審校 紫蘇 山村水郭 小象 棒冰 咖喱 小鍋 書牧
Half a century of global decline in oceanic sharks and rays
（導讀 紫蘇）過度捕撈正在破壞海洋，本研究計算了兩個成熟的指標來跟蹤愛知生物多樣性目標和可持續發展目標的進展：生命星球指數（18個海洋鯊魚和鰩魚物種的57豐度時間序列數據來衡量豐度變化）和紅色清單指數（所有31個物種的滅絕風險變化）。發現自1970年以來，由於相對捕撈壓力增加了18倍，全球大洋鯊魚和鰩魚的數量減少了71%。迫切需要嚴格禁止和以科學為基礎的預防性漁獲量限制，以避免種群崩潰，避免生態功能受到破壞，並促進物種恢復。
Neural circuit mechanisms of sexual receptivity in Drosophila females
（導讀 阿金）目前尚不清楚交配前雌性果蠅整合內（交配狀態）、外感受性（雄性求愛歌曲）信息調節陰道板打開（VPO）的神經機制。本研究發現一對雌性特有的下降神經元（vpoDNs）接收來自聽覺神經元（vpoENs）和pC1神經元的興奮性輸入信號。交配減弱vpoDNs對歌曲的應答，從而降低已交配雌性的接受性。該模塊由pC1神經元介導。該結果表明vpoDNs可直接整合外部和內部信號調控雌性交配決策。
Availability of food determines the need for sleep in memory consolidation
（導讀 郭懌暄）本研究發現食慾制約後餵食的果蠅需更長睡眠進行記憶整合，由蘑菇體的前-後α′/β′神經元介導，訓練後飢餓的果蠅不需睡眠就可形成記憶，由內側α′/β′神經元介導。睡眠依賴和睡眠獨立的記憶依賴不同多巴胺能神經元和相應的蘑菇體輸出神經元。缺乏神經肽F的果蠅即便飢餓時仍需依賴睡眠形成記憶，表明飢餓決定環路選擇。該記憶環路的可塑性使果蠅在環境變化下保留重要信息。
An SHR–SCR module specifies legume cortical cell fate to enable nodulation
SHR–SCR分子模塊決定皮層細胞命運使豆科植物共生固氮
（導讀 郭懌暄）豆科植物可與固氮根瘤菌建立共生關係。本研究發現豆科植物蒺藜狀苜蓿（Medicago truncatula）皮層細胞的SHORTROOT-SCAREROW（SHR-SCR）幹細胞程序決定其獨特的細胞命運。調控因子驅動SCR在皮層細胞的表達，而SRH蛋白在蒺藜狀苜蓿皮層細胞中積累。該SHR-SCR網絡在豆類中具有保守性，對根瘤菌信號產生應答，啟動豆類特異性皮層細胞分裂，形成根瘤。異位激活豆類SHR和SCR也可誘導根皮層細胞分裂，表明SHR-SCR模塊的獲得使細胞分裂與根瘤菌感染偶聯起來。
Nociceptive nerves regulate haematopoietic stem cell mobilization
（導讀 阿金）造血幹細胞（HSCs）在骨髓的特異微環境中，受包括神經在內的各種調控。本研究發現動員HSC需要痛覺神經與交感神經協作以維持骨髓內的HSCs。痛覺神經元通過分泌降鈣素基因相關肽（CGRP）驅動粒細胞集落刺激因子（G-CSF）誘導的HSC動員。攝入含辣椒素的食物可激活痛覺神經元，提高小鼠HSC動員能力。該結果為提高HSCs產量用於幹細胞治療提供了新策略。
IspH inhibitors kill Gram-negative bacteria and mobilize immune clearance
（導讀 王思菲）IspH是合成類異戊二烯途徑的一種酶，對革蘭氏陰性菌等微生物至關重要，而其底物HMBPP在人類及其他靈長類體內能在極低濃度下激活Vγ9Vδ2 T細胞。本研究通過結構導向的類似物設計將一類IspH抑制劑的效價提高到納摩爾水平。這些前體藥物可殺死多種多重耐藥性細菌，但對哺乳類細胞相對無毒。這些前體藥能在細菌感染的人源化小鼠體內誘導人Vγ9Vδ2 T細胞擴增及激活。
COVID-19 treatments and pathogenesis including anosmia in K18-hACE2 mice
K18-hACE2小鼠的COVID-19治療和嗅覺喪失等症狀的發病機制
（導讀 王思菲）嗅覺喪失是COVID-19患者的常見症狀。本研究通過K18-hACE2轉基因小鼠，發現SARS-CoV-2感染導致嚴重肺部疾病，檢測到血栓及血管炎。小鼠在感染早期發生嗅覺喪失症狀。注射COVID-19康復者的血漿可保護感染小鼠不發生致命疾病，感染前的預防性注射可避免多種臨床症狀但無法避免嗅覺喪失。因此，K18-hACE2小鼠提供了研究COVID-19輕症及重症發病機制及評估治療性幹預的有效模型。
In vivo base editing rescues Hutchinson–Gilford progeria syndrome in mice
在體鹼基編輯可拯救小鼠Hutchinson-Gilford早衰症候群
（導讀 郭懌暄）Hutchinson–Gilford早衰症候群（HGPS）中LMNA基因發生C•G向T•A突變，RNA錯誤剪接產生progerin，導致患兒快速衰老、壽命縮短。本研究在患兒來源的培養成纖維細胞和HGPS小鼠模型中，利用腺嘌呤鹼基編輯器（ABE）直接糾正病理突變，治療後病理等位基因得到糾正，RNA剪接正常，progerin蛋白水平降低。出生後14天給予小鼠單次表達ABE的AAV9注射可顯著改善死亡率，延長壽命，表明在體鹼基編輯可作為HGPS和其他遺傳病的潛在治療方法。
Capping pores of alphavirus nsP1 gate membranous viral replication factories
甲病毒nsP1加帽蛋白形成的孔道是膜性病毒複製工廠的門控
（導讀 阿金）冠狀病毒、甲病毒等正意單鏈RNA病毒會在宿主細胞內誘導產生具膜細胞器，作為病毒轉錄和複製的工廠。本研究解析了甲病毒基孔肯雅病毒中RNA加帽蛋白nsP1的冷凍電鏡結構，揭示了其膜結合、寡聚和變構活化的結構基礎。該複合物為激活狀態的環狀12聚體，這暗示著該複合物可能在具膜病毒細胞器中發揮門控功能，控制已加帽病毒RNA的釋放。該結果為進一步的研究和藥物開發提供新思路。
Structures of the glucocorticoid-bound adhesion receptor GPR97–Go complex
結合糖皮質激素的黏附類受體GPR97–Go複合物的結構
（導讀 阿金）黏附類G蛋白偶聯受體是GPCR家族中重要的亞群，但對其配體調控或者結構的了解仍然有限。本研究發現糖皮質應激激素可激活黏附類GPCR G3（GPR97），並解析了與抗炎症藥物倍氯米松或類固醇激素皮質醇結合的GPR97-Go複合物的冷凍電鏡結構，發現糖皮質激素與跨膜結構域內一個口袋結構的結合。該結果為理解配體與黏附類GPCR七次跨膜結構域結合的結構基礎。
Seasonal origin of the thermal maxima at the Holocene and the last interglacial
（導讀 紫蘇）海洋沉積物巖芯重建的上一個和當前的冰川間期的熱值高峰與此前的模型預測存在矛盾。本研究發現此前對全新世和最後一個冰川間期的全球溫度重建反映了季節性，而不是年度溫度的演變。研究還採用新的方法證明自全新世開始全球年平均海面溫度一直在穩步上升，而最後一個冰川間期的年平均溫度穩定，且比全新世高。重建還表明現代全球溫度在過去12 000年中已經超過了年度水平，很可能接近上一個間冰期的溫度。
Global and regional drivers of land-use emissions in 1961–2017
1961–2017年全球和區域土地利用排放的驅動因素
（導讀 李昂）目前尚缺乏對土地管理和使用變化所產生溫室氣體（GHGs）排放趨勢和驅動因素的系統評估。本研究展示了1961至2017年國家、過程、GHG、產品特異的全球土地使用排放數據，2001年前全球每年土地使用排放相對穩定，等價於11G噸CO2；2001年後，單位土地排放增加，每十年CO2排放量增加2.4G噸，2017年達14.6G噸。所有地區排放強度均降低，但區域間排放差異持續存在。本研究為區域和行業對碳排放影響提供補充觀點。
A thin mantle transition zone beneath the equatorial Mid-Atlantic Ridge
（導讀 紫蘇）中脊通常不被認為在地球熱和化學演變中發揮作用。而本研究使用赤道大西洋中脊的海底地震數據約束地幔過渡區的不連續性。圖像顯示在約660千米深處，在寬約600千米的範圍內大約抬高10±4千米，在410千米則壓低了5±4千米。這種削弱作用與地幔中緩慢的剪切波速度相吻合。此外中大西洋海脊下地幔過渡帶的地震速度平均慢於大西洋老海底的速度。這些觀測結果表明，物質從下地幔向上地幔的轉移都中大西洋海脊有關。
Measuring the α-particle charge radius with muonic helium-4 ions
（導讀 阿金）由負電渺子和原子核構成的類氫系統可放大原子核結構引起的能量轉移，這些渺子可用來精確研究原子核結構。本研究測量了渺子氦-4離子中的2S-2P躍遷，得到α粒子的均方根電荷半徑的精確測量值為1.67824飛米。該原子光譜測量值與電子散射測量值完美一致，但精度卻是後者的4.8倍。該結果證明渺子原子核離子是研究原子核特性的精準工具。
Metastability of diamond ramp-compressed to 2 terapascals
（導讀 阿金）本研究使用斜波雷射脈衝將固體碳壓縮至2TPa，同時測量納秒時段內的時間解析度X射線衍射，發現固體碳仍保留金剛石結構，且穩態遠超理論預計。結果證實金剛石內的四面體分子軌道鍵強度在強壓之下保持不變，產生出很大的能壘阻止其轉變為更加穩定的高壓同素異形體。而且該研究施加的X射線衍射壓力是任何材料研究記錄中最高的。
Correlation-driven topological phases in magic-angle twisted bilayer graphene
（導讀 阿金）魔角扭轉雙層石墨烯（MATBG）可表現出一系列源自電子-電子強相互作用的關聯現象。本研究使用掃描隧穿顯微鏡，因循費米水平上能態局域密度的演變，創造了局域朗道扇形圖譜，揭示了六種拓撲相的存在，這些相源自有限磁場中的整數填充以及關聯性驅動的對稱破缺躍遷級聯。該結果表明電子強相互作用可影響MATBG能帶並驅動產生拓撲相。
【Chemistry-化學】Metallaphotoredox aryl and alkyl radiomethylation for PET ligand discovery
有助於發現PET配體的金屬光氧化還原芳基和烷基放射性甲基化過程
（導讀 阿金）正子斷層造影（PET）放射性配體是在體內表徵中樞神經系統的有力候選藥物。本研究報告一種通用的快速金屬光氧化還原催化方法，讓載有芳基和烷基溴化物的藥物前體甲基化，將氚和C-11組裝到化合物中。該方法簡化了放射性配體的發現過程，幫助研究人員實現了20種氚化、10種C-11標記複合藥物和PET放射性配體的快速合成，有潛力應用於其他多種藥用同位素的裝配合成。
【Social Science-社會科學】Monitoring hiring discrimination through online recruitment platforms
（導讀 阿金）許多經濟體中女性和少數族裔面臨勞動市場的不公平待遇，但目前人不清楚歧視的程度和渠道。本研究結合對招聘者在招聘網站上搜索行為的追蹤和監督機器學習來控制招聘者可見的所有應聘者的相關特徵。利用該方法分析瑞士公共招聘服務的在線招聘平臺，發現招聘者與移民和少數族裔聯繫率較公民主要族裔低4-19%。以男性主導的行業中女性要遭受7%的懲罰。該研究提供了一種可廣泛應用的非入侵式有效工具，幫助監測招聘歧視問題。