審校 小鍋 棒冰 書牧 鄧卓 山村水郭
製版 阿金
生物學
Biology
An atlas of the protein-coding genes in the human, pig, and mouse brain
人，豬和小鼠大腦蛋白質編碼基因圖譜
圖片來源：人類蛋白質組官網
（導讀 郭懌暄）大腦多樣化的生理和複雜的細胞組成使其成為哺乳動物體內最複雜的器官。本研究對來自人、豬和小鼠大腦的十個主要腦區和多個亞區，利用轉錄組分析和基於抗體的圖譜分析方法進行全面的分子解剖。分析找到區域性表達模式，並研究了三個物種間表達水平的異同。分析數據已經公布於Brain Atlas resource，可免費獲取，有潛力應用於探索和比較大腦不同區域個體蛋白編碼基因的表達。[相關報導：人、豬、鼠大腦蛋白質圖譜問世，進攻人類科學最後的前沿]
ZGLP1 is a determinant for the oogenic fate in mice
ZGLP1是小鼠卵子生成命運的決定因子
（導讀 郭懌暄）生殖細胞的性別決定對生殖細胞發育、有性繁殖至關重要。本研究發現轉錄因子ZGLP1在小鼠卵子發生程序和進入減數分裂發揮作用，位於骨形態發生蛋白下遊，但不在視黃酸（RA）下遊。ZGLP1過表達抑制Polycomb活性激活卵子生成程序，誘導體外原始生殖細胞樣細胞（PGCLCs）分化為胚胎卵細胞，RA信號作用於卵子生成程序成熟化和PGC程序抑制。該結果為體外配子生成和生殖醫學奠定基礎。[論文詳細信息]
Microenvironment mapping via Dexter energy transfer on immune cells
通過Dexter能量轉移在免疫細胞上的微環境作圖
（導讀 王思菲）許多疾病的病理學可以通過局部分子網絡或微環境來解釋。因此，酶鄰近標記平臺被廣泛應用於在亞細胞結構中定位更寬泛的空間關係。然而能高精準定位微環境的技術一直未找到。本研究報導了微環境定位平臺，利用光催化卡賓生成來選擇性地識別細胞膜上的蛋白質互作，稱作MicroMap（μMap）。μMap發現活淋巴細胞中構成PD-L1微環境的蛋白質，並在免疫突觸處被選擇性標記。[論文詳細信息]
A central master driver of psychosocial stress responses in the rat
大鼠社會心理應激應答的核心總驅動因子
（導讀 王思菲）心理壓力引發生理應答的機制未知。本研究發現社會心理應激信號從情緒相關的前腦區激活了VGLUT1-陽性的穀氨酸通路，該通路從前額葉皮層區的背足皮質和背腱膜(DP/DTT)到背內側下丘腦(DMH)。基因剔除和光遺傳學結果提示DP/DTTDMH通路驅動對社會心理應激產生的產熱、超熱、心血管交感神經應答並介導對社會心理應激因子的逃避行為。DP/DTT可能成為治療心身疾病的潛在靶標。[論文詳細信息]
A neurodevelopmental origin of behavioral individuality in the Drosophila visual system
果蠅視覺系統中個性行為的神經發育起源
（導讀 劉奇）大腦發育過程中不可遺傳噪音如何作用於行為變化尚未充分研究。本研究用果蠅證明了大腦環路連線的隨機變化和行為個性間的聯繫。背簇神經元(DCN)的視覺系統迴路顯示，自由行走果蠅的左右腦迴路不對稱性不可遺傳，具有特異性，且控制朝向。不對稱性越強，個體對視覺對象的定向越好。沉默DCNs消除了解剖學和行為間的相關性，而誘導DCN不對稱可提高對象反應。[論文詳細信息]
Replay of cortical spiking sequences during human memory retrieval
人類記憶提取時皮質尖峰序列的重放
圖片來源：pixabay
（導讀 劉奇）情節記憶編碼和檢索過程中人類單個單元活動如何在時間上組織仍未知。本研究發現人類皮層的波紋振蕩反映了組織成記憶特異性序列的單個單元的脈衝活動。尖峰序列在記憶形成過程中反覆出現，在成功的記憶提取過程中重放。數據表明，人類的情節記憶由特異神經活動序列編碼，記憶回想涉及重置該活動的時間順序。[相關報導：記憶的「昨日重現」，或取決於大腦「放電」模式]
Pervasive functional translation of noncanonical human open reading frames
人類非經典開放閱讀框的普遍功能性翻譯
（導讀 劉奇）經典編碼序列(CDSs)外的翻譯普遍存在但功能未知。本研究利用基於CRISPR的系統性篩選策略找到數百個對細胞生長至關重要的非經典CDSs。其編碼的微蛋白具有不同的細胞定位和特定結合蛋白，在人類淋巴細胞抗原系統中有數百個微蛋白存在。其中多個位於上遊開放讀碼框編碼的微蛋白可與同一信使RNA上編碼的主要經典蛋白形成穩定複合物，揭示哺乳動物運用功能性雙順反子操縱子。[論文詳細信息]
PE/PPE proteins mediate nutrient transport across the outer membrane of Mycobacterium tuberculosis
結核分枝桿菌PE / PPE蛋白介導營養物質的跨外膜轉運
（導讀 陳欣桐）結核分枝桿菌外膜缺乏轉運小分子物質到細胞周質的典型孔蛋白通道。本文發現當脯氨酸-脯氨酸-穀氨酸（PPE）蛋白家族的PPE51突變後，細菌不能利用丙醯胺等營養物質，且對細胞壁組成部分phthiocerol dimycocerosate（PDIM）的減少有依賴性生長作用；響應鎂離子和磷酸鹽的PE/PPE基因簇突變株也有類似現象。這表明PDIM決定結核菌外膜的低滲透性，而PE/PPE蛋白是溶質特異性通道。[論文詳細信息]
Sequencing metabolically labeled transcripts in single cells reveals mRNA turnover strategies
在單細胞中對代謝標記的轉錄本進行測序揭示了mRNA的周轉策略
（導讀 郭懌暄）哺乳細胞中mRNA水平可由生成和降解速率來調節。本研究開發出單細胞水平對代謝標記及已有未標記轉錄本進行同時定量的方法，確定了小腸幹細胞在細胞周期及分化中轉錄本生成和降解速率，揭示其主要調控策略，這些策略在調控動態範圍和基因表達準確性上產生明顯效果。這一發現有助於理解在異質性群體中單個細胞如何塑造自己的基因表達動態變化。[論文詳細信息]
材料科學
Materials Science
Triple-halide wide–band gap perovskites with suppressed phase segregation for efficient tandems
相分離抑制以實現有效雙峰的三滷化物寬帶鈣鈦礦
（導讀 王嘉媛）寬帶隙鈣鈦礦太陽能電池易受到光致相分離和低開路電壓的限制。本研究報告了使用三滷化物合金（氯、溴、碘）調節帶隙形成1.67eV寬帶隙鈣鈦礦頂部電池，使光載流子壽命和電荷遷移率提高了2倍。觀察得到薄膜中的光誘導相分離也得到抑制，並且在60°C的最大功率點（MPP）運行1000小時後，頂部電池的降解小於4％，最終實現了27％的PCE。[論文詳細信息]
Efficient tandem solar cells with solution-processed perovskite on textured crystalline silicon
在紋理化晶體矽上長溶液處理的鈣鈦礦得到高效串聯太陽能電池
（導讀 王嘉媛）本研究報告了將溶液處理的微米級鈣鈦礦頂部電池與完全紋理化的矽異質結底部電池相結合的疊層電池。為克服微米級鈣鈦礦的電荷收集的困難，將矽金字塔底部的耗盡寬度提高了三倍。並在鈣鈦礦表面錨固自限鈍化劑1-丁硫醇從而增加擴散長度並進一步抑制了相偏析。最終鈣鈦礦矽疊層太陽能電池的功率轉換效率達到25.7%且穩定性良好。[論文詳細信息]
物理學
Physics
Single-atom vibrational spectroscopy in the scanning transmission electron microscope
利用掃描透射電子顯微鏡探究單原子振動光譜
圖片來源：Kepaptsoglou, SuperSTEM
（導讀 阿金）原子尺度缺陷能顯著改變固體的局域振動響應以及其宏觀屬性。本研究使用高解析度電子能量損失譜，展示了石墨烯中由單個矽雜質誘導的振動模式響應變化。理論計算與實驗結果匹配，揭示了測量到的譜特徵源於缺陷誘導的贗局部聲子模式。該結果表明具有單原子靈敏度的電子顯微振動譜具有較高應用潛力，適用於物理、化學和材料科學等領域。[論文詳細信息]
Topological structure and dynamics of three-dimensional active nematics
三維活性向列相的拓撲結構和動力學
（導讀 劉奇）拓撲結構可有效描述多體系統非平衡動力學。本研究將可產生力的微管束分散在無源膠體液晶，形成三維有源向列相液晶。研究人員通過顯微成像揭示出有源向列相液晶毫米尺度結構的時間演化過程。研究結果為分析各類體各向異性系統的非平衡動力學提供了一個可靠實驗框架。[論文詳細信息]
A scalable realization of local U(1) gauge invariance in cold atomic mixtures
冷原子混合物中局部U（1）規範不變性的實現
（導讀 阿金）基礎物理學定律指出，規範場介導帶電粒子之間的相互作用，其中一個範例是基於U（1）規範對稱性的電子-電磁場互作用的量子理論。本研究在一維空間中提出一個U（1）規範理論的可擴張量子模擬器。利用原子混合物不同粒子間的自旋交換碰撞，研究人員實現物質和規範場之間的規範不變相互作用。實驗結果為連續規範理論的量子模擬搭建了一個重要平臺。[論文詳細信息]
期刊徵稿
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