鑽石舞台

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Biology

Adaptive stimulus selection for consolidation in the hippocampus

海馬體整合的自適應刺激選擇

（導讀 一晴）目前還不清楚神經迴路是如何選擇並持久地表現與特定結果相關的感官刺激子集來實現行為適應的。本研究在海馬中表徵獲得記憶和隨後的鞏固過程。結果顯示，記憶鞏固的記憶重放事件中，編碼行為信息和感覺刺激的海馬CA3區域投射被選擇性地招募。這些軸突投射形成了連續的組合，將感覺特徵與空間位置連接起來，而編碼無信息的感覺線索的軸突受到抑制。在海馬全面編碼實時感覺環境的同時存在一種靈活的過濾機制，最大限度地利用原本要長期存儲的記憶。該研究表明在記憶鞏固過程中，效用依賴的感官經驗招募是聯想學習的通用編碼原則。[論文詳細信息]

NLRs guard metabolism to coordinate pattern- and effector-triggered immunity

NLRs 保護代謝以協調模式觸發和效應子觸發免疫

（導讀 阿金）植物內模式觸發的免疫（PTI）和效應子觸發的免疫（ETI）激活防禦性代謝物，協調免疫應答，響應病原體的入侵。本研究識別出去泛素化酶PICI是水稻（Oryze sativa）PTI和ETI的免疫中樞。PICI1去泛素化並穩定甲硫氨酸合成酶，激活甲硫氨酸介導的免疫力。植物免疫系統中的核苷酸結合域，即富亮氨酸重複受體（NLRs）保護PICI1免遭效應子介導的降解。該結果揭示出一條全新的植物免疫代謝調控通路。[論文詳細信息]

Towards the biogeography of prokaryotic genes

邁向原核基因的生物地理學

（導讀 領研網）傳統微生物組研究按照人類微生物、海洋微生物等不同棲息地分類研究，無法在全球視野下描述不同棲息環境中微生物群落的相互聯繫。本研究基於全球微生物組概念，將地球上不同棲息地的微生物作為統一系統，運用人工智能對1.3萬個公開的宏基因組樣本進行挖掘，構建了迄今為止最全面的全球微生物基因目錄。同時發現大多數基因具有棲息地特異性，跨越多棲息地的基因主要富集在抗生素耐藥性基因和移動遺傳元件。[相關報道：復旦發布迄今最全面的全球微生物基因目錄]

Non-syntrophic methanogenic hydrocarbon degradation by an archaeal species

古菌物種的非同養產甲烷烴降解

（導讀 一晴）石油烴的產甲烷降解可以通過產甲烷古菌和烴降解細菌的共生關係進行。然而最近研究表明，古細菌『Candidatus Methanoliparum』自身即可將長鏈烷烴的降解與產甲烷結合起來。本研究表明Ca. Methanoliparum含有或過表達烷基輔酶M還原酶和甲基輔酶M還原酶的基因；它不僅能在多種長鏈烷烴上生長，而且能在長鏈烷基環己烷和長鏈烷基苯(C≥13)上生長。短鏈烷烴(如乙烷到辛烷)或短烷基鏈芳烴(C≤12)不被消耗。該古均在富油環境中的廣泛分布表明可能在烴類轉化為甲烷的過程中起着關鍵作用。[相關報道：中國科學家發現古菌生產甲烷全新途徑]

Cancer risk across mammals

哺乳動物的癌症風險

（導讀 郭懌暄）本研究基於成年動物園哺乳動物的腫瘤相關死亡率數據建立數據庫，並對年齡控制的腫瘤死亡率和哺乳動物生命樹進行比對。發現哺乳動物的致癌現象普遍且高頻，主要哺乳目間癌症死亡率存在顯著差異。癌症死亡率的譜系發生分布與飲食相關，其中食肉哺乳類最高。該結果表明種間癌症死亡率風險很大程度上獨立於體重和成年壽命，提示生活史演化在塑造癌症抵抗中的重要作用。[相關報道：什麼動物不容易生癌？科學家檢查了近200個物種，看看他們發現了什麼]

HELQ is a dual-function DSB repair enzyme modulated by RPA and RAD51

HELQ 是由 RPA 和 RAD51 調節的雙功能 DSB 修復酶

（導讀 阿金）DNA雙鏈斷裂（DSBs）的錯誤修復會誘導癌變。HELQ是具有3』到5』極性的超家族2型螺旋酶，其缺陷導致生殖細胞喪失、不育以及垂體腫瘤易感性。本研究闡釋了HELQ螺旋酶的活性，以及由RPA和RAD51調控的DNA鏈退火功能。DNA解旋過程中HELQ發生易位，此時RAD51形成複合物強烈刺激HELQ，而RPA通過HELQ抑制DNA解旋，強烈刺激DNA鏈退火。HELQ擁有過捕獲RPA結合DNA鏈的能力，並置換出RPA促進互補序列的退火。[論文詳細信息]

Structure and mechanism of the SGLT family of glucose transporters

SGLT葡萄糖轉運蛋白家族的結構和機制

（導讀 郭懌暄）葡萄糖是活細胞的首要能量來源。鈉-葡萄糖共轉運蛋白（SGLTs）負責小腸中葡萄糖和半乳糖的主動吸收和腎中葡萄糖重吸收。本研究解析了原型人類SGLT1和同族相關單羧酸轉運蛋白SMCT1的冷凍電鏡結構。結構、分子動態模擬和功能性研究確定了SGLTs的結構，揭示了底物結合和選擇性的機制，並提示SGLT1的水通透性。該結果為了解SGLTs的多方面功能奠定基礎。[相關報道：結構生物學新突破！馮亮團隊破解葡萄糖轉運機制]

Structural basis of inhibition of the human SGLT2–MAP17 glucose transporter

人源SGLT2-MAP17 葡萄糖轉運蛋白抑制的結構基礎

（導讀 阿金）人源鈉-葡萄糖共轉運蛋白2（hSGLT2）介導重新吸收腎臟中過濾的大部分葡萄糖。本研究解析出人源SGLT2-MAP17複合物與抑制劑恩格列淨結合的冷凍電鏡結構，揭示了SGLT特異的結構特徵。MAP17與hSGLT2的跨膜螺旋13相互作用，恩格列淨同時占據了糖分底物結合位點和外部前庭，將hSGLT2鎖定在朝外開放的構象狀態以抑制轉運循環。該結果為理解SLC5A家族葡萄糖轉運蛋白的運作機制提供框架。[論文詳細信息]

Environmental Science

Air pollution exposure disparities across US population and income groups

美國人群和收入群體對空氣污染暴露的差異

（導讀 李昂）空氣污染推升了全球疾病發生率和死亡率。相對白人和高收入群體，美國少數族裔和低收入群體面臨更大的因暴露在PM2.5環境中而引發死亡的風險。本研究通過對按郵編劃分的32000個地區2000年至2016年間的數據進行分析，發現白人和美國原住民比例較高的地區比其他族裔占比高的地區PM2.5水平更低。該結果表面需要更有針對性的環保措施來降低所有人群受環境污染所致的風險。[論文詳細信息]

The effect of rainfall changes on economic production

降雨變化對經濟生產的影響

（導讀 李昂）關於氣候對宏觀經濟影響的研究中缺乏日降水量與經濟相關性的研究。本研究通過對全球1554個地區長達40年的數據進行分析，發現潮濕天氣和日極端降水的增加降低了經濟增速。並發現與低收入的農業經濟體從增加降水中獲利不同，發達國家、服務業和製造業顯著受到負面影響。通過分析降水在多重時間維度對不同行業的影響，我們揭示了氣候變化影響經濟的渠道。[相關報道：降雨改變對經濟生產的影響]

【Astronomy-天文】A WC/WO star exploding within an expanding carbon–oxygen–neon nebula

一顆 WC/WO型 恆星在膨脹的碳-氧-氖星雲內爆炸

（導讀 阿金）大質量恆星最終的命運以及遺留下的緻密遺骸是天體物理學的開放問題。本研究報告SN 2019hgp的觀測結果，其在超新星爆炸後的一天內開始出現，短暫出現又快速消失，說明它屬於快速演化的瞬變星群。而光譜學分析揭示爆炸發生在一個由碳、氧和氖組成的星雲中。觀測結果符合大質量WC/WO型恆星的爆炸，表明大質量沃爾夫—拉葉恆星可能是一些快速演化的瞬變星的前身星。[論文詳細信息]

【Physics-物理】Signatures of a strange metal in a bosonic system

玻色子系統中奇異金屬態

（導讀 阿金）不同量子材料，尤其是高溫超導體，在溫度偏離中心範疇時，表現出具有線性散射速率的奇異金屬行為。本研究在高溫超導釔鋇銅氧（YBCO）薄膜構鑄的納米網孔陣列中發現了量子相變臨界區電阻隨溫度與磁場線性變化的奇異金屬態。而低於超導臨界溫度時，體系霍爾電阻隨溫度降低而急劇減少為零，暗示庫珀對占據輸運過程的主導位置。該結果揭示了玻色子系統中的奇異金屬現象，存在超越粒子統計學的傳輸基本原則。[論文詳細信息]

【Electronics-電子】A crossbar array of magnetoresistive memory devices for in-memory computing

用於內存計算的磁阻存儲器件橫條陣列

（導讀 阿金）基於非易失性存儲器橫條陣列的內存計算可執行與人工神經網絡相當的乘積累加運算。本研究報告基於磁阻式隨機存取內存（MRAM）單元的64 x 64橫條陣列，使用resistance sum電阻執行類似的乘積累加運算，從而克服電阻低的問題，研究人員使用28納米互補金屬氧化物半導體技術中的讀出電子集成該陣列，製備出的雙層感知機可對1萬個MNIST數字進行分類，準確率達到93.23%。[論文詳細信息]

【Materials-材料】Elastomeric electrolytes for high-energy solid-state lithium batteries

適用於高能固態鋰電池的彈性電解質

（導讀 阿金）在固態電池中使用鋰金屬負極是代替傳統鋰離子電池的最有潛力技術。本研究報告一類具有三維互連塑料晶體相的彈性固態電解質，表現出機械魯棒性、離子高導電率，低界面電阻和高鋰離子遷移數。具有NMC-83正極的全電池表現出超過 410 Wh / kg的高比能量。該彈性電解質體系有潛力實現高能固態鋰電池的穩定運行。[相關報道：彈性固態電解質，能解決鋰電池的安全問題嗎？]

【Archaeology-考古】Ostrich eggshell beads reveal 50,000-year-old social network in Africa

鴕鳥蛋殼串珠揭示非洲 5 萬年的社交網絡

（導讀 領研網）目前尚不清楚約35萬-7萬年前非洲東部和南部的智人社會群體之間的交流發生了怎樣的變化。本研究收集了過去5萬年非洲東部和南部31處遺址出土的1500多件鴕鳥蛋殼串珠，經特徵比較發現在5萬-3.3萬年前，兩地人群的串珠樣式非常相似，說明彼此之間維持着社會交流，隨後在約3.3萬年前中斷，可能原因包括全球氣候變化，熱帶低氣壓帶南移導致河流出現周期性洪泛等。[相關報道：非洲東部和南部在5萬年前就有社交網絡]