鑽石舞台

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Biology

Differential mechanisms underlie trace and delay conditioning in Drosophila

果蠅痕跡性條件反射和延遲性條件反射的不同機制

（導讀 阿金）對於聯想學習的兩種形式：延遲性條件反射和痕跡性條件反射，後者依賴條件反射刺激神經表徵的持續存在，因此比延遲性條件反射更具認知要求。本研究結合虛擬現實行為和神經遺傳操縱以及在體雙光子腦成像，揭示了果蠅視覺痕跡性條件反射和延遲性條件反射調動橢球體中的R2和R4m環狀神經元，同時多巴胺活動始終伴隨環狀神經元內的信號持續。[論文詳細信息]

Molecular hallmarks of heterochronic parabiosis at single-cell resolution

單細胞分辨率下異種共生的分子特徵

（導讀 阿金）放緩或者逆轉生物性衰老的能力將成為降低疾病風險、維持生命力量的重要方向。本研究在20個器官上展開單細胞RNA測序，揭示了異種共生中年輕和衰老血液內細胞類型特異性應答。在信號通路層面，年輕血液除了逆轉已建立的衰老模式之外，還會激發新基因組。隨着年齡增長，衰老血液的整體基因表達降低，而年輕血液在選定的細胞類型中恢復表達。該結果為系統性理解血源性因子和細胞完整性之間的相互作用奠定新基礎。[相關報道：異種共生分子生物學細胞圖譜]

The bacterial toxin colibactin triggers prophage induction

細菌毒素colibactin觸發前噬菌體誘導

（導讀 一晴）Colibactin是一種化學上不穩定的小分子毒素。本研究發現colibactin可以靶向前噬菌體，並通過細菌的SOS反應誘導溶解作用。實驗表明，外源添加的DNA和colibactin抗性蛋白(ClbS)可以保護細菌免受colibactin的侵害。研究確定了具有colibactin抗性基因但缺乏colibactin生物合成基因的細菌，其ClbS同源物的表達提供了colibactin誘導的免疫。我們的研究揭示了colibactin生產可以影響微生物群系的機制，並強調了微生物天然產物在影響噬菌體暴發等群體事件中的作用。[相關報道：《自然》發現腸道菌「恐怖」能力！有些竟然還能喚醒「殭屍病毒」]

Clonally expanded B cells in multiple sclerosis bind EBV EBNA1 and GlialCAM

多發性硬化症中克隆擴增的 B 細胞結合 EBV EBNA1 和 GlialCAM

（導讀 阿金）人類皰疹病毒第四型（EBV）感染從流行病學角度來說與多發性硬化症相關聯。本研究表明EBV轉錄因子EBNA1和中樞神經系統蛋白膠質細胞黏附分子（GlialCAM）之間存在高親和力分子相似，並提供結構證據和在體功能性證據。分子相似通過GlialCAM的翻譯後修飾表現出來，該結果為證明MS與EBV的關聯提供機制性聯繫，並有助於指導MS新療法的研發。[相關報道：多發性硬化症患者腦脊液中B細胞特徵圖譜，揭示了EBV感染與多發性硬化症的關聯]

A trispecific antibody targeting HER2 and T cells inhibits breast cancer growth via CD4 cells

靶向 HER2 和 T 細胞的三特異性抗體通過 CD4 細胞抑制乳腺癌的生長

（導讀 一晴）有效的抗腫瘤免疫策略依賴於協同有效的T細胞反應。CD8 T細胞是這些應答的關鍵，但CD4 T細胞在輔助功能之外的作用尚未明確。本研究證實了一種針對HER2、CD3和CD28的三特異性抗體，通過一種涉及CD4依賴性抑制腫瘤細胞周期進展的機制，在人源化小鼠模型中治療乳腺癌。靶向HER2的三特異性抗體通過直接抗腫瘤和由CD4 T細胞驅動的間接促炎/免疫效應，從而誘導T細胞依賴性腫瘤消退。[相關報道：三特異性抗體靶向乳腺癌治療]

Silent mutations reveal therapeutic vulnerability in RAS Q61 cancers

沉默突變揭示了 RAS Q61 癌症的治療靶點

（導讀 一晴）RAS家族成員是人類癌症中最常見的突變癌基因。目前KRAS(G12C)特異性抑制劑已顯示出在癌症患者中的臨床活性，但沒有NRAS、HRAS或非G12C KRAS變體的直接抑制劑。本研究揭示了沉默KRASG60G突變對細胞產生功能性KRAS(Q61K)的需求，在三個獨立的泛癌隊列中檢測到KRASQ61K和G60G/A59A沉默突變的一致性。研究設計了突變體特異性寡核苷酸來干擾ESE介導的剪接，以突變體選擇性的方式使RAS(Q61)蛋白喪失功能。本研究提出了一種針對RASQ61癌症的突變體選擇性治療策略，並暴露了突變體特異性的弱點，這可能被用於其他遺傳背景下的治療。[論文詳細信息]

Structural basis for mismatch surveillance by CRISPR–Cas9

CRISPR-Cas9錯配監測的結構基礎

（導讀 一晴）CRISPR-Cas9作為一種基因編輯工具，具有DNA切割脫靶作用的弊端，但Cas9識別錯配的潛在機制尚不清除。本研究使用動力學引導的冷凍電鏡來確定不同錯配階段Cas9的結構。在錯配情況下，引導RNA-DNA雙鏈形成了一個明顯的線性構象，阻止了Cas9的激活。錯配穩定殘基的突變減少了脫靶DNA分裂，但保持了靶DNA的快速分裂。通過鎖定錯配涉及的區域，本研究為下一代高保真Cas9變體的設計提供了研究基礎。[相關報道：重新設計的 Cas9 蛋白使基因編輯變得更安全]

Archaeology

Restoring and attributing ancient texts using deep neural networks

使用深度神經網絡恢復古代文本

（導讀 阿金）科學家通過閱讀古人書寫材料了解古代思想、語言、社會和歷史等各方面。本研究報告一套通過訓練可復原、定年以及定位古希臘銘文的深度神經網絡Ithaca，其架構側重於寫作、決策支持和闡釋。研究人員使用Ithaca復原受損文本時可達到62%的準確率，而歷史學家使用Ithaca準確率可提高至72%。在確定銘文書寫位置和時間方面，判斷準確度達到71%。該發現有助於促進人工智能與歷史學家的合作，改進對歷史的理解。[相關報道：人工智能復原古代文本]

Innovative ochre processing and tool use in China 40,000 years ago

東亞早期人類使用顏料和複合工具的最新證據

（導讀 領研網）下馬碑遺址時中國科學家發現的保存良好的考古遺址。本研究在該遺址發掘出生產顏料的遺蹟遺物等，經拉曼光譜、X射線熒光光譜和掃描電鏡能譜等分析，確定疑似用於顏料加工的區域含有赤鐵礦，所發掘的物品可追溯至4.1至.3.9萬年前。該結果將東亞早期人類使用顏料的歷史提早到距今4萬年前，與歐亞大陸西部人群的技術與文化發展同步。[論文詳細信息]

Ancient DNA and deep population structure in sub-Saharan African foragers

撒哈拉以南非洲覓食者的古代 DNA 和人口深層結構

（導讀 阿金）遺傳學和考古證據都表明撒哈拉以南非洲在晚更新世末期和全新世早期發生過巨大的人口變動。本研究分析了六名來自非洲東部和南部中心地區的古代個體全基因組DNA數據，時間跨度約為距今1.8萬年前。所有個體祖先數據通過建模反映出三個高度差異化來源人口的地理結構混合程度，反映了更新世的人口互動關係。該結果提供新遺傳證據表明在更新世末期區域化程度不斷提高。[論文詳細信息]

Chemistry

Electron-catalysed molecular recognition

電子催化分子識別

（導讀 領研網）分子識別、超分子組裝在分子間非共價相互作用領域是非常廣泛的現象。本研究發展了一種簡單有效的電化學方法提高分子識別的能力。在沒有電參與的溫和反應條件動力學條件下，通過在反應體系中加入催化量的電子供體分子實現了非共價鍵體系的主客體結構搭建。該成果為構建新型複合物材料提供新機會。[相關報道：將電催化概念，拓展到超分子非共價鍵相互作用]

Au–Pd separation enhances bimetallic catalysis of alcohol oxidation

Au-Pd分離增強了醇氧化的雙金屬催化

（導讀 阿金）醇的氧化脫氫反應是現代商業應用的一類重要反應。本研究通過分離雙金屬碳負載催化劑中的金和鈀組分，可以使反應速率幾乎翻倍，超過相應合金催化劑所達到的反應速率。這種新型催化效應——協同氧化還原增強(CORE)的發現為多組分多相催化劑的設計提供了一種新的方法。[論文詳細信息]

Physics

Ultra-narrow optical linewidths in rare-earth molecular crystals

稀土分子晶體中的超窄光學線寬

（導讀 阿金）稀土離子是在量子層面上構建光-物質界面的理想固態系統。本研究報告銪分子晶體的線寬在幾萬赫茲範圍內，比其他分子系統的線管窄好幾個量級。研究人員利用該特性，在原子頻率梳中實現有效的光自旋啟動以及光的相干存儲，另外通過量子門控還實現了離子-離子相互作用光學控制。該結果表明稀土分子晶體可作為光子量子技術的新應用平台。[論文詳細信息]

Structure of the moiré exciton captured by imaging its electron and hole

通過成像其電子和空穴捕獲的莫爾激子的結構

（導讀 領研網）層間激子（ILXs）現象是研究激子凝聚的理想平台。本研究在WSe2/MoS2異質結中捕捉到電子-空穴粒子結合形成ILX的時間分辨率和動能分辨率分布圖像，經測量，層間激子大小約5.2 nm，與moiré單胞（6.1 nm）的大小接近。層間激子能夠局域性的分布在體積較小的moiré單胞內，最終生成可用於量子技術的局域型激子。[相關報道：拍下層間激子的大小，二維材料再登Nature]

A large-scale microelectromechanical-systems-based silicon photonics LiDAR

基於大規模微機電系統的硅光子激光雷達

（導讀 阿金）光探測與測距（LiDAR）器件的大小往往受限於機械掃描儀。本研究報告具有寬視場的16384-像素LiDAR，其尋址分辨率精細至0.6° × 0.6°，窄光束髮散角為0.050° × 0.049°，且隨機獲取光束尋址具備亞MHz運行速度。最終通過單基地配置的調頻連續波測距實現距離分辨率達到1.7cm的三維成像。[論文詳細信息]

Vertical MoS2 transistors with sub-1-nm gate lengths

柵極長度低於 1納米的垂直 MoS2 晶體管

（導讀 領研網）原子級薄度的二硫化鉬晶體管器件的柵極長度要低於1納米仍有挑戰。本研究利用石墨烯薄膜超薄的單原子層厚度和優異的導電性能作為柵極，通過石墨烯側向電場來控制垂直的二硫化鉬溝道的開關，從而實現等效的物理柵長為 0.34nm，與石墨烯層寬度相同。該成果有助於將摩爾定律推廣到適用於下一代電子學的晶體管中。[相關報道：亞1納米製程晶體管，一個碳原子柵極厚度：清華重大突破登上Nature]

【Astronomy-天文】AGN as potential factories for eccentric black hole mergers

活動星系核中存在大量相互作用複雜的黑洞

（導讀 領研網）2019年觀測到的引力波信號揭示了黑洞合併事件的偏心特徵。本研究表明活動星系核（AGN）中心有一個數百萬倍太陽質量的巨大黑洞，周圍話鬧着旋轉氣體盤。AGN圓盤中心合併的黑洞通過被周圍核星團中捕獲的氣體帶入盤中，或者通過原位恆星形成產生。黑洞進入圓盤後，進行徑向遷移，與另一個黑洞配對形成雙星。隨後與AGN中其他的單個黑洞相互作用，稱為雙星-單星相互作用，當足夠頻繁，AGN環境中就會出現過度的偏心合併。[論文詳細信息]

【Geoscience-地球科學】Weak cubic CaSiO3 perovskite in the Earth’s mantle

地幔中的立方晶格CaSiO3 鈣鈦礦

（導讀 阿金）立方晶格CaSiO3鈣鈦礦是俯衝洋殼中的主要物相，形成於距主石榴石約550公里的深處。本研究測量了1200千米深處俯衝板塊典型壓力和溫度條件下立方晶格CaSiO3鈣鈦礦的塑性強度。發現下地幔出鈣鈦礦晶體物相更弱，其強度和粘度明顯低於布里奇曼石和鐵方鎂石。該發現表明立方晶格CaSiO3鈣鈦礦控制着板塊俯衝動力學，有助於進一步解釋俯衝洋殼與下伏地幔的分離機制。[論文詳細信息]

【Behavior Science-行為科學】Knowledge about others reduces one’s own sense of anonymity

對他人的了解會降低自己的匿名感

（導讀 一晴）社會關係通常看起來是對稱的，但實際上可能並非如此。例如，一個人對陌生人的了解可能比這個陌生人對他的了解還要多。本研究探討了人們是否會忽視這些不對稱，以及由此對人們感知和行為產生的影響。在實驗中，當參與者對一個陌生人了解更多時，他們會覺得這個陌生人也更了解他們，而且他們的行為也會表現出好像這個陌生人更適應他們的行為。因此，參與者在認識的陌生人面前表現得更加誠實。[相關報道：我們傾向於認為，別人看我們就像我們看他們一樣]

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