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《科学》杂志——1月29日当周收录指南

黄琨

科学

【1】月球周期影响人的月经和睡眠

人体生理学

月球潮汐周期的同步效应导致了许多动物行为的改变,但月球对人类行为的影响还不太清楚。卡西拉吉(Casiraghi)等人和福斯特(Helfrich-Förster)等人提供了令人信服的证据,证明人类的睡眠、月经周期与月球周期同步。在阿根廷农村土著社区和西雅图大学生群体中,满月和晚睡、短睡有关。年轻女性的月经周期与月光强度和引力同步。这2项研究虽然都没有确定因果关系,但都表明,天体会影响地球上的人体状况。

原文:

https://advances.sciencemag.org/content/7/5/eabe1358

https://advances.sciencemag.org/content/7/5/eabe0465

【2】新的晶核成型途径

结晶

在经典的成核理论中,亚稳无序致密的液体或非晶固体团簇会自发地、不可逆地转变为晶核。郑成浩(Sungho Jeon)等人通过电子束还原前驱体,在石墨烯衬底上观察到了金晶体的形成。和经典的观点相反,他们观察到了一种新的成核途径,在无序和结晶状态之间的原子核存在动态和可逆波动。无序态下的寿命随着团簇尺寸的增大而减小,在团簇尺寸足够小的情况下,原子结合能大到能够诱导熔化,以至于结合时产生的热量足以促使有序团簇部分坍塌进入无序态。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/498

【3】人造气溶胶的影响被高估了

气候

人类活动产生的气溶胶对云层有多大影响,这是人类对气候影响的一个重要未知因素,之前的研究曾用船舶排气形成的层积云轨迹来估计这一过程的辐射影响。但格拉斯梅尔(Glassmeier)等人现在表示,这种方法高估了气溶胶带来的额外冷却效果,程度达200%。这些发现强调,需要量化层积云对人造气溶胶的反应,以了解气候系统。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/485

【4】MAIT为疫苗提供助力

疫苗

黏膜相关恒定T细胞(MAIT)是保持黏膜内稳态的重要T细胞亚群。这些细胞主要负责识别微生物群衍生的维生素B2前体衍生物,但在病毒感染的情况下,也能被某些细胞因子激活。普罗万(Provine)等人报告,一种领先的腺病毒载体疫苗ChAdOx1激活了免疫小鼠的MAIT细胞(见第2篇文章)。这种激活需要由浆细胞样树突状细胞以及单核细胞源性白细胞介素18和肿瘤坏死因子产生的干扰素-α。在人类受试者中,MAIT细胞活化与疫苗介导的T细胞应答正相关,而缺乏MAIT细胞的小鼠在接种后,出现了对靶抗原的CD8+T细胞免疫受损。这项工作提出了一个额外的途径,可以用来提高疫苗的效力。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/521

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/460

【5】来回穿梭的卤化物对

有机化学

相邻的氢从饱和有机化合物转移到不饱和有机化合物中是一种相当常见的反应。然而,要使2个重原子产生类似反应来回穿梭,催化起来很困难。董西昌(音)等人报告了一种电化学方法,可以将一对相邻的氯或溴从烷基化合物转移到烯烃。该方法使得生产精细化学品的同时,修复卤化污染物。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/507

【6】反应过程中的纳米粒子旋转

催化

通过测定多相催化剂在反应条件下的变化,可以深入了解反应机理。在反应条件下,金属纳米粒子不仅会改变形状,而且其与氧化物载体的相互作用也会受到影响。袁文涛(音)等人利用畸变校正的环境透射电子显微镜研究了低电子束剂量下钛表面的金纳米粒子。一氧化碳在几毫巴总压和500℃环境中氧化的过程里,他们观察到金纳米粒子旋转了大约10°,但当CO被去除时,它们又回到了原来的位置。密度函数理论计算表明,旋转是由吸附在界面上的氧分子覆盖率变化引起的。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/517

【7】什么影响了泥岩形成?

地质学

在地质记录中,像板岩和页岩这样岩石,是在约4.5亿年前突然从泥土中形成的。这个时间也恰好是某些植物出现的时间,这似乎暗示了,部分植物根系和岩石的形成有关。泽克纳(Zeichner)等人发现,泥岩产生所需的絮凝作用存在一种不同的途径。通过模拟实验,作者发现,仅植物中的有机物就足以形成沉积泥岩所需的由小淤泥和粘土颗粒组成的絮状团聚体。这一观察结果可以解释,为什么部分泥岩会出现在植物没有深根的地方。

原文:

https://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.abd0379

【8】基因疗法越早越好

基因疗法

基因疗法是治疗脊髓性肌萎缩症(SMA)希望。现在,不同阶段实施疗法显示出不同的临床反应,早期治疗与更好的结果有相关性。Kong等人利用患者组织和小鼠模型发现,运动神经元轴突在胎儿中已经发育延迟,并经历了出生后早期死亡。子宫内治疗干预可防止小鼠运动神经元变性,改善轴突功能和运动行为。结果表明,胎儿治疗可能会提高目前治疗SMA的疗效。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/325/5938/266.3

【9】监测病毒序列

冠状病毒

SARS-CoV-2的RNA基因组序列已在全球范围内分享,帮人们了解了该病毒不同谱系在大流行期间的传播情况。从一个角度来看,马丁(Martin)等人讨论了病毒测序——包括我们了解到的有强大适应性适应和高传染性菌株——的应用。COVID-19大流行促使人们开发了全球性的平台来了解病毒的动态,这可能成为未来公共卫生系统再次应对病毒爆发的基石。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/466

【10】抗病毒免疫

冠状病毒

COVID-19的大流行,使得我们对抗病毒免疫反应中许多还不清楚的地方凸显了出来。不同性别、不同年龄人群中急性、长期COVID-19的异质性,以及SARS-CoV-2感染的既往和长期免疫问题,引起了医学人员该如何协调应对抗病毒免疫反应的问题。从一个角度来看,霍普(Hope)和布拉德利(Bradley)对抗病毒免疫反应的一般特征进行了讨论,其中重点是要了解重症COVID-19是怎样以及在谁身上产生,另外还有疫苗等方法对重症疾病的影响。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/464

【11】微型化光谱仪

纳米光子学

光谱是一种广泛应用于工业场所和研究实验室的化学分析工具。高端光谱仪通常是台式光谱仪,都配有笨重的光学元件和运动部件,路径长度较长,它们能够以超高的精度和带宽提供丰富的信息。然而,小型化光谱仪也正在发展,以在更小尺度上控制光为研究目标的纳米光子学概念被引入了这个领域。杨宗英(音)等人回顾了光谱分析系统的最新发展情况,包括一些纳米光子学系统制造方法和计算确定光谱软件的发展。这些方法力求缩小光谱仪的占地面积,并在便携式光谱分析中开辟应用领域。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/eabe0722

【12】确定转录物在细胞中的位置

原位测序

识别细胞或组织中特定RNA位置的能力,受到客观的技术水平和成像能力限制。膨胀显微技术通过使用聚合物和水凝胶系统对组织进行膨胀,可以更好地显示微小结构。阿隆(Alon)等人将膨胀显微镜与Long-read原位RNA测序相结合,使特定转录物的定位更加精确。这种膨胀测序法被命名为“ExSeq”,将用于检测新转录物和先前已经定位于神经元树突的转录物在内的RNA。与其他原位测序方法不同的是,ExSeq并不针对一组基因。这项技术结合了空间分辨率、多路复用和无偏方法来揭示RNA定位及其在发育和活动组织中的生理作用。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/eaax2656

【13】免疫工具箱中的dsRNA检测器

先天免疫

Nod样受体(NLR)蛋白会识别细胞内与病原体有关的分子形式,从而触发一种叫做炎症体的信号复合物的形成机制,这些复合物会导致高度炎症性的细胞死亡——细胞焦亡。最近的研究表明,鼻病毒蛋白酶可以激活人类NLRP1炎症体,但此前尚不清楚它是否激活鼻病毒蛋白酶的唯一的病原体分子。鲍恩芬德(Bauernfried)等人报告,在塞姆利基森林病毒感染过程中产生的长双链RNA(dsRNA),也会结合并激活上皮细胞中的NLRP1。dsRNA结合会使NLRP1获得三磷酸腺苷酶(ATPase)活性,这是NLR蛋白激活的一个共同特征。因此,除了识别病毒蛋白酶活性外,人类NLRP1也可以作为病毒相关核酸的识别器。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/eabd0811

【14】在衰老中保护肌肉

衰老

一种介导炎症反应的类二十烷酸——前列腺素E2(PGE2),也有支持肌肉干细胞的功能。帕拉(Palla)等人发现,衰老小鼠体内PGE2的损失会导致肌肉的损失,PGE2的损失可能是由可以降解PGE2的酶(见第2篇文章)——15-羟基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)活性增加导致的。通过抑制15-PGDH恢复老年小鼠的PGE2浓度后,其肌肉功能得到了改善。抑制老年动物体内15-PGDH活性,显示出了积极的效果,包括蛋白质水解和转化生长因子-β信号传导减少,线粒体功能和自噬增加。这一成果带来了一种可能的治疗方案,可以帮助在衰老时保持肌肉质量和功能。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/eabc8059

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/462

【15】一个一个突触地构建回路

神经发育

随着大脑的发育,神经元会建立新的联系,并通过修剪加以完善。古尔(Gour)等人利用电子显微镜,对小鼠出生后的大脑发育,进行了高分辨率研究。这项研究揭示了在体感皮层构建抑制神经元回路的细节。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/eabb4534

【16】电子弛豫有多快?

光谱学

技术进步已经使光谱学扩展到了阿秒的时间尺度,这进一步引发人们对各种超快过程实验的极大兴趣。津琴科(Zinchenko)等人利用碳K边附近的阿秒瞬态吸收和从头计算量子动力学模拟,对乙烯阳离子的超快、非绝热动力学进行了研究。他们在7飞秒内直接观察到由锥形交叉点介导的电子D1→D0弛豫,远短于任何振动周期,或是任何先前报告的电子弛豫。这项技术有助于直接在液体和溶液中,进一步研究化学和生物化学系统中有机分子的电荷和能量转移动力学。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/489

【17】碳纳米管纱线制造人造肌肉

人造肌肉

碳纳米管纱线可以用作电化学促动器,因为无论是正离子还是负离子的渗透,都会导致纱线长度的收缩和直径的膨胀。楚何涛(音)等人构建了一种全固态肌肉,无需电解液浴,具有更强应用中的潜力。只要向纱线中渗透带电聚合物,纤维就开始部分膨胀,反过来,离子的损失会导致纤维长度增加。因此,肌肉的整体行程得意增加。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/494

【18】后鼠的鸣叫规则

动物文化

裸鼹鼠以其良好的社会秩序而闻名,每个聚落在由若干工鼠和一个负责繁殖的后鼠组成。这些群体中的每个个体如何完成复杂的群体合作,相互动作通过什么方式沟通,我们知之甚少。巴克(Barker)等人的研究表明,裸鼹鼠个体发出的叫声,特别是常见的“唧唧”叫声,传达了聚落内的特定信息(参见第2篇文章)。这种特定方式是文化上的,而非遗传导致,交流方式由后鼠决定,聚落“方言”会随后鼠的更换而改变,聚落间交叉培养的幼崽采用其饲养聚落的“方言”。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/503

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/461

【19】没有PERK就没有致命风险

生理学

发生在肺动脉高压(PAH)中的血管重构是有致命风险的,它最终会导致右心室心力衰竭。PAH在血管平滑肌细胞中会诱导未折叠蛋白反应(UPR),这促使清水崇(Shimizu)等人对UPR激酶PERK在疾病中的作用进行了研究。结果显示,通过遗传消融或药物抑制PERK, 2种不同PAH小鼠模型的血管重构也得到了抑制,防止小鼠发生右心室心力衰竭并提高了存活率。

原文:

https://stke.sciencemag.org/content/14/667/eabb3616

【20】台风灾害离人越来越近

热带气旋

热带气旋正越来越强,而且出现的地区纬度也比过去更高。王帅(音)和图米(Toumi)报告,自1982年以来,气旋路径向极地和向西漂移,最大强度出现的地点越来越接近陆地,每10年约拉近30公里(见第2篇文章的透视图)。这种转变可能会增加热带气旋对沿海人群的威胁。

原文:

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/514

https://science.sciencemag.org/content/371/6528/458

【21】特应性皮炎复发的维持物

皮肤炎症

特应性皮炎(AD)是一种以瘙痒和大面积湿疹为特征的炎症性疾病。中重度AD常用白细胞介素(IL)–4Rα阻断剂和杜皮单抗进行治疗,但一旦用药停止,疾病就会复发,而这种治疗的长期免疫效果尚不清楚。班格特(Bangert)等人利用单细胞RNA测序和蛋白质组学对AD患者的皮肤吸入水泡进行了研究,描述了治疗期间AD患者皮肤的免疫环境。他们发现,树突状细胞和T细胞在长期IL-4Rα阻断期间维持炎症表型,意味着这些细胞群可能会维持“疾病记忆”,成为疾病复发的中心。这些数据可能有助于设计有助于防止AD复发的疗法。

原文:

https://immunology.sciencemag.org/content/6/55/eabe2749


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