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Innovations present in the primate interneuron repertoire
圖片來源：Kirsten Levandowski and Heather Zaniewski
（導讀 阿金）靈長類和嚙齒類動物在行為和認知能力方面差異巨大，目前尚不清楚其中的細胞機制。本研究對三種靈長類、一種嚙齒類和鼬鼠同源腦區中188776個中間神經元進行單核RNA測序。發現物種間的同源中間神經元類型在豐度和RNA表達水平上差異巨大，而靈長類內差異略小。同時還發現靈長類獨有的紋狀體中間神經元類型，表達獨特組合的轉錄因子、受體和神經肽。[論文詳細信息]
A hypothalamic novelty signal modulates hippocampal memory
（導讀 阿金）大腦識別與過去經歷不一樣的新信息對於生存至關重要。但尚不清楚不同類型信號在大腦中是否經過不同處理和傳遞。本研究發現乳狀上核（SuM）是下丘腦新事物樞紐。SuM區域不僅對新刺激廣泛應答，還將不同類型信息分離並選擇性送到離散的皮質靶點區，從而調節記憶處理。投射至齒狀回的SuM神經元被新環境信息信號激活，而SuM-CA2神經迴路則優先被新社交信息信號激活。該結果揭示了下丘腦靈活調節認知特定部分的機制。[相關報導：大腦進化出新信號以增強注意力、感知力和記憶力]
Phenotypic landscape of intestinal organoid regeneration
（導讀 郭懌暄）本研究利用基於成像的篩選揭示小腸類器官形成和組織再生的機制。研究建立了類器官的多變量特徵譜，對表型景觀進行定量描述，找到調節細胞命運轉換和維持再生和穩態平衡的基因。其中視黃酸核受體控制結束再生狀態並驅動腸上皮細胞分化。內源性視黃酸代謝開啟了指導小腸上皮細胞命運轉換的轉錄程序，一種視黃醇X受體抑制劑可改善在體小腸的再生。[論文詳細信息]
Na+ controls hypoxic signalling by the mitochondrial respiratory chain
（導讀 阿金）線粒體氧化磷酸化系統（OXPHOS）在缺氧情況下會利用氧氣製造活性氧物質（ROS）驅動細胞適應性，目前尚不了解其機制。本研究表明，鈉離子作為第二信使通過調節線粒體內膜的流動性來調控OXPHOS功能及ROS的產生。抑制鈉離子通過Na+/Ca2+交換體進入基質可阻斷該通路，阻止細胞適應缺氧環境。該結果揭示了鈉離子通過和磷脂互作調控OXPHOS功能及氧化還原信號的機制。[相關報導：Na+作為第二信使調控ROS產生]
Repeat expansions confer WRN dependence in microsatellite-unstable cancers
微衛星不穩定癌症中重複序列擴增使其獲得WRN依賴性
（導讀 郭懌暄）RecQ DNA解旋酶WRN是微衛星不穩定性（MSI）癌細胞的合成致死性靶點，但其分子機制不詳。本研究發現MSI細胞中TA雙核苷酸高度不穩定並出現大規模擴增，形成使複製叉停滯的非B型DNA二級結構，需要通過WRN解旋酶解開異常結構才能繼續複製。沒有WRN時，該重複序列會被MUS81核酸酶剪切，出現大規模染色體破碎，導致細胞分裂停滯或細胞凋亡。該結果說明靶向WRN的藥物可能對MSI相關癌症有效。[論文詳細信息]
The maternal microbiome modulates fetal neurodevelopment in mice
（導讀 阿金）母體腸道微生物組是否在關鍵產前期和缺乏環境挑戰時影響胎兒神經發育尚不明確。本研究發現抗生素治療或無菌母體的胚胎軸突生成相關基因表達下降，缺乏丘腦皮質軸突，丘腦軸突對細胞外因子應答的生長受損。母體微生物組調控母體血清和胎兒大腦中的大量小分子。特定微生物依賴代謝產物促進胎兒丘腦外植體的軸突生長。進行菌群定植或代謝物補充可糾正胚胎基因表達異常和丘腦皮質軸突生成缺陷。[相關報導：孕婦的腸道菌群，會影響胎兒的大腦發育]
Tumoural activation of TLR3–SLIT2 axis in endothelium drives metastasis
（導讀 王思菲）血管為腫瘤提供氧及養分並充當散播癌症的管道。本研究利用乳腺癌和肺癌的小鼠模型研究內皮細胞是否主動指揮癌症細胞擴散。深度測序結果顯示轉移性腫瘤誘導內皮中Slit2表達。敲除內皮Slit2抑制腫瘤擴散，但敲除腫瘤Slit2則促進轉移。腫瘤細胞的雙鏈RNA通過激活TLR3誘導內皮中SLIT2的表達。該研究結果表明Slit2依據細胞來源具有抑制或促進癌症轉移的作用。[論文詳細信息]
CTCF orchestrates long-range cohesin-driven V(D)J recombinational scanning
（導讀 王思菲）RAG內切酶在祖B細胞（pro-B）中啟動Igh基因座的V(D)J重排。本研究檢測線性RAG掃描以介導在G1阻滯的pro-B細胞系中遠端VH的使用潛力。使用生長素誘導方式，降解細胞中的黏附素部件RAD21，從而消除和RAG掃描相關的V(D)J重排及互作。雖然CTCF的降解抑制大部分基於CBE的染色質互作，但仍促進遠端VHs和重排中心及VH-to-DJH的結合。因此，下調CTCF阻滯物活性可促進長達2.7Mb的Igh基因座上黏附素驅動的RAG掃描。[相關報導：巴釗慶博士等揭示抗體重鏈V基因重排的重要機制]
Structural basis of salicylic acid perception by Arabidopsis NPR proteins
（導讀 阿金）水楊酸（SA）是植物抵抗病原體的重要激素，植物NPR蛋白為SA受體。本研究報告了擬南芥NPR4的SA結合核及其配體結合的晶體結構，揭示了NPR4與SA結合的方式，以及結合導致的NPR4構象改變。研究者還通過一系列實驗，探索了NPR4與NPR1與SA結合強度差異的結構基礎。該結果為進一步研究NPR蛋白介導的SA信號傳導和植物免疫鋪平道路。[論文詳細信息]
Structures of fungal and plant acetohydroxyacid synthases
（導讀 阿金）乙醯羥酸合酶（AHAS）催化支鏈胺基酸合成的第一步，包含催化亞基和調控亞基。本研究描述了釀酒酵母AHAS十六聚體和擬南芥AHAS十二聚體的結構，發現這些複合物的調控亞基形成一個核心，催化亞基二聚體依附在核心上，形成馬爾他十字星（Maltese corss）形狀。這些結構揭示了催化和調控亞基之間相互通訊，以及AHAS受底物反饋調節的機制，並證明AHAS的結構在進化上保守。[論文詳細信息]
【Astronomy-天文】Four annular structures in a protostellar disk less than 500,000 years old
（導讀 阿金）在主序前星中觀測到的環形結構被認為是行星形成的證據。本研究報告了一顆年輕（不到50萬年）原恆星IRS 63的星盤中觀測到四個環狀結構。IRS 63位於蛇夫座星際雲附近，是毫米波長內最明亮的一等原恆星，與其他年輕的星盤相比，IRS 63恆星盤也相對較大，其中的環形亞結構是星際塵埃顆粒成長的早期痕跡，同時也是行星形成的前提條件。[論文詳細信息]
【Physics-物理】Emergent electromagnetic induction in a helical-spin magnet
（導讀 阿金）傳統電感器由螺旋線圈組成，其電感大小與線圈體積成正比關係，因而難以縮小電感器尺寸。本研究製備出一種量子力學引起的電感，其由磁體中自旋螺旋電流驅動的動態變化誘導出的層展電場產生。在具有納米尺度自旋螺旋的磁器件中，觀測到-400nH的電感，可與商業電感器相媲美，但體積卻小一百倍。該成果為製備基於量子力學貝裡相層展電磁的簡單微型電感器提供思路。[論文詳細信息]
【Materials-材料】Near-perfect photon utilization in an air-bridge thermophotovoltaic cell
（導讀 阿金）熱光伏電池利用局部輻射熱能產生電能。本研究在In0.53Ga0.47As薄膜電池中嵌入一層空氣層（作為空氣橋），實現了近乎完美的低能光子反射，相對於現有的熱光伏電池其寄生吸收減少了四倍，電能轉換效率超過30%。當能帶外反射區域統一時，熱光伏能效對於增加電池帶隙或者降低發射器溫度幾乎不敏感。該結果擴大了有潛力的材料和熱源應用範圍。[論文詳細信息]
【Chemistry-化學】Intercepting fleeting cyclic allenes with asymmetric nickel catalysis
（導讀 阿金）環狀有機張力分子在許多反應過程中會產生瞬態的中間產物。本研究報告在不對稱催化反應過程中攔截到外消旋環丙二烯中間產物，證明兩種控制絕對立體化學的機制：丙二烯對映體的動態分化以及π-丙烯基鎳配合物的去對稱化。結果表明環丙二烯除環加成和親核反應外，還具有新的反應活性，為進一步研發不對稱催化反應奠定基礎。[論文詳細信息]
【Geoscience-地球科學】A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks
（導讀 紫蘇）一氧化二氮(N2O)，是一種長期在大氣中積累的溫室氣體，在過去150年的其大氣濃度增加導致臭氧消耗和氣候變化。本文採用自下而上（清單、測量通量的統計推斷、基於過程的陸地和海洋模型）和自上而下（大氣反演）的方法，對1980年至2016年全球N2O源和匯進行了全面的量化。估計2007年至2016年間全球N2O排放量為每年17.0兆噸氮（自下而上）和16.9兆噸氮（自上而下）。最近排放量的增長超過了一些最高的預測排放情景，強調了減少N2O排放量的緊迫性。[論文詳細信息]
【Socieal Science-社會科學】Local exposure to inequality raises support of people of low wealth for taxing the wealthy
（導讀 阿金）個體之間的社會性比較有助於社會態度的形成，隨著全球不平等的增長，比較在增加，日常經歷通過社會階級信號使經濟差距更突出。本研究表明，擁有更低經濟社會地位的個體群支持重新分配財富。研究人員在南非諸國展開一項安慰-對照田野實驗，行人被要求在請願書上簽名，支持增加富人稅收促進財富重新分配。結果發現社會不平等似乎會影響當地人對此的傾向，同時不平等可能也會壓制參與度。[論文詳細信息]