仪器网（yiqi.com）欢迎您！

2023年9月13日，中国学者/中国学者在Nature发表14项研究成果。 iNature 系统评估了这些结果：

2023年9月13日，东北大学左亮团队在《Nature》在线发表题为“Flatband λ-Ti3O5针对非凡太阳能蒸汽发电”的研究论文。 该研究提出了一种通过引入平带电子结构来大幅改善能态的方法。 关节密度的途径。 研究表明，由于Ti-Ti二聚体在费米能级附近引起的平带，金属λ-Ti3O5粉末具有高达96.4%的太阳光吸收率。 通过将它们整合到具有锥形腔体的三维多孔水凝胶蒸发器中，在一次太阳照射下实现了每平方约 3.5 wt% 盐水的前所未有的高蒸发率，而没有盐沉淀。 米每小时6.09公斤。 从根本上讲，λ-Ti3O5表面暴露的Ti-Ti二聚体和U型凹槽结构有利于吸附水分子的解离和界面水以小团簇的形式蒸发。 这项工作强调了钛钛二聚体诱导的平面带在特殊 U 形凹槽中连接太阳能吸收和促进水分解的关键作用，为经济高效的太阳能发电提供了见解。

据悉，这也是东北大学首个Nature研究成果。

2023年9月13日，清华大学刘玉乐团队在《Nature》在线发表题为“水杨酸甲酯介导植物空中防御的分子基础”的研究论文。 研究表明，水杨酸甲酯（MeSA）、水杨酸结合蛋白-2（SABP2）、转录因子NAC2和水杨酸羧甲基转移酶-1（SAMT1）形成信号通路，介导对蚜虫和病毒的AD抗性。 空气中的 MeSA 被邻近植物中的 SABP2 感知并转化为水杨酸。 然后水杨酸引起信号转导级联，激活NAC2-SAMT1模块进行MeSA生物合成，诱导植物抗蚜虫免疫力并减少病毒传播。 为了解决这个问题，一些蚜虫传播的病毒编码含有解旋线圈的蛋白质，这些蛋白质通过与 NAC2 相互作用以亚细胞重新定位和破坏 NAC2 的稳定性来抑制 AD。 因此，植物对蚜虫的驱避作用较小，更适合蚜虫生存、侵染和病毒传播。 这项研究揭示了AD和蚜虫-病毒共同进化的机制基础，证明AD是控制蚜虫和病毒的潜在生物激励策略。

2023年9月13日，浙江大学谢涛和赵谦在《Nature》在线发表了题为“Shape Memory Polymer with Programmable Recovery Onset”的研究论文。 这项研究通过相分离操作使用四维可打印形状记忆。 可编程恢复起始点的目标是通过水凝胶实现的，其形状变化动力学主要由内部质量扩散主导，而不是常见形状记忆聚合物中的传热。

2023年9月13日，上海交通大学范春海和王飞在《Nature》杂志在线发表题为“DNA-basedprogrammablegatearraysforgeneral PurposeDNAcomputing”的研究论文。 这项研究展示了一种用于 DNA 可编程门阵列 (DPGA) 的集成多层 DIC 系统。 研究发现，使用通用单链寡核苷酸作为均匀传输的信号可以实现大规模 DIC 的可靠集成，同时具有最小的泄漏和通用计算的高保真度。 使用 24 个可寻址双轨门重新配置单个 DPGA 可以启用使用路由指令编程的超过 1000 亿个不同的循环。 为了控制分子固有的随机碰撞，作者设计了 DNA 折纸寄存器，为级联 DPGA 的异步执行提供方向性。 二次方程求解 DIC 就是一个例子，它由三层级联 DPGA 组成，包括 30 个逻辑门和大约 500 条 DNA 链。 作者进一步证明，DPGA 与模数转换器的集成可以对与疾病相关的 microRNA 进行分类。 集成大规模 DPGA 网络而不显着信号衰减的能力标志着迈向通用 DNA 计算的关键一步。

2023年9月13日，香港城市大学张华教授和伦敦帝国理工学院Anthony RJ Kucernak教授在《Nature》在线发表题为“Phase-dependent Growth of Pt on MoS2 for High effective H2 Evolution”的研究论文。 这项研究报告了高相纯度的MoS2纳米片的生产，并表明2h相模板促进了Pt纳米粒子的外延生长，而1T'相支持单原子分散的Pt（s-Pt）原子，Pt负载量高达10重量％。 研究发现，在s-Pt/1T′-MoS2体系中，Pt原子占据三个不同的位置。 密度泛函理论计算表明，位于Mo原子顶部的Pt原子的氢吸附自由能接近于零。 这可能有助于在酸性介质中有效地电催化析氢，其中 s-Pt/1T'-MoS2 在 -50 mV 过电势下的质量活性经测量为 85±23 a mgPt-1，质量归一化交换电流为密度为127 a mgPt-1，H型电池和原型质子交换膜电解槽在室温下运行性能稳定。 尽管相稳定性的限制阻碍了高温下的操作，但预计 1T'-TMD 也将有效支持针对其他重要反应的其他催化剂。

2023年9月13日，杜克大学何胜阳、周培、董克在《Nature》在线发表了题为“Bacterial Pathogens Deliver Water-and Solute-Permeable Channels to Plant Cells”的研究论文。 这项研究证明了 AvrE 家族效应子折叠成类似于细菌孔蛋白的 β 桶结构。 AvrE 和 DspE 在非洲爪蟾卵母细胞中的表达导致卵母细胞向内和向外流动、水渗透性和渗透压依赖性卵母细胞肿胀和破裂。 脂质体重建证实，单独的 DspE 通道足以允许荧光素染料等小分子通过。 根据预测的DspE通道孔径（15-20 Å），有针对性地筛选化学阻断剂，发现聚氨基胺树枝状大分子是DspE/AvrE通道的抑制剂。 因此，这项研究揭示了一个重要的细菌效应子家族的生化功能，在细菌发病机制的研究中具有广泛的概念和实际意义。

2023年9月13日，伦敦大学学院/莫菲尔德眼科医院的周玉坤和Pearse A. Keane在《自然》杂志上联合发表了题为“A Foundation model forgeneralisablediseaseDetectionfromretinalimages”的研究论文。 该项目研究报告了AI视网膜基础模型（RETFound）的开发和验证，旨在缓解AI模型对海量标注数据的需求，增强模型在疾病检测任务上的泛化能力。 RETFound是眼科领域第一个基础模型，拥有目前最大的训练数据库和最全面的验证任务之一。 该开源模型（https://github.com/rmaphoh/RETFound_MAE）可应用于定制的下游任务，以促进多样化的眼科研究。

2023年9月13日，威尔康奈尔医学院Matthew B. Greenblatt团队（孙军为第一作者）在《Nature》在线发表题为“A vertebral skeletal dry cell lineage Driving metastasis”的研究论文。 该研究鉴定出一种椎骨干细胞 (vSSC)，它与其他细胞表面标记物共表达 ZIC1 和 PAX1。 血管间充质干细胞表现出干细胞的正式证据，包括自我更新、标签保留以及处于分化层次的顶部。 血管间充质干细胞是椎体骨形成的生理介质，因为血管间充质干细胞生成成骨细胞能力的基因阻断会导致椎体神经弓和椎体的缺陷。 人类 vSSC 可以在椎体终板标本中被识别，并显示出保守的分化层次和干性特征。 多种证据表明，vSSC 导致乳腺癌中观察到的高椎体转移倾向，部分原因是新型转移营养因子 MFGE8 的分泌增加。 综上所述，我们的研究结果表明，vSSC 与其他骨骼干细胞不同，介导椎骨独特的生理和病理，包括促进椎骨转移的高发生率。

2023年9月13日，王力与加州大学旧金山分校的Arnold R. Kriegstein在《Nature》在线发表了题为“A cross-species proteomic map Revealed neoteny of human synapsedevelopment”的研究论文。 该研究绘制了人类、猕猴和跨物种小鼠新皮质突触发育的蛋白质组图。 通过跟踪从妊娠中期到成年早期 1000 多种突触后密度 (PSD) 蛋白的变化，研究发现人类 PSD 成熟发生在由不同途径主导的三个主要阶段。 跨物种比较表明，人类 PSD 的成熟速度比其他物种慢两到三倍，并且在围产期含有更高水平的 Rho 鸟嘌呤核苷酸交换因子 (RhoGEF)。 人类神经元中 RhoGEF 信号传导的增强会延迟树突棘的形态成熟和突触的功能成熟，可能有助于人类大脑发育的从头特征。 此外，PSD 蛋白可分为四个模块，发挥特定阶段和细胞类型的功能，这可能解释了它们与认知功能和疾病的差异关联。 总而言之，突触发育的蛋白质组图谱为研究突触成熟的分子基础和进化变化提供了蓝图。

2023年9月13日，英国剑桥大学Ingo H. Greger团队（张丹阳为第一作者）在Nature在线发表题为“StructuralmobilitytunessignalingoftheGluA1AMPAglutamatereceptor”的研究论文。 本研究鉴定并表征了 GluA1 同源四聚体的冷冻电镜结构，该结构完全被 TARPγ3 辅助亚基 (GluA1/γ3) 占据。 静息和开放状态 GluA1/γ-3 的门控核心与含 GluA2 受体的门控核心非常相似。 然而，序列多样化的 N 端结构域 (NTD) 创建了高度移动的组装体，使得配体结合结构域层的结构域交换和亚基重排在脱敏状态下很明显。 这些转变是 GluA1 独特动力学特性的基础。 增加 NTD 动态的 GluA2 突变体 (F231A) 表现出这种行为并表现出减少的突触反应，反映了 AMPAR NTD 在突触处的锚定功能。 总而言之，这项工作强调了亚基多样化的 NTD 如何决定 AMPAR 亚型之间的亚基排列、门控特性以及最终的突触信号传导效率。

2023年9月13日，东京大学的Toshiyuki Shimizu和Umeharu Ohto（张志宽为第一作者）在《Nature》在线发表了题为“Structural basic for thioredoxin-mediasuppression of NLRP1 inflammasome”的研究论文。 研究发现，通用表达的内源性硫氧还蛋白（TRX）是NLRP1的结合剂，也是NLRP1炎症小体的抑制剂。 人 NLRP1 的冷冻电镜结构显示 NLRP1 与草地贪夜蛾 TRX 结合。 NLRP1 和人 TRX 的诱变研究表明，氧化形式的 TRX 与 NLRP1 的核苷酸结合域子域结合。 这一观察结果凸显了 TRX 的氧化还原活性半胱氨酸在 NLRP1 结合中的关键作用。 细胞实验表明，TRX抑制NLRP1炎症小体的激活，从而负向调节NLRP1。 总而言之，这项研究将 TRX 系统确定为先天免疫的内在检查点，并为未来针对该系统中 NLRP1 炎性体激活的治疗干预提供了机会。

2023年9月13日，奥地利科学院的Juergen A. Knoblich和Chong Li与苏黎世联邦理工学院的Barbara Treutlein在《自然》杂志在线发表了题为“Single-cell Brain Organoid Screening recognizesdevelopmental issues in autism”的研究论文。 这项研究提出了 36 个与转录调控相关的高风险自闭症谱系障碍基因的扰动，揭示了它们对细胞命运决定的影响。 研究发现背侧中间祖细胞、腹侧祖细胞和上层兴奋性神经元是最脆弱的细胞类型。 这项研究从单细胞转录组和染色质模式构建了大脑类器官的发育基因调控网络，并确定了与自闭症谱系障碍相关和扰动丰富的调控模块。 干扰 BRG1/BRM 相关因子 (BAF) 染色质重塑复合物的成员会导致腹侧端脑祖细胞的富集。 具体来说，BAF 亚基 ARID1B 的突变影响祖细胞向少突胶质细胞和中间神经元前体的命运转变，这种表型在患者特异性诱导多能干细胞衍生的类器官中得到证实。 总而言之，这项研究为类器官模型中疾病易感基因的高通量表型表征（具有细胞状态、分子途径和基因调控网络读数）铺平了道路。

2023年9月13日，麻省理工学院Martin Z. Bazant团队（赵宏波为第一作者）在《Nature》在线发表了题为“Learning异构反应动力学从X射线视频像素逐像素”的研究论文。 这项研究表明，碳包覆磷酸铁锂（LFP）纳米粒子的非均相反应动力学可以从原位扫描透射X射线显微镜（STXM）图像中了解。 本研究结合大数据集的STXM图像和热力学一致的电化学相场模型、偏微分方程（PDE）约束优化和不确定性量化，提取自由能景观和反应动力学，并验证它们与理论模型的一致性。 同时，研究还了解了反应速率的空间异质性，这与俄歇电子显微镜（AEM）获得的碳涂层厚度分布非常吻合。 在 180,000 个图像像素中，与学习模型的平均差异非常小 (<7%)，与实验噪声相当。 总而言之，这些发现开启了超越传统实验方法范围学习非平衡材料特性的可能性，并为表征和优化异质反应表面提供了一种新的非破坏性技术。

2023年9月13日，迈阿密大学何成飞作为通讯作者在《Nature》在线发表题为“Tropical Atlantic multidecadalvariability isdomined by external forcing”的研究论文。 研究表明，自1950年以来，热带大西洋海面温度的区域间变化具有赤道梯度，主要由与人为排放和火山气溶胶相关的辐射扰动驱动，是大西洋飓风形成和萨赫勒降雨的关键决定因素。 研究结果强调，萨赫勒地区的大西洋飓风活动和降雨变化可以通过人为排放和火山活动驱动的辐射强迫来预测，但更可靠的预测受到信噪悖论和未来气候强迫的不确定性的限制。