Nature 一周论文导读

来源：科研圈

审校 小勺 小锅 山村水郭 书牧 小象 访冬

制版 阿金

生物学

Biology

Tail-propelled aquatic locomotion in a theropod dinosaur

靠尾部推进在水中游动的兽脚类恐龙

图片来源：Everything Dinosaur

（导读 阿金）白垩纪的大型兽脚类恐龙据说是半陆地、半水生恐龙，但是缺乏解剖学、生物力学等证据。本研究分析了一块兽脚类埃及棘龙（Spinosaurus aegyptiacus）的大型尾部化石，有力证据表明这种恐龙的尾部性状独特，由一连串极长的神经棘构成，尾部类似灵活的鱼鳍，横向摆动可以产生推力，从而能够在水种游动。该结果指示恐龙生态位曾扩展至水生环境。[论文详细信息]

APOE4 leads to blood–brain barrier dysfunction predicting cognitive decline

APOE4导致的血脑屏障功能障碍可预测认知能力下降

（导读 阿金）阿尔兹海默症易感基因载脂蛋白E基因4号变异体（APOE4）导致血脑屏障加速BBB分解，脑血管周细胞退化，但其是否导致认知损伤尚不明确。本研究发现携带APOE4（具有ε3/ε4或ε4/ε4等位基因）的个体海马和内侧颞叶的BBB破坏与无APOE4（ε3/ε3）个体间存在显著差异。APOE4携带者脑脊液中的周细胞损伤生物标记物PDGFRβ基线水平更高可预测未来的认知下降。[相关报道：最强的遗传危险因子—ApoE4“单枪匹马”引起血脑屏障障碍]

Injured adult neurons regress to an embryonic transcriptional growth state

受伤的成年神经元倒退回胚胎转录生长状态

（导读 郭怿暄）脊髓损伤后移植脊髓来源神经祖细胞（NPCs）可使皮质脊髓轴突再生、前肢功能恢复，其分子机制不详。本研究分析小鼠皮质脊髓束（CST）运动神经元翻译图谱，发现脊髓损伤和NPC移植后CST神经元逆转为胚胎的转录状态，但单纯受伤后再生转录组在两周后下调，NPC移植小鼠中转录组得以保持。Huntingtin基因（Htt）是再生转录组的核心，敲除Htt再生显著减弱。[相关报道：成年脑细胞受损后，还会恢复到胚胎状态进行自我修复]

Pharmacologic fibroblast reprogramming into photoreceptors restores vision

药物作用将成纤维细胞重编程为感光细胞从而恢复视力

（导读 郭怿暄）失去感光细胞使得大部分视网膜疾病患者出现不可逆的致盲。本研究发现给予成纤维细胞五种小分子处理，可以化学诱导产生视杆感光细胞类细胞（CiPCs）。将其移植到视杆细胞退化小鼠的视网膜下间隙，可部分恢复瞳孔反射和视觉功能。五种化合物可使AXIN2易位到线粒体，产生活性氧，激活NF-κB并上调Ascl1。该结果提示CiPCs可能具有恢复视力的治疗潜能。[论文详细信息]

Plant 22-nt siRNAs mediate translational repression and stress adaptation

植物22-nt siRNA介导翻译抑制和应激适应

图片来源：pixabay

（导读 阿金）siRNAs对真核生物的发育和免疫至关重要，但目前植物22nt siRNAs的功能未知。本研究发现植物中DCL2蛋白产生的一组内源22nt siRNA并对其表征，发现胞质RNA降解和DCL4缺乏时，造成22nt siRNAs积累，出现基因多效性生长障碍。近一半22nt siRNAs来自硝酸盐还原酶NIA1和NIA2。22nt siRNAs的产生会放大基因沉默，诱导基因特异以及整体性的翻译抑制，尤其在环境应激时积累，抑制植物生长，增强应激应答。[论文详细信息]

Childhood vaccines and antibiotic use in low- and middle-income countries

中低收入国家儿童疫苗和抗生素的使用

（导读 阿金）疫苗可通过预防感染来降低抗微生物耐药的负担。本研究表明世界卫生组织 “扩大免疫计划”中的疫苗显著降低中低收入国家（LMICs）5岁以下儿童的抗生素消耗量。当前疫苗覆盖水平下，肺炎球菌和轮状病毒疫苗每年分别预防了2380万例和1360万例5岁以下儿童的抗生素治疗疾病，疫苗全覆盖可预防额外四千万例抗生素治疗疾病。表明疫苗在抗击抗生素耐药性的全球战略中的重要作用。[论文详细信息]

Autophagy promotes immune evasion of pancreatic cancer by degrading MHC-I

自噬通过降解MHC-I促进胰腺癌的免疫逃逸

（导读 王思菲）胰导管腺癌（PDAC）常因MHC-I表达下调出现免疫逃逸，对包括免疫检查点阻断（ICB）在内的许多治疗耐药。本研究发现PDAC中，MHC-I通过自噬运输受体NBR1选择性靶向进入溶酶体被降解。使用氯喹抑制PDAC自噬可恢复MHC-I的表面水平，改善抗原递呈并提高T细胞的抗肿瘤应答，抑制肿瘤生长。该研究结果为结合自噬抑制剂和双重ICB疗法治疗PDAC的策略提供理论依据。[论文详细信息]

物理学

Physics

Laser spectroscopy of pionic helium atoms

π 介子氦原子的激光光谱

（导读 阿金）理论预测π4He+原子具有异常长的纳秒级寿命，可用激光光谱测量。本研究在超流体氦靶中合成π4He+，以近红外共振频率为183760GHz激发π-占据的π4He+的轨道跃迁 (n, l) = (17, 16) → (17, 15) 。激光引发电磁级联过程，以原子核吸收π-且发生裂变结束。在原子中，探测到的激光诱导共振产生的中子、质子和氘核碎片信号，确定了π4He+的存在。该结果为量子光学的实验技术用于介子研究提供思路。[论文详细信息]

Mapping the twist-angle disorder and Landau levels in magic-angle graphene

绘制魔角石墨烯中扭曲角的无序性和朗道能级

图片来源：Olena Shmahalo/Quanta Magazine

（导读 阿金）最近发现的魔角双层石墨烯（MATBG）中平直能带和强关联超导相取决于层间扭曲角θ。本研究使用纳米级针尖扫描超导量子干涉仪（SQUID-on-tip）获得量子霍尔态中朗道能级的断层成像，绘制了六方氮化硼（hBN）封装的MATBG器件中的局部θ变化图。结果揭示了θ无序性的重要作用，使魔角梯度应用于能带工程，关联现象和栅极可调谐内建平面电场成为可能。[论文详细信息]

Detection of metastable electronic states by Penning trap mass spectrometry

潘宁阱质谱法检测亚稳态电子态

（导读 阿金）高电荷态离子（HCIs）与核跃迁都是用于制造原子钟的理想物质，但不够精确的原子结构计算，阻碍了识别HCI中合适的跃迁。本研究通过测量铼基态和激发态之间的物质差，观测到HCI中的长寿命亚稳电子态。利用高精度潘宁阱质谱仪PENTATRAP，测量离子基态与亚稳态的回旋频率比，精度可达10-11。该方法的低不确定性有助于进一步探索HCI中的软X射线时钟跃迁。[论文详细信息]

Iron-based binary ferromagnets for transverse thermoelectric conversion

用于横向热电转换的铁基二元铁磁体

（导读 阿金）反常能斯特效应（ANE）产生的热电有潜力应用于能源收集技术。本研究通过高通量计算搜索发现了在α铁中掺杂25％的铝或镓，能将ANE强度提高十倍以上，在室温下分别达到约4和6 µV/K。节点网的费米能量调谐是横向热电系数增强的关键因素。研究人员还成功制备出在零磁场下显示出较大ANE的薄膜，该薄膜适用于低成本的柔性微电子热电生成器。[论文详细信息]

Liquid flow and control without solid walls

无固体壁的液体流动和控制

（导读 阿金）流体通道的固体壁由于会限制流速，产生结垢，在减少流体环路时，，去掉它是最好的解决方案。本研究用一种不混溶的磁性液体包裹水液体通道，两者均受到四极磁场作用，状态稳定，从而创造出可自修复、无堵塞、防结垢、摩擦力近乎零的液体套液体的流体通道。操纵磁场可控制流动，产生多种效果。该结果为在微米级以下的通道传输液体提供新方法。[论文详细信息]

地球科学

Geoscience

Millennial-scale hydroclimate control of tropical soil carbon storage

千年尺度下水文气候对热带土壤碳储藏的调控

图片来源：pixabay

（导读 阿金）土壤生物圈的有机碳储存直接影响着长时间范围内大气二氧化碳浓度。本研究表明，在过去的一万八千年内印度夏季风降雨的变化限制恒河-雅鲁藏布江盆地流域的土壤碳留存时间，在千年尺度内，季风降雨和土壤有机碳储存呈线负相关，而在冰消期，降雨增加和相关的土壤呼吸速率加快引起全流域土壤碳储量的消耗。结果表明未来热带地区的水文气候变化将会加速土壤碳的不稳定性，进一步增加大气碳浓度。[论文详细信息]

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