyte interphase in lithium metal batteries

锂金属电池中固体电解质中间相的膨胀

（导读 阿金）阐明电解质界面上的纳米级结构和化学性质是开发高能量密度电池的关键。本研究采用并改变了薄膜玻璃化方法，在有机液态电解质环境中保留稳定的电极-电解质界面（SEI）。通过冷冻电镜表征，报告各种电解液中锂金属负极上的SEI存在大量膨胀，其膨胀行为取决于电解液的化学性质，并且与电池性能密切相关。[论文详细信息]

Metastable Dion-Jacobson 2D structure enables efficient and stable perovskite solar cells

亚稳态 Dion-Jacobson 二维结构实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池

（导读 阿金）三维有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能可以通过表面处理二维层状钙钛矿得到增强。本研究最大限度地通过亚稳态Dion-Jacobson（DJ）2D钙钛矿层的空穴传输，调整了不对称大体积有机分子的取向排列。空穴传输的能量位垒降低使面外传输率提升了4至5倍，二维 PSC的功率转换效率为4.9%。使用亚稳态DJ二维表面层后，三种常见的三位PSC的功率转换效率增强了约12%至16%，甚至可达约24.7%。[论文详细信息]

【COVID-19-新冠】Immune correlates analysis of the mRNA-1273 COVID-19 vaccine efficacy clinical trial

mRNA1273新冠疫苗功效临床试验的免疫相关性分析

（导读 阿金）本研究报告了在冠状病毒功效三期临床试验中疫苗接种者的中和抗体和结合抗体，作为新冠肺炎风险相关因素和保护相关因素，研究人员分别在第二次接种以及4周之后检测了这些免疫标志物，发现所有标志物都与新冠肺炎风险呈负相关，与疫苗功效直接相关。结果有助于指导mRNA疫苗和其他新冠疫苗的批准决策。[论文详细信息]

【Geoscience-地球科学】On the relative temperatures of Earth’s volcanic hotspots and mid-ocean ridges

地球火山热点和洋中脊的相对温度

（导读 领研网）地球表面的火山作用的其中一种为板块内部的“热点”火山：从地幔上升的岩浆形成地幔柱。本研究利用地震波速，测量了洋中脊和地幔柱的温度，发现在热点地区，虽然约有45%的羽流温度高于周围地幔，但也有约40%的羽流温度过低，不足以使岩浆从地幔深处上涌。该发现挑战了热点的深层地幔起源理论。[相关报道：部分火山热点温度很低]

【Physics-物理】Evidence for a delocalization quantum phase transition without symmetry breaking in CeCoIn5

CeCoIn5 中非对称破缺的离域量子相变证据

（导读 领研网）量子相变是超导态的基础。本研究在一种非常规导体铈钴铟5（CeCoIn5）中观察到了非对称破缺量子相变。在接近绝对零度，以及73特斯拉的磁场环境中，利用霍尔效应测量技术观测钴铟5中的f轨道电子，发现其从局域到非局域的转变。并且提出模型论证了f轨道电子接近离域的临界点附近，金属中的电子分化成独立的电荷和自旋携带激发。该研究可激发与高温超导体相关的模型发展。[相关报道：在非常规导体中观察到非对称破缺量子相变]