在本周科学

科学2021年4月16日:
第372卷,第6539期,250页
  1. 消防生态学

    北方森林火灾后的碳循环

    1. 安德鲁·m·瑟顿

    阿拉斯加的烧伤黑云杉森林迅速恢复,燃烧后燃烧后的落叶物种。

    照片:Michelle C. Mack

    在北半球的北方森林中,野火活动不断增加,从生物量和土壤中释放碳到大气中,这可能对气候变暖产生反馈。在一项长期研究中,麦克et al。分析了野火对阿拉斯加北部森林碳平衡的影响,特别关注森林 - 再生模式。在火灾之后,大多数研究部位的物种组成从黑色云杉变为针叶树和落叶阔叶树种的混合物。已经转移到落叶派对的立场比返回黑色云杉的优势的含量更多的土壤碳。因此,落叶树的功能性状补偿了土壤碳的燃烧丧失,指向北方森林火灾对气候变暖的反馈效果的潜在缓解。

    科学,这个问题p。280

  2. 古生物学

    估计恐龙丰富

    1. Sacha Vignieri.

    估计物种的丰富是现存物种的常见做法,可以揭示其生态,演化和威胁水平的许多方面。估计灭绝的物种丰富,特别是那些长期灭绝的物种,是一个棘手的努力。马歇尔et al。利用现存物种的体型大小和种群密度之间的关系来估算密度、分布、总生物量和物种持久性等特征,雷克斯霸王龙,揭示了以前不为人知的种群生态。

    科学,这个问题p。284

  3. 信号转导

    用于控制新陈代谢的电路设计

    1. l·布莱恩·雷

    酵母中的转录控制机制,允许细胞响应营养浓度的变化工作非常类似于家用光调光开关。也就是说,系统分别控制基因表达是“开启”或“关”和基因表达的程度。当酵母需要从代谢葡萄糖切换到代谢半乳糖时,激活半乳糖响应途径。Ricci-Tam.et al。研究发现,酵母不是使用两个独立的元件来进行开关和调光控制,而是使用单一的转录因子Gal4p,分别调节其丰度(通过转录调控)和催化活性(通过与蛋白质结合伙伴的相互作用)。这种调节可能是常见的,可以允许在生理和进化的时间尺度上对环境作出反应。

    科学,这个问题p。292

  4. 一步净化和脱盐

    1. Marc S. Lavine.

    用于饮用目的的水净化可能需要多个过滤步骤和技术去除盐和重金属等污染物。如果恢复,一些污染物可以具有值,但这些污染物通常在废物流中排出。uliana.et al。描述了一种通过将多孔芳香框架(PAF)纳米颗粒掺入离子交换膜(如磺化聚合物制成的离子交换膜)来制造坚固的、可调节的吸附膜的一般方法。使用一系列的阳离子和阴离子交换膜去除盐,PAF粒子可以被选择来捕获特定的目标离子,如铜、汞或铁离子。这允许同时脱盐和去污的水。

    科学,这个问题p。296

  5. 量子网络

    一个三节点量子网络

    1. 伊恩S.奥斯本

    未来量子网络将提供开发真正安全的通信信道的手段,并将在许多其他基于量子的技术中具有应用。庞皮利et al。提出了一种基于光子耦合的固态自旋量子位(金刚石中的氮空位中心)的三节点远程量子网络。在网络上实现两个量子协议。纠缠分布和纠缠交换是探索、测试和发展多节点量子网络和量子协议的关键平台。

    科学,这个问题p。259.

  6. 2D材料

    扭曲和迎宾

    1. Jelena Stajic.

    量子材料中的电子即使在底层的晶格不这样的情况下也可以破坏旋转对称性。在许多非传统超导体中观察到这种称为inematicity的现象。曹et al。发现,最近发现超导电性的魔法角扭曲双层石墨烯也表现出象征性。通过传输测量观察旋转对称性的破裂,其表现出特征各向异性。

    科学,这个问题p。264.

  7. 肿瘤免疫学

    免疫治疗的顺序很重要

    1. 丹·a·鸿星尔克还

    免疫检查点梗阻在各种癌症类型中临床上成功,但许多治疗的患者复发。确定诱导全身抗肿瘤免疫力的有效组合疗法至关重要。免疫检查点梗死与局部辐射相结合可以改善抗肿瘤反应,但仍然不明确这些疗法的序列改变疗效。魏et al。使用小鼠肿瘤模型证明,与SBRT前给予抗pd -1治疗相比,SBRT后给予抗pd -1治疗可获得更好的全身抗肿瘤免疫、脱靶效应和保护作用。这些数据与肿瘤内CD8的改善相关+T细胞反应和CD8下降+局部和远处肿瘤中的T细胞死亡这项研究为肿瘤患者SBRT后给予抗pd -1提供了临床基础。

    科学。Immunol。6.,EABG0117(2021)。

  8. 成像

    特定病原体宠物

    1. Caitlin Czajka.

    entobacterales.感染可影响体内不同部位,多药耐药菌株难以诊断和治疗。德et al。二手了18.f标记糖醇作为一种细菌特异性显像剂来检测和监测患者的感染。正电子发射断层扫描(PET)/计算机断层扫描成像显示示踪剂选择性摄取entobacterales.感染与其他类型的炎症或癌症相反。用抗生素治疗后患者的药物易感感染部位减少了信号。作者还表明,成像剂可以将细菌感染与严重急性呼吸综合征冠状病毒2分化在仓鼠模型中,支持其用于特异性成像的用途。

    科学。翻译。Med。13.,eabe9805(2021)

  9. 量子计算

    在平台上对抗噪音

    1. 菲尔Szuromi

    量子计算机解决传统计算机难以解决的问题的潜力推动了硬件制造的进步。在实践中,实现量子计算机的主要挑战是,一般的多粒子量子态对噪声高度敏感,这不可避免地会导致量子算法的错误。一些噪声源是现有材料平台固有的。德莱昂et al。回顾量子计算机的五个平台所面临的材料挑战,并提出解决方案的方向。

    科学,这个问题p。EABB2823

  10. 微生物基因组学

    挖掘野生动物微生物群落

    1. 劳拉·m·锥盘

    我们刚刚开始检查与其他生物相关的众多细菌。莱文et al。从四个不同的大陆中抽出184个野生动物的粪便,包括鱼,鸟类和哺乳动物,以调查肠道细菌的多样性(通过Lind和Pollard看到视角)。它们发现了超过1000个以前未描述的细菌种类,并确定了与微生物群的组成,多样性和功能含量相关的因素。支持特定细菌与动物生活方式的关联,它们鉴定出蛋白酶,一些先前未被描述的,从肠道秃鹰的肠道中可以分解可能在其腐肉饮食中存在的毒素。

    科学,这个问题p。EABB5352;参见p。238.

  11. 神经科学

    记录了很多神经元很长一段时间

    1. 彼得斯特恩

    慢性记录的最终目的是在几天或几周内从同一神经元中取样。然而,对于大量的神经元来说,这一目标很难实现。斯坦梅茨et al。描述神经自动增速箱2.0的开发和测试。这种新的电生理记录工具是一种小型化的高密度探针,用于急性和长期实验,结合复杂的软件算法,用于全自动后HOC计算稳定。该技术还提供了一种用于将录制站点的数量扩展超出可用记录信道的数量的策略。在自由移动的动物中,因此可以遵循极大的单独神经元并用相同的探针跟踪周数和偶尔几个月。

    科学,这个问题p。EABF4588.

  12. 神经发育

    更多并非总是更好

    1. 帕梅拉·j·海恩斯

    x -连锁基因的突变通常影响男性多于女性,但相反的特征Protocadherin-19基因(PCDH19.)在X染色体上。PCDH19细胞粘附分子的突变会导致认知障碍,女性比男性受影响更大。Hoshinaet al。学习老鼠PCDH19.突变,显示PCDH19与另一个细胞粘附分子之间的错配,当大脑的牙突纤维形成突触时会引起麻烦(参见Shohayeb和Cooper的角度)。在杂合的凝固中,突变体PCDG19将合作伙伴细胞粘附分子螯合到功能障碍复合物中。在血液灌注的环境中,如雄性,足够的伴侣细胞 - 粘附分子可自由漫游,使功能相互作用。

    科学,这个问题p。eaaz3893.;参见p。235.

  13. 冠状病毒

    模式和瓶颈

    1. 卡罗琳灰

    每年进入严重的急性呼吸综合征冠状病毒2大流行,我们正在经历新的变种的波浪。这些变体中的一些令人担忧的功能影响,例如增加的传播性或抗体治疗逃逸。Lythgoe.et al。对1000多名医院病人的分离株进行了深入测序,以查明病毒在个体中是如何变异的。总体而言,宿主内病毒多样性似乎具有一致和可复制的模式。作者在大多数样本中只观察到一到两个变异,但有少数携带许多变异。尽管证据显示了强大的净化选择,包括在负责病毒进入的刺突蛋白,作者也看到了与家庭和其他可能的超级传播者事件相关的传播集群的证据。在传播之后,大多数变种都失败了,但偶尔也有一些开始持续传播和更广泛的传播。

    科学,这个问题p。eabg0821

  14. GUT生理学

    杯状细胞的多样性

    1. 卡罗琳灰

    成年人的肠道表面积平均为30平方米,每天轰炸Xenobiotics和微生物。由杯状细胞合成的粘液供应保护阻挡涂层。nyström.et al。发现爪子细胞沿着肠道的长度并不相同;相反,它们根据位置形成不同的功能群体。小肠粘液用抗微生物肽系在抗微生物肽上,并且对小分子渗透;下游,产生较厚的粘液,以排除细菌和异种菌。粘液从隐窝内的脚卵细胞渗出厚羽毛,以屏蔽干细胞的乳房。在隐窝之间的高度分化的杯状细胞之间产生可渗透的粘液。一起,两种类型的粘液形成了一种侵蚀肠上皮的网络。然而,如果肾间脚卷细胞变得功能障碍,则暴露的上皮暴露于细菌并易于发展结肠炎。

    科学,这个问题p。eabb1590

  15. 量子模拟

    最小的Weyl半型

    1. Jelena Stajic.

    许多化合物现在已被鉴定为韦尔半金属,这种材料具有罕见的电子能带结构,其特征是所谓的韦尔点。韦尔点总是成对出现,但迄今为止研究的固体材料至少有四个。王et al。在光学晶格中被捕获的超冷原子气体中,设计出具有最少韦尔点数(2)的韦尔半金属状态(见Goldman和Yefsah的透视)。为了做到这一点,研究人员必须在这个系统中创建三维自旋轨道耦合。由此产生的能带结构的相对简单性将使其更容易观察到与这种状态相关的不同寻常的效应。

    科学,这个问题p。271;参见p。234.

  16. 古生物学

    保护古生物学

    1. Sacha Vignieri.

    人类活动导致广泛的物种和系统下降。预防此类下滑导致我们专注于对生态系统功能的物种或保护的保护。看着过去的物种和系统变革模式可以帮助我们了解对这些策略的长期影响的理解。布兰科et al。从伊比利亚半岛的过去2100万年来研究了哺乳动物,即使在分类的分类变异性上,也要在长期的功能性瘀滞中找到(参见罗诺丁和银行家的角度)。功能生态系统对生态系统崩溃更具抵抗力。

    科学,这个问题p。300;参见p。237.

  17. 磁性

    一条螺旋旋转液体

    1. Jelena Stajic.

    量子旋转液体避免常规磁性排序到最低温度。这种物质状态的候选人中,有机盐,如κ-(卧床TTF)22(CN)3.一直突出。米奇et al。使用电子旋转共振研究了这种材料,以阐明其地面状态的性质。代替预期的无形状态,旋转易感性的温度依赖性表明旋转间隙的形成。

    科学,这个问题p。276

  18. 海洋微生物学

    基因组揭示了营养应激模式

    1. Michael A. Funk.

    在海洋表层,氮、铁和磷都可以限制浮游植物的营养,这取决于位置。Usticket al。使用了普遍存在Prochlorocccus.与养分获取有关的基因,以发展推断出的全球海洋养分压力地图(见Coleman的展望)。他们发现了与地球系统模型和营养添加实验相一致的广泛的限制模式。以这种方式利用宏基因组数据是一种很有吸引力的方法,它将有助于扩大我们对广阔海洋生物地球化学的理解。

    科学,这个问题p。287;参见p。239.

  19. 激酶

    mtorc2标记为成熟的激酶

    1. 魏辉

    AGC系列激酶如AKT和蛋白激酶C(PKC)的活性需要在不同部位的多种磷酸化事件。Baffi.et al。在Akt和PKC中发现了一个进化上保守的基元,称为雷帕霉素靶蛋白(TOR)相互作用基元(TIM),该基元在哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物2 (mTORC2)中被激酶TOR磷酸化才能被激活。mTORC2磷酸化PKC TIM使新合成的PKC二聚消失,最终达到完全活性。这些结果突出了目前正在临床开发的TOR激酶抑制剂的潜在负面影响。

    科学。信号。14.,eabe4509(2021)。

  20. 材料科学

    改变平衡

    1. Joseph C. PrestigiaComo.

    补偿半金属具有不寻常的材料性质和奇异的量子态的物质,由相等数量的正负电荷载流子介导。Chatterjeeet al。发现锑化镥(lutetium antimonide, LuSb)中载流子的平衡可以通过将其限制在超薄外延薄膜中来调节,结果表明,当薄膜厚度减少到少数单分子层时,带正电荷的空穴消失。当键不匹配到半导体化的锑化镓衬底时,在薄膜的界面上还观察到一种新的二维空穴气体。利用这种方法,作者对半金属LuSb中非饱和磁电阻的起源提供了见解。

    科学。adv。10.1126 / sciadv。abe8971(2021)。

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