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Science一周论文导读|2025年1月10日

科研圈  · 公众号  · 科研  · 2025-01-20 12:33

正文


审校 小勺 小象 小冰

制版 阿金


生物学

Biology


Local genetic adaptation to habitat in wild chimpanzees

野生黑猩猩对栖息地的局部遗传适应


(导读 领研网)种群如何适应周围环境是生物学的基础问题。本研究通过与人类关系最亲近的物种黑猩猩,使用外显子组测序发现小规模遗传适应栖息地的证据,在人类体内适应疟疾的相同基因内森林黑猩猩体内也存在正选择的特征。结果强调了黑猩猩适应性遗传多样性的重要意义,有助于它们在不同环境内成长。[论文详细信息]


Decoding the molecular interplay of CD20 and therapeutic antibodies with fast volumetric nanoscopy

用快速体积纳米镜解码CD20和治疗性抗体的分子相互作用


(导读 领研网)阐明膜蛋白与抗体之间的互作机制需要高时空分辨率的全细胞成像。本研究开发了一项全新的高时空分辨率荧光成像技术LLS-TDI-DNA-PAINT,首次在分子分辨率上揭示了抗体与肿瘤细胞靶点的相互作用。通过这项技术,研究人员推翻了治疗性mAb的当前分类,为免疫疗法的开发提供了新的指导。[相关报道:破解近30年的谜题!让癌细胞变成“刺猬”,这种疗法的抗癌现场终于看清了]


Sexually dimorphic dopaminergic circuits determine sex preference

决定社交性别偏好的二分多巴胺能回路


(导读 严冰冰)社交性别偏好对繁殖和生存至关重要。本文发现,雄性和雌性小鼠都表现出雌性偏好,但在面临生存威胁时转化为雄性偏好。这种偏好由腹侧被盖区多巴胺能神经元(VTA-DA)可激活性的二分变化所调控。在雄性小鼠中,VTA-DA向伏隔核(NAc)的投射介导了雌性偏好,而向内侧视前区的投射介导了雄性偏好。在雌性小鼠中,则由VTA-DA-NAc投射的发放模式转变(阶段性vs强制性)决定社交性别偏好。[相关报道:生存压力大,交友的性别偏好会发生改变?西交大研究成果登上《科学》]


Superstable lipid vacuoles endow cartilage with its shape and biomechanics

超稳定脂质液泡赋予软骨形状和生物力学特性


(导读 领研网)软骨的大小、形状和生物力学由其细胞外基质决定。本研究在小鼠耳朵组织中确认了一种充满脂质液泡的软骨,称为“脂肪软骨”,其组织细胞内充满脂肪,不具备代谢能力,主要用于抵抗组织形变,并维持听力。该结果有助于深入了解耳朵结构,并为软骨治疗带来新方向。[相关报道:神秘细胞的百年谜团破解!《科学》——耳朵软软、弹弹居然全靠它]


Parallel gene expansions drive rapid dietary adaptation in herbivorous woodrats

基因平行扩增驱动食草性木鼠快速适应饮食习惯


(导读 才生)食草哺乳动物演化出食用含有化学防御物质的植物,这一过程仍待阐释。本研究调查了两种木鼠物种(Neotoma lepidaN.bryanti)适应遍布美国西南部的有毒灌木——三齿拉雷亚灌木(Larrea tridentata)的情况,发现适应了这种灌木的木鼠体内多个生物转化酶家族的基因剂量得到了增加,这些复制事件在不同物种间独立发生,显著增强了生物转化基因的表达。由此揭示了动物适应新环境压力的重要机制。[论文详细信息]


Dietary breadth in kangaroos facilitated resilience to Quaternary climatic variations

袋鼠膳食广度有助于适应第四纪气候变化


(导读 才生)大陆上更新世晚期大型动物灭绝的驱动因素是最具争议的课题之一,尤其在澳大利亚。本研究分析了牙齿微磨损纹理,揭示了澳大利亚最丰富的更新世袋鼠种群大部分成员的饮食范围要比它们颅齿解剖学分析所表明的更为广泛。结果表明大部分袋鼠的广泛食谱是应对气候驱动植被结构变化的关键行为适应性表现,也表明更新世晚期气候变化是其灭绝的主要驱动因素。[论文详细信息]


Bile acid synthesis impedes tumor-specific T cell responses during liver cancer

胆汁酸合成阻碍肝癌期间肿瘤特异性T细胞免疫应答


(导读 领研网)癌症代谢景观极大影响着抗肿瘤免疫情况。本研究发现胆汁酸和部分次级胆汁酸的积累会通过不同机制制造T细胞损伤和功能抑制,影响免疫治疗效果,但与此同时熊去氧胆酸能够抵消该负面影响。该成果表明除了改变胆汁酸合成或膳食补充熊去氧胆酸或许有助于提升肝癌免疫治疗效果。[相关报道:肝癌免疫治疗新突破!靶向胆汁酸合成,解锁免疫治疗新策略]


Neuroethology of natural actions in freely moving monkeys

自由活动猴子进行自然动作的神经行为学


(导读 严冰冰)目前对灵长动物自然行动组织的理解大多来自于束缚环境(RCs)条件下的实验结果,并假设观察到的现象可推广至自由活动环境(FMCs)。本文开发了新的神经行为平台,可在RCs和FMCs两种情境下对猴子前运动区神经元进行无线记录。在RCs和FMCs中,神经元通常以不同方式编码同一手部和嘴部动作。在FMCs中,观察到选择性编码那些无法在RCs中检测到的动作的神经元,以及对多种动作具有混合选择性的神经元,这种组织结构与不同复杂水平下的皮层运动协同作用是兼容的。跨环境解码发现,相比RCs,在FMCs中的神经元活动更加丰富和可泛化。[论文详细信息]


地球科学

Geoscience


Tropical forest clearance impacts biodiversity and function, whereas logging changes structure

热带森林砍伐会影响生物多样性和功能,而伐木会改变结构


(导读 小天)热带森林退化和砍伐的影响仍待明确阐释。本研究通过在婆罗洲的大规模研究,对热带森林砍伐并将其转化为油棕的影响展开了生态系统分析,将对82个变量的应答情况分成四个生态水平。这些应答情况具有高度异质性,复杂且呈非线性。受伐木物理过程直接影响的变量对适量伐木很敏感,而生物多样性和生态系统功能的指标能抵御伐木的影响,但受转变为油棕种植的影响更大。[论文详细信息]


Building materials could store more than 16 billion tonnes of CO2 annually

建筑材料每年可储存超过160亿吨二氧化碳


(导读 领研网)实现温室气体净零排放不仅要降低排放,还要积极采用二氧化碳清除技术。本研究表明如果将传统建筑材料替换为具备碳封存功能的替代品,全球新建基础设施中使用的建筑材料每年可能封存高达16.6±2.8亿吨二氧化碳。建筑材料的碳封存潜力主要取决于这些材料的使用规模,而非单位质量材料的碳存储量。随着建筑材料需求的增加,碳封存能力将同步提升,从而减少对地质、陆地或海洋碳封存技术的依赖。结果强调利用现有的建筑材料来储存二氧化碳不仅具有广阔的应用前景,还有助于推动循环经济的发展。[论文详细信息]


Linear-viscous flow of temperate ice

温带冰的线性-粘性流动


(导读 小天)精准建模温带冰川冰的变形是预测冰盖向海洋的流动与相关海平面上升的关键。本研究通过大规模剪切-变形实验发现在冰川冰床和冰流边缘的液态水含量与压力常见范围内,温带冰呈线性-粘性(n ≈ 1.0)。这一线性可能由颗粒边界的扩散压力融化和再冰冻导致,但有助于稳定建模冰盖对收缩诱导的压力增强的响应机制。[论文详细信息]


材料科学

Materials Science


Fluorine-rich poly(arylene amine) membranes for the separation of liquid aliphatic compounds

用于分离液态烃类化合物的富氟聚型分离膜材料


(导读 领研网)本研究开发出一类新型富氟型高性能液态烃类分离膜材料,其特征是刚性聚合物主链和隔离的全氟烷基侧链。这种组合使聚合物具有抵抗碳氢化合物浸泡引起的膨胀的能力,同时又不损失基于溶液的膜制造技术。,通过膜分离方案实现直链/支链烃、烯烃/烷烃、短链/长链烃三类液态烃类混合物的非相变膜分离过程。该成果有助于大幅降低碳氢化合物分离的能源成本和相关碳排放。[相关报道:节能2~10倍!南大Science研究发表新型富氟膜]


Quadruple-band synglisis enables high thermoelectric efficiency in earth-abundant tin sulfide crystals

四能带合成技术实现了富土硫化锡晶体的高热电效率


(导读 领研网)热电材料的发展一直受到其组成元素稀缺性的限制。本研究通过促进四个价带的能量和动量收敛(四能带合成)提高了SnS晶体中的热电效率,在硒(Se)合金SnS中引入更多的Sn空位来激活四能带合成并促进载流子传输,最终在300开尔文温度下获得了较高的无量纲性能系数(ZT)~1.0,在300至773开尔文下获得了p型SnS晶体中平均ZT~1.3。该结果将引起对地球上储量丰富的SnS晶体在废热回收和热电冷却应用方面的研发兴趣。[论文详细信息]


Wafer-scale monolayer MoS2 film integration for stable, efficient perovskite solar cells

晶圆级单层MoS2薄膜集成用于稳定、高效的钙钛矿太阳能电池


(导读 领研网)商业化钙钛矿太阳能电池(PSC)的主要挑战在于同时实现极高的功率转换效率(PCE)和稳定性。本研究通过转移方法,将晶圆级连续单层MoS2缓冲薄膜集成到钙钛矿层的顶部和底部,这些薄膜以物理方式组织钙钛矿离子迁移到载流子传输层,并通过强配位相互作用以化学方式稳定甲脒碘化铅相。采用MoS2/钙钛矿/MoS2配置的平面p-i-n PSC和模块的PCE分别高达26.2%和22.8%。[论文详细信息]

物理学

Physics


Photonic axion insulator

光子轴子绝缘体


(导读 阿金)轴子可作为准粒子出现在称为轴子绝缘体的三维晶体内,但轴子绝缘体的实现目前主要受限于二维系统,其在三维体系中的拓扑性质在实验中尚未探索。本研究在三维光子晶体中实现一种轴子绝缘体并探测了它的拓扑特征,包括在每一表面上的半量子化陈数、形成了三维拓扑传输的单向手性铰链态以及在分数陈数和整数陈数之间的算数运算。该结果证明轴子绝缘体作为一种物质三维拓扑相,其手性态可形成复杂的单向三维网络。[论文详细信息]


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