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Science一周论文导读|2024年9月6日

科研圈  · 公众号  · 科研  · 2024-09-18 12:55

正文


审校 小勺 小象 小冰

制版 阿金


生物学

Biology


The economic impacts of ecosystem disruptions: Costs from substituting biological pest control

生态系统的破坏对经济的影响:替代生物害虫防治的成本


(导读 小天)生物多样性丧失正在加速中,而我们对生态系统破坏如何影响人类仍知之甚少。本研究分析了物种互作如何扩展至生态系统范围之外,并对农业以及人类健康的影响,发现农民增加 31.1% 的杀虫剂使用来弥补蝙蝠数量减少带来的影响,但由此却对人类健康产生不良影响,在经历过蝙蝠数量减少给的地区人类婴儿死亡率增加了 7.9%。该结果提供了经验数据证明生态系统的破坏会产生社会成本。[论文详细信息]


The use of ectopic volar fibroblasts to modify skin identity

使用异位掌侧成纤维细胞改变皮肤特性


(导读 阿金)皮肤特性受到表皮和真皮的先天特性以及两者之间的互作调控。本研究假设既然掌侧成纤维细胞改变角质分化,那这类细胞可改变表皮厚度、角质形成细胞质大小,胶原蛋白长度以及弹性蛋白等特性。生物打印出的皮肤结构确认掌侧成纤维细胞能够诱导掌侧角质细胞形成的特征,而健康受试者的临床试验结果强调了潜在的细胞疗法。[论文详细信息]


Single-cell chromatin accessibility reveals malignant regulatory programs in primary human cancers

单细胞染色质可及性揭示人类原发性癌症中的调控程序


(导读 才生 )为识别癌症相关基因调控变化,本研究生成了包含八种不同肿瘤类型的单细胞染色质可及性景观图谱,发现肿瘤染色质开放性深受拷贝数变异的影响,随后研究人员利用与肿瘤起源器官相匹配的健康组织作为参照,识别出各种癌症中“最接近健康状态”的细胞类型。最后还建立了神经网络模型优先确认并富集癌症相关基因附近的体细胞非编码突变。该结果不仅加深了对癌症基因调控机制的理解,也为未来癌症治疗开辟新途径。[论文详细信息]


Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules

利用吸收分子实现活体动物的光学透明性


(导读 领研网)用光照射人的手指时,光会在穿过手指发生散射,这种散射效应是由不同组织成分的折射率差异引起的。本研究采用了一种名为柠檬黄的光吸收分子,可以将光的速度减慢到合适的速度,研究人员将调配的红色柠檬黄溶液,通过按摩注入镇静小鼠的腹部、头皮和后肢上。之后小鼠的皮肤颜色变成了红色,皮肤对柠檬黄吸收的增加,也改变了水在不同波长下的折射率,从而减少了散射,并使皮肤在红色波长下显得更加透明。[相关报道:“黑科技”染料太神奇了!涂上几分钟,皮肤变透明,血管、内脏全看清]


Serotonin release in the habenula during emotional contagion promotes resilience

情绪感染过程中缰核血清素释放可增强韧性


(导读 严冰冰)负面情绪感染会影响情绪响应,本文发现外侧缰核的五羟色胺(5-HT)可支持共情与韧性。当小鼠看到同伴受伤后,会变得具有韧性,可在不良体验后经受住绝望。在负面情绪感染过程中,外侧缰核释放的 5-HT 水平提高。尽管 5-HT 和情绪感染都可降低该核团的爆发式发放,限制 5-HT 合成却可阻止爆发式可塑性。增加中缝向缰核的 5-HT 水平足以重现韧性,而减少5-HT在缰核的释放可消除负面情绪感染现象。[论文详细信息]


In situ structure and rotary states of mitochondrial ATP synthase in whole Polytomella cells

整个衣藻细胞中线粒体 ATP 合酶的原位结构和旋转态


(导读 阿金)细胞依赖三磷酸腺苷(ATP)的连续供应,在线粒体中 ATP 由一系列氧化还原反应生成,而 ATP 合酶利用梯度能量从二磷酸腺苷(ADP)和无机磷酸盐中生成 ATP。本研究确定了单细胞鞭毛虫衣藻 Polytomella 线粒体内的 ATP 合酶结构,解析出中央柄状结构的6个旋转位置,Polytomella ATP 合酶形成螺旋阵列。结构解析结果向着原位分析膜蛋白质复合物迈出关键一步。[论文详细信息]


Role of protein kinase PLK1 in the epigenetic maintenance of centromeres

蛋白激酶 PLK1 在着丝粒表观遗传维持中的作用


(导读 领研网)着丝粒是染色体关键的组成部分,细胞分裂过程中着丝粒负责将染色体准确分配到子细胞中。本研究深入解析了 PLK1 在着丝粒表观遗传维持中的关键角色及其作用机理。PLK1 通过一系列复杂的互动,调控 CENP-A 补充机制的组装和功能,最终促使 CENP-A 在 G1 早期成功沉积。该发现明确了 PLK1 对着丝粒表观遗传维持的重要作用。[论文详细信息]


PLK1-mediated phosphorylation cascade activates Mis18 complex to ensure centromere inheritance

PLK1 介导的磷酸化级联激活 Mis18 复合物以确保着丝粒遗传


(导读 领研网)本研究探讨了 PLK1 如何通过磷酸化 Mis18 复合物,促进 CENP-A 的精确加载,维持着丝粒的身份。PLK1 通过其 Polo-box 结构域识别 Mis18α 和 Mis18BP1 上的自身启动磷酸化位点,从而直接与 Mis18 复合物相互作用。PLK1 磷酸化 Mis18α 和 Mis18BP1 对于 Mis18 复合物的激活至关重要。此外,PLK1 还直接磷酸化 HJURP,进一步增强 Mis18 复合物与 HJURP 的相互作用,从而促进着丝粒的募集。[论文详细信息]


Bacteria can anticipate the seasons: Photoperiodism in cyanobacteria

细菌可以预测季节:蓝藻的光周期现象


(导读 阿金)光周期性时间测量是植物和动物测量昼夜时长的能力,使用测量出的信息来预判重要的季节变化。本研究在单细胞原核生物——蓝藻中观察到 5 至 6 小时的时间生成能力,短时间暴露在冬季环境中的蓝藻对寒冷的抵抗能力更强,由脂质膜去饱和与基因转录差异程序介导。结果表明更简单生物体内演化的光周期性时间保持能力有助于应对季节导致的应激。[论文详细信息]


Spatial cognitive ability is associated with longevity in food-caching chickadees

山雀储存食物时的空间认知能力与寿命相关


(导读 严冰冰)假说认为,认知能力影响动物的生存与寿命。但是,针对该假说的大部分测试都依赖于物种间认知能力的间接测量与对比,例如大脑体积。本文为该假说提供了直接证据,发现野生高山山雀(Poecile gambeli)个体认知能力的差异与寿命长短相关。作者在自然环境中测量了 227 只山雀的空间认知能力和寿命,发现在储存食物时空间学习和记忆能力更强的个体存活更久。[论文详细信息]


Organizing the coactivity structure of the hippocampus from robust to flexible memory

在稳健记忆-灵活记忆获取过程中海马脑区的同步活动结构


(导读 严冰冰)新记忆可被整合到旧知识中,本文探究当连续记忆事件具有相反需求时的大脑网络活动。小鼠获取稳健记忆(食物-环境)时,海马脑区处于特定的群体活动空间,发放序列高度相关,从而阻止后续灵活记忆(物体-位置)的计算。这种高度相关的发放结构会在重复记忆经历后形成,逐渐耦合 CA1 浅层椎体神经元,形成整体性的群体活动。使用海马 theta 振荡驱动的闭环光遗传抑制,在(食物-环境)记忆形成过程中减缓上述神经元招募,可放松对海马同步活动的拓扑束缚,并恢复后续的灵活记忆(物体-位置)。[论文详细信息]


其他


【Materials-材料】Oxygen- and proton-transporting open framework ionomer for medium-temperature fuel cells

用于中温燃料电池的氧和质子传输开放框架离子聚合物


(导读 菜菜)在 100°C 至 120°C 下工作的中温质子交换膜燃料电池 (MT PEMFCs) 能够改善动力学和简化热管理/水管理,并拓宽了燃料耐受性。本研究受超嗜热菌的启发,开发出一种 α-氨基酮连接的共价有机框架(Am-COF),通过与 Nafion 交织的 COF 可以实现更高的工作温度,从而提高氢空气 PEMFCs 的功率密度。添加此 COF 后,商业化 Pt/C 阴极在 105℃ 下的额定功率密度提高了近 90%。[论文详细信息]


【Planetary science-行星科学】Returned samples indicate volcanism on the Moon 120 million years ago

月壤样本表明 1.2 亿年前月球上曾发生过火山活动


(导读 领研网)嫦娥五号任务的主要科学目标之一是采集可能的年轻玄武岩,来进一步限定月球地质演化历史。本研究从约3克嫦娥五号月壤中挑选出约 3000 颗玻璃珠并开展了详细分析,提出硫同位素特征可以作为区分玻璃珠成因的关键证据,识别出3颗火山玻璃珠并进行年代学研究,发现这 3 颗火山玻璃珠形成于约 1.2 亿年前。该结果证明月球上存在 1.2 亿前的火山活动。[相关报道:我国科学家发现月球在 1.2 亿年前存在火山活动]


【Physics-物理】Phantom energy in the nonlinear response of a quantum many-body scar state

量子多体疤痕态非线性响应中的“幽灵”能量


(导读 阿金)量子多体疤痕态是明显的非热低纠缠态,存在于高能中。本研究使用具有吸引相互作用的镝气体来生成疤痕态,稳定程度足以被驱动入强非线性区域,同时保留本身特性。研究人员测量了淬灭约束势后动能与总能量的演变,发现原子相互排斥的行为:随着气体不断压缩,其动能反而会减弱。这一缺失的“幽灵”能量通过相对于广义流体动力学计算的实验结果基准得到量化。结果表明缺失的动能由未检测到的高动能原子所携带。[论文详细信息]




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