國內學者繼續大爆發！繼上周一天4篇Nature正刊之後(捲起來！國內學者，一天四篇Nature正刊！)，本周截止發稿時間，國內學者又有7篇見刊。據統計，2022年9月26日-9月28日，短短三天內，國內學者已發7篇Nature正刊。更有優秀學者，一天4篇Nature見刊，這是何等地厲害(原諒我，詞窮了)？
廢話不多說，直接上乾貨。
1. 廈門大學—通過水界面過濾和吸收連續淨化空氣
空氣微粒污染，對人體健康的不利影響，促進了過濾空氣中微粒的淨化系統的發展。為了保持性能，在某些時候不可避免地必須更換過濾單元，這需要維護，涉及成本和產生固體廢物。
在此，來自廈門大學的侯旭等研究者，展示了一種離子摻雜的共軛聚合物塗層基質與選定的功能性液體浸潤，能夠實現高效、連續和免維護的空氣淨化。當需要淨化的空氣以氣泡的形式通過系統時，功能流體為過濾和去除空氣中的顆粒物和污染物分子提供了界面。理論建模和實驗結果表明，該系統具有較高的效率和魯棒性：一次性空氣淨化效率可達99.6%，抑塵能力可達950 g m−2。該系統耐用，耐污染和腐蝕，作為過濾器的液體可以重複使用和調整，也可以去除細菌或氣味。研究者預計，該淨化方法將有助於開發專門的空氣淨化器，這可能被證明在醫院、工廠和礦山等環境中是有用的。相關論文以題為「Continuous air purification by aqueous interface filtration and absorption」於2022年09月26日發表在Nature上。
圖1. ELBS的原理和空氣淨化性能
圖2. ELBS的製備及過濾工藝
圖3. ELBS的微泡產生和粒子吸收過程
圖4. ELBS的應用和性能
Zhang, Y., Han, Y., Ji, X.et al.Continuous air purification by aqueous interface filtration and absorption.Nature(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05124-yhttps://www.nature.com/articles/s41586-022-05124-y2. 中國科學院—「祝融」號探測車雷達揭示的火星烏托邦盆地地下分層探索火星的地下結構和分層，促進了人們對火星地質、水文演變和古氣候變化的理解，是過去和繼續進行的火星探測任務的主要任務。烏托邦平原，充滿了烏托邦撞擊坑的火山和沉積地層的平坦平原，一直是這類探索的主要目標，因為據推測，火星上曾有一個古老的海洋。然而，距離「維京2號」提供地面探測結果已經過去了45年。在此，來自中國科學院大學的陳凌等研究者，報告了由天文一號任務的「祝融」號漫遊者，在烏托邦平原南部邊緣地區進行的火星地下結構的現場探地雷達調查。沿着漫遊車大約1171米的行程，構建了詳細的地下圖像剖面，顯示了在不到10米厚的風化層下大約70米厚的多層結構。儘管其他模型值得進一步研究，但新的雷達圖像顯示了偶發的水力溢流沉積的發生，這被解釋為代表了在晚西西紀到亞馬遜紀期間烏托邦平原的盆地填充。雖然在雷達探測深度範圍內沒有發現液態水存在的直接證據，但不能排除在着陸區的地下存在含鹽冰。相關論文以題為「Layered subsurface in Utopia Basin of Mars revealed by Zhurong rover radar」於2022年09月26日發表在Nature上。Li, C., Zheng, Y., Wang, X.et al.Layered subsurface in Utopia Basin of Mars revealed by Zhurong rover radar.Nature(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05147-5https://www.nature.com/articles/s41586-022-05147-5包括埃博拉病毒在內的絲狀病毒，對公共衛生構成日益嚴重的威脅。雖然兩種治療性單克隆抗體，已獲批准用於治療埃博拉病毒疾病，但還沒有批准的廣泛反應性藥物，來控制各種絲狀病毒感染。絲狀病毒有一個大的聚合酶(L)蛋白和輔助因子病毒蛋白35 (VP35)，它們構成了負責病毒基因組RNA合成的基本功能單元。由於其保守性，L-VP35聚合酶複合體是廣泛活性抗病毒藥物的一個有前途的靶點。在此，來自中國科學院的施一&高福院士等研究者，使用低溫電子顯微鏡(狀態1)確定了埃博拉病毒L蛋白與四聚體VP35複合物的結構。結構分析表明，埃博拉病毒L具有絲狀病毒特異性插入元件，對RNA合成至關重要，VP35通過VP35四聚體的三個前體與L的N-端區廣泛相互作用。值得注意的是，研究者在第二種構象中捕獲了複雜結構，啟動環和支撐螺旋遠離聚合酶活性位點(狀態2)。此外，研究者在酶促試驗中證實了百年藥物蘇拉明，可以抑制埃博拉病毒聚合酶的活性。L-VP35-蘇拉明複合體的結構，揭示了蘇拉明可以結合在高度保守的NTP進入通道上，阻止底物進入活性位點。這些發現揭示了埃博拉病毒複製的機制，並可能指導開發更有效的抗絲狀病毒藥物。相關論文以題為「Structure of the Ebola virus polymerase complex」於2022年09月28日發表在Nature上。圖3. 兩種狀態下EBOV L-VP35配合物的結構比較Yuan, B., Peng, Q., Cheng, J.et al.Structure of the Ebola virus polymerase complex.Nature(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05271-2https://www.nature.com/articles/s41586-022-05271-2軟骨魚和硬骨魚的現代代表具有截然不同的骨骼解剖和發育軌跡，強調了這兩個分支的遙遠的進化分裂。最近對上志留紀和泥盆紀頜骨脊椎動物的研究發現了類似的骨骼狀況，模糊了骨魚類、軟骨魚類和頜口類祖先之間的傳統區分。在此，來自中國科學院的朱敏院士等研究者，描述了中國早志留紀范靖山屬(Fanjingshania renovata gen. et sp. nov.)軟骨魚目動物(皮板、鱗片和鰭刺)的遺骸，其時間比最早的頜骨脊椎動物關節化石還要早。Fanjingshania魚擁有真皮肩帶板和一組鰭棘，在解剖學上與莖狀軟骨魚屬的一個亞群有驚人的相似。然而，獨特的是，它表現出骨魚樣的鱗齒狀體(真皮齒)的吸收脫落，並且在它的脊柱中沒有齒源性組織。該研究結果發現，在球粒魚類莖類群中獨立獲得了這些條件，將Fanjingshania加入到傳統定義棘皮綱內嵌套的越來越多的類群中。Fanjingshania化石的發現，為早志留紀頜骨脊椎動物在下泥盆統化石記錄中廣泛出現之前的輻射，提供了最有力的支持。相關論文以題為「Spiny chondrichthyan from the lower Silurian of South China」於2022年09月28日發表在Nature上。圖1.Fanjingshania renovata皮骨成分圖2.F. renovata胸肩帶和軀幹鱗片的組織學和發育特徵圖3. 早下頜脊椎動物中F. renovata的系統發育位置Andreev, P.S., Sansom, I.J., Li, Q.et al.Spiny chondrichthyanfrom the lower Silurian of South China.Nature609, 969–974 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05233-8https://www.nature.com/articles/s41586-022-05233-85. 中國科學院-中國志留紀早期最古老的完整下頜脊椎動物分子研究表明，下頜脊椎動物的起源不晚於晚奧陶世(約4.5億年前(Ma))。這些分析連同，被認為來自奧陶紀和早期志留紀的軟骨魚類的分離的微殘骸，都表明，在奧陶紀末期大滅絕之前和之後，下頜脊椎動物發生了進化增殖。然而，到目前為止，最早的完整的頜魚化石能夠對其形態進行詳細重建，它們來自志留紀晚期(約425 Ma)。由於志留紀晚期以前的鉸接的全身化石的缺乏，使得最早的下頜脊椎動物的歷史變得模糊起來。在此，來自瑞典瑞普薩拉大學的Per E. Ahlberg & 中國科學院的朱敏院士等研究者，報告了一個新發現的Konservat-Lagerstätte，它的標誌是存在各種各樣的，保存完好的下頜魚類和完整的身體，從早期志留紀(特里奇時代，約436 Ma)時期的重慶地區獲得的。其優勢種為「硬皮類」或頜莖頜魚，研究者將其命名為Xiushanosteus mirabilis genet sp. nov.，它結合了來自主要硬皮亞群的特徵，預示着顱骨頂部模式從硬皮類向硬骨魚狀態的轉變。Shenacanthus vermiformis gen. et sp. nov.展示了廣泛的胸甲板，結合傳統的bauplan軟骨魚，這在該譜系中是未知的，包括一個大的中背板，如厚皮動物。這些物種，共同揭示了志留紀早期頜骨脊椎動物前所未見的多樣性，為這一時期頜骨脊椎動物的全身形態，提供了詳細的見解。相關論文以題為「The oldest complete jawed vertebrates from the early Silurian of China」於2022年09月28日發表在Nature上。圖2.X. mirabilisgen. et sp. nov.圖3.S.vermiformisgen. et sp. novZhu, Ya., Li, Q., Lu, J.et al.The oldest complete jawed vertebrates from the early Silurian of China.Nature609, 954–958 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05136-8https://www.nature.com/articles/s41586-022-05136-8下頜齒和齒列是下頜骨脊椎動物的特徵，是由現存的球骨魚和骨魚的古生代祖先首先獲得的。目前的化石記錄表明，志留紀後期(約4.25億年前)是頜口齒出現的最低日期，也是隨後泥盆紀時期下頜齒的生長和替換機制演變的最低日期。在此，來自中國科學院的朱敏院士等研究者，根據來自中國貴州省的孤立的牙螺紋型，從貴州早志留世齒形蟲一新屬一種，通過描述Qianodus duplicis，提供了頜骨脊椎動物最早的直接證據。這些包括在牙輪生長的過程中，以偏移排列的方式在舌側增加牙齒和保持這種模式。研究者的數據將有齒頜口動物的記錄，從志留紀晚期延伸到志留紀早期(約4.39億年前)，延長了1400萬年，對記錄脊椎動物最初的多樣化具有重要意義。該分析增加了越來越多的化石證據，支持在奧陶紀大生物多樣化事件(約4.85-4.45億年前)中出現較早的下頜脊椎動物。相關論文以題為「The oldest gnathostome teeth」於2022年09月28日發表在Nature上。圖1. 貴州雷家屯(石前-屯平段)榕溪組中暴露的 Q. duplicis齒輪及其位置Andreev, P.S., Sansom, I.J., Li, Q.et al.The oldest gnathostome teeth.Nature609, 964–968 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05166-2https://www.nature.com/articles/s41586-022-05166-27. 中國科學院-脊椎動物成對附屬物的盔甲魚類解剖與起源成對的鰭，是有顎脊椎動物，從現存的無顎脊椎動物進化而來的一項重大創新。已滅絕的無顎具甲莖頜口動物，顯示出成對的體壁擴展的多樣性，從骨骼突起到簡單的皮瓣。相比之下，骨刺目動物(頜骨脊椎動物的姐妹類群)被解釋為在胸部位置有第一個真正的成對附屬物，骨盆附屬物後來與頜骨一起進化。在此，來自英國布里斯托大學的Philip C. J. Donoghue & 中國科學院的朱敏院士等研究者，根據志留紀中國的生動圖家魚(Tujiaaspis生動圖家魚)的鉸接遺存表明，galeasids(骨刺類和下頜脊椎動物的姐妹類群)有三個不成對的背鰭，一個近似對稱的下索尾和一對連續的從鰓到尾的腹側鰭。腹外側鰭與其他莖頜口魚的成對鰭瓣相似，特別與頭類骨紋魚的腹外側脊相似，它們也具有分化的胸鰭。腹側鰭與關於脊椎動物成對附屬物起源的鰭褶假說的某些方面是一致的。Galeasapids與骨紋綱動物和下頜脊椎動物有一個先體，它們的成對鰭最初是連續的胸腹側鰭，研究者的計算流體動力學實驗顯示被動產生升力。直到後來的莖繫到骨刺類和下頜脊椎動物，胸鰭才在前面分化。在這之後的分化之後，鰭能力的剩餘區域被限制到骨盆位置，促進主動推進和轉向。相關論文以題為「Galeaspid anatomy and the origin of vertebrate paired appendages」於2022年09月28日發表在Nature上。Gai, Z., Li, Q., Ferrón, H.G.et al.Galeaspid anatomy and the origin of vertebrate paired appendages.Nature609, 959–963 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04897-6https://www.nature.com/articles/s41586-022-04897-6綜上所述，國內學者三天之內發了7篇nature，更有朱敏院士一人貢獻了4篇，數量之多，質量之精，實在讓人咂舌……國人，到底還有多少驚喜帶給眾人？讓我們拭目以待……
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