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SCIENCE

EDITORIAL

以色列的COVID-19残局

BYRAND.BALICER,REUTOHANA

由于现在有几个国家面临着COVID-19激增的浪潮,以色列可能正在越过大流行的另一端。上周全球报告了万例新的严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2)感染,而以色列仅报告了例(1月为50,例)。以色列万公民中已经有54%接受了全程疫苗接种,比大多数其他国家都要多。在接下来的几个月中,随着限制继续放宽,该国应保持乐观,但要谨慎,因为复苏的风险仍然存在。因此,以色列很可能是大规模疫苗接种运动取得有利成果的早期案例研究。

PRODUCTSMATERIAL

新产品

每周汇总有关研究人员可能感兴趣的新提供的仪器,设备和实验室材料的信息。

INBRIEF

新闻一览

在世界各地的科学新闻中,世界卫生组织批准了中国生产的COVID-19疫苗,该疫苗有望在较贫穷的国家中增加这种疫苗的微不足道的供应。总统拜登总统支持一项拟议的国际协议,以放弃用于制作COVID-19疫苗的知识产权的专利,以增加供应。美国监管机构授权辉瑞和BioNTech的COVID-19疫苗用于12至15岁的儿童,将其普及范围扩大到青少年和成年人,这是重新开始面对面学习的关键一步。迷魂药迷魂药显示出有益的证据,可以作为创伤后应激障碍的谈话疗法的补充。乔·拜登(JoeBiden)总统此举旨在推翻其前任通过的美国法规,该法规取消了对那些意外杀死候鸟的公司的制裁。

INDEPTH

在严酷的冬季北极冰块流失不是罪魁祸首

BYPAULVOOSENETAL

十多年来,气候学家们一直在探索一个令人鼓舞的想法:随着北极海冰融化以及极地大气变暖,限制北极冷空气的涡旋风可能会减弱,从而使其向更南端扩散。但是这个想法长期以来一直受到许多大气科学家的怀疑。现在,对此链接进行的最全面的建模研究带来了最沉重的打击:即使在本世纪中叶之前预计出现大量海冰流失之后,极地喷气流也只会微弱地减弱(最多只有其自然摆动的10%)。极地扩增模型比对项目(PAMIP)发现,在当今世界,冰流失对冬季天气的影响可以忽略不计。多位科学家使用了许多标准化的气候模型来探讨这一问题。但是随着实验的进行,越来越明显的是,北极变暖的早年与海冰的流失并没有更多地与南方的温暖温度联系在一起,而PAMIP并未探索这一因素。

人口普查显示,中国的人口仍在增长,但几乎没有

BYDENNISNORMILEETAL

来自中国的年十年人口普查的初步结果证实,人口仍在增长,但增长速度是数十年来最慢的。中国现在有14.11亿人口,但由于每名妇女的总生育率为1.3,远低于人口保持稳定的2.1,该数字将在几年内开始下降。寿命的延长意味着60岁及以上的人现在占人口的18.70%,而在其主要工作年龄段(即15至59岁)中的这一比例已缩小到63.35%。政策制定者和人口统计学家正在争论日益严重的年龄结构是否构成了可控的社会经济挑战或危机。

切尔诺贝利再次发生裂变反应

BYRICHARDSTONEETAL

乌克兰的切尔诺贝利核电站在世界上最严重的核事故中爆炸三十五年后,裂变反应再次在埋没在已被打碎的反应堆大厅深处的铀燃料团中再次燃烧。传感器正在跟踪从一个无法进入的房间流过来的越来越多的中子,这是裂变信号。中子计数正在缓慢增加,这表明管理者还有几年的时间来弄清楚如何抑制反应。再也没有机会重演年的事情了,那场爆炸和大火在欧洲上空散发出了放射性云。在裂变产生的热量将其所含的水分蒸发掉之后,燃料中的失控裂变反应可能会喷出。但是,即使是火势蔓延,也可能使摇摇欲坠的混凝土和钢制“石棺”掉落下来,从而吞噬了毁坏的反应堆。

古代大便揭示了肠道细菌的灭绝

BYANDREWCURRYETAL

在《自然》杂志上发表的一项研究中,研究人员分析了在犹他州和墨西哥的岩石庇护所背面发现的腐殖质或保存的粪便中的古代DNA。这些数据使科学家们对古代肠道细菌群落有了很好的了解。他们认为,在过去的一千年中,人类的肠道经历了一次“灭绝事件”,丧失了数十种物种,多样性也大大降低。这些发现还表明,在最近的一段时间里,我们失去了许多微生物帮助者,我们的身体可能没有时间去适应这种变化-潜在地增加了代谢疾病,过敏和糖尿病的风险。这项工作还提出了有关使用土著人样本的道德问题。

运输规则可以净化空气,但会弄脏水面

BYERIKSTOKSTAD

不受欢迎的转折是,全球范围内遏制许多船舶燃烧的重燃料油造成的污染的努力似乎正在鼓励水污染。旨在减少船舶废气中硫排放量的年法规正在促使许多船东安装洗涤系统,该系统可以捕获水中的污染物,然后将部分或全部废物倾倒入海。研究人员上个月报告说,每年大约有艘配备洗涤器的船已经在港口,有时甚至在敏感的珊瑚礁附近释放了至少10千兆吨的此类废水,这是全球范围内对排放量进行量化的首次努力。航运业表示,废物中的污染物没有超过国家和国际限制,并且没有证据表明对海洋生态系统有害。但是一些研究人员担心洗涤塔水构成了迅速增长的威胁,洗涤塔水包括铜等有毒金属和称为多环芳烃的致癌化合物。到目前为止,很少有研究人员测试过洗涤水对海洋生物的影响。上个月发表在《环境科学与技术》上的一项实验室研究发现,来自三艘北海船舶的洗涤器废水样本损害了微小的甲壳类动物的发育,而这种甲壳类动物是大西洋食物网的关键部分。

随着美国流感的消退,探索出“混合会议”

BYKATIELANGINETAL

去年,COVID-19流感大流行颠覆了全球研究人员的会议经历,因为科学界取消了面对面会议,争相在自己的位置举办虚拟活动,取得了不同的成功。现在,随着疫苗越来越普及,特别是在美国,其中一些社会正在应对一个新的挑战:何时以及如何安全地让与会者再次进入同一个房间,同时保持虚拟会议的无障碍性和广泛性。今年许多社团都在保持虚拟性,但也有少数社团在冒险并计划举行“混合”会议,这些会议将在物理地点举行,也允许虚拟参与。如果这些会议取得成功,它们可以成为未来几年科学会议的典范。”一位会议组织者告诉《科学》杂志说:“我们正在思考,‘未来的会议将是什么?’。

冠状病毒基因会进入人类染色体吗?

BYJONCOHENETAL

一个著名的科学家团队对其有争议的假说进行了双重论证,即大流行冠状病毒的基因片段可以整合到我们的染色体中,并在感染结束后很长时间内仍然存在。如果他们是对的,怀疑论者认为他们的结果很可能是实验室的人工制品,那么这些插入物可以解释一个罕见的发现,即人们可以从COVID-19中恢复,但几个月后又再次检测出SARS-CoV-2阳性。然而,研究小组还没有直接证据表明感染者中存在整合现象,也没有任何数据表明这类事件损害了一个人的健康。该团队在年12月首次发布了一份预印本,报告了这种现象的证据,从而引发了一场推特风暴。现在,研究人员有了一份同行评议的出版物,解决了早期的一些批评,尽管在研究这种整合的主要科学家眼中,这一假设还远远没有得到证实。

FEATURE

当堤坝决堤时

BYFREDPEARCEETAL

破坏性洪水是洪水发生的事件,当一条淤泥超出其承载能力的河流从河岸跃起并寻找一条通往大海的新路线时。它们通常被称为“河流地震”,因为它们是如此突然和灾难性。但是在过去的十年中,研究表明它们在某种程度上也是可以预测的。河流和三角洲的计算机分析和实验室模型已使人们对主要河流趋向何处以及何时流向有了深刻见解。然而,正如研究人员对这些有节奏的灾难越来越有远见,人类的活动正在破坏这种灾难。上游的森林砍伐和发展以不可预测的方式使河流淤积。堤坝和水坝正在改变水流和路径,有时加剧了威胁。

WORKINGLIFE

名声代表什么

BYJOHANAGOYESVALLEJOSETAL

LETTERS调查COVID-19的起源BYJESSED.BLOOMETAL

欧洲禁止兽医使用双氯芬酸

BYANTONIMARGALIDAETAL

鲑鱼养殖威胁到巴塔哥尼亚

BYJUANG.NAVEDOETAL

BOOKSETAL.

寻找可居住行星有了一个新工具

BYSARAHRUGHEIMERETAL

由纳撒尼尔·卡恩(NathanielKahn)执导的“搜寻行星B”讲述了科学家寻找外星生命迹象的故事,该活动是围绕美国国家航空航天局领导的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的建造而组织的,这是哈勃计划的大功率继任者该影片于年下半年启动。影片提供了幕后观点,介绍了建立数十年太空任务的技术复杂性,个性和政治因素。

促进气候保护文化

BYDeborahR.CoenETAL

精神分析学家SallyWeintrobe认为,我们都需要更多的机遇来分享我们对气候变化的感受。在气候危机的心理根源中,她探索了那些分散我们注意力的力量。

POLICYFORUM

对抗室内呼吸道感染的范式转变

ByLidiaMorawska

在思考和处理不同的环境感染来源的方式上,我们有很大的差异。几十年来,政府颁布了大量法规,并在食品安全、卫生和饮用水方面投入了大量资金。我们建议,我们对呼吸道感染传播背后机制的理解的迅速增长,应该推动我们看待和处理呼吸道感染传播方式的范式转变,以防止不必要的痛苦和经济损失。首先认识到,预防呼吸道感染,如减少水传播或食源性疾病,是一个可解决的问题。

PERSPECTIVES

处于变化边缘的河流流域

BYFlaviaTauroETAL

经过小的扰动后,生态系统可以切换到性质上不同的状态。气候变化和人类活动是这种生态转变的主要驱动因素,影响这些系统从未来扰动中恢复的能力。这种在复杂和动态的自然系统中的有限弹性已经被预测和记录。然而,在水循环中是否发生或将发生突然转变是一个未解决的问题。河流流域有可能达到阈值,使微小的扰动改变其状态,导致长期缺水或过量水,对极端气候条件下水资源的可持续使用具有重大影响。

在种子传播的相互作用中进化的足迹

BYCarolinaBelloETAL

植物和食果鸟类之间的互利相互作用已经进化了至少8万年。现在,超过70%的开花植物依靠鸟类来分散其种子,大约56%的鸟类家庭食用水果作为其饮食的一部分。植物通常有不止一个种子分散器,鸟类食用来自不同植物种类的不同类型的水果,从而建立了一个复杂的相互作用网络。这些网络可以在时空上发生很大的变化。在短时间的跨度内,种子分散相互作用是动态的,并响应诸如竞争或交互伙伴的丰度等因素的变化。然而,长期发生的进化过程的影响并不清楚。

减轻T-细胞的需求压力

BYZhangliSuETAL

当暴露于外部抗原时,T-细胞被迅速激活以增殖和分化。基因筛选发现了一种叫做elektra的突变,它通过schlafen2(slfn2)基因的单一功能丧失突变来导致小鼠的免疫缺陷。slfn2突变与T-细胞激活受损相关。然而,slfn2是否直接调节T-细胞功能,以及如何调节尚不清楚。在本期的第页,岳等人报告说,slfn2保护T-细胞在激活过程中免受过度的压力,从而促进了必要的蛋白质翻译。slfn2结合并屏蔽转移rnas(trnas),这是翻译信使rnas(mrnas)时的必要适配器分子。如果没有slfn2,过度的trna碎片化会降低全局翻译,特别是降低了对T-细胞激活很重要的关键细胞因子受体蛋白的翻译。本研究扩展了trna分裂的作用,并暗示slfn2可以防止分裂,从而发挥免疫功能。

寻找新奇事物的神经生物学

BYZahraZ.FarahbakhshETAL

人的大脑会适应经验来学习和激励未来的行为。但是,在学习之前,是什么驱动了动力呢?吸引未知事物或好奇心,是获得高阶知识的先决条件。对新奇事物的内在吸引力被认为是复杂学习的进化先决条件,并引导生物体获得自适应行为库。事实上,高度的新奇性探索与老鼠和人类学习率的提高有关。此外,没有任何明显的有益或生物有益属性的新刺激可以作为积极的强化剂,突出它们强大的激励特性。高度寻求新奇感的表型是几种神经精神疾病的病前危险因素,如成瘾和双相情感障碍,这些关系在啮齿动物模型中被概括。

预防儿童呼吸道合胞病毒(RSV)疾病BYRuthA.KarronETAL

年,一种从下呼吸道疾病婴儿(lrti)中恢复的病毒被命名为呼吸合胞病毒(RSV),因为它能够在细胞培养中形成多核细胞(合胞)。高收入国家的早期流行病学研究描述了RSV疾病的频谱,包括肺炎、细支气管炎(一种特征的喘息IRTI)、中耳炎(中耳感染)和呼吸暂停(呼吸暂停)。后来的研究表明,RSV感染导致全球儿童造成大量疾病,而高收入国家RSV的负担只是全球负担的一小部分。迫切和普遍需要开发产品,通过预防逆转病毒疾病来降低儿童死亡率和发病率。幸运的是,在实现这一目标方面,在开发几种很有前途的RSV疫苗和单克隆抗体(mAbs)方面已经取得了重大进展。

手性晶体的形状是遗传的还是获得的?

BYInnaPopovETAL

手套只适合我们的一只手,因为手套的镜像和我们的手的镜像不能叠加。具有这种性质的分子或晶体被称为手性。自巴斯德将外消旋酒石酸钠铵盐分离成右左手晶体的研究以来,研究了分子手性是否需要形成手性晶体。即使是像碲(Te)这样的原子也可以形成手性晶体,因为它们的化学键可以产生右或左的螺旋,尽管这些螺旋也可以形成反手性晶体。Ben-Moshe等人通过受控胶体合成和先进的电子显微镜探索了决定手性纳米晶体的形成。手性晶体在中等过饱和度下生长,显然是由晶核中的螺旋位错驱动的。

RESEARCHARTICLES

切尔诺贝利事故后甲状腺乳头状癌的辐射相关基因组学特征

BYLINDSAYM.MORTONETAL

核事故暴露于放射线的潜在不利影响可能包括急性后果,例如放射病,以及长期后遗症,例如增加的癌症风险。有几项研究检查了辐射暴露的跨代风险,但结果尚无定论。Morton等人分析了数百名切尔诺贝利核事故幸存者的甲状腺乳头状肿瘤、正常甲状腺组织和血液,并将其与未暴露患者的甲状腺乳头状甲状腺癌进行了比较。这些发现提供了对辐射诱导的癌变过程以及与环境辐射暴露相关的DNA损伤特征模式的深入了解。在另一项研究中,Yeager等人分析了名儿童和父母的基因组,其中父母一方或双方都经历过与切尔诺贝利事故有关的性腺辐射暴露,这些孩子是在年至年期间怀孕的。令人肯定的是,作者并没有发现在这个群体中有新的种系突变的增加。

SLFN2保护tRNA免受应激诱导的裂解对于T细胞介导的免疫至关重要

BYTAOYUEETAL

当T细胞从静止状态转变为活化状态时,细胞代谢会发生相当大的变化。该过程的一个副作用是活性氧(ROS)的增加。这些分子增强了T细胞受体(TCR)信号传导,但也可能导致有害的氧化应激(请参见Su和Dutta的观点)。岳等人描述了一种T细胞可以解决这一矛盾的机制。使用Schlafen2(SLFN2)中具有T细胞特异性缺陷的小鼠,发现这种蛋白结合并保护转移RNA免受氧化应激诱导的血管生成酶的裂解。这个过程在ROS产生的下游,尽管ROS可能抑制翻译,但允许活化的T细胞维持蛋白质合成。

受SNRPA1与结构化RNA元素相互作用调节的转移剪接程序

BYLISAFISHETAL

表征癌症剪接体

细胞发展为转移性癌症时会经历许多基因组变化。这种变化的一个方面是RNA表达和剪接异构体,但这些差异如何影响肿瘤进展尚不清楚。Fish等人开发了一种称为pyTEISER的计算框架,该框架可识别控制多种RNA调控类型的结构顺式调控元件。将pyTEISER应用到乳腺癌转移模型中,他们发现了RNA短茎环元件,该元件形成“结构性剪接增强子”,顺式作用来调节RNA转录物的选择性剪接。这些相互作用之一包括RNA结合蛋白SNRPA1,并导致影响外来移植模型中转移能力的替代性外显子包涵。因此,RNA元素结合可能在剪接调控中发挥作用,并且可能是顺式剪接密码的重要组成部分。

用于研究和寻求新奇行为的特定于细胞类型的皮层-皮层下脑回路

BYMEHRANAHMADLOUETAL

激发和激发好奇心的大脑回路

好奇心驱使有机体相互研究彼此及其环境。许多人认为它与饥饿和口渴一样是内在的,但是好奇心背后的神经生物学机制仍然难以捉摸。Ahmadlou等人在小鼠中,发现特定的经过遗传识别的γ-氨基丁酸(GABA)—大脑区域中的能动神经元群体从前肢皮层接受了新颖性和/或唤醒信息形式的兴奋性输入,这些神经元发出了抑制性投射到导水管周围的灰色区域(请参Farahbakhsh和Siciliano的观点)。该电路对于探索新对象和特定物种是必不可少的。

对植物表皮细胞壁复杂机制的分子洞察

BYYAOZHANGETAL

缠绕在一起的纤维层构成了植物细胞壁。不同类型的纤维对变形的反应不同。例如,纤维素微纤维可以拉伸或弯曲,改变其首尾相连的长度,还可以相对滑过,重新定向相对方向,并与邻近的微纤维捆绑在一起。张等人开发了一种基于对洋葱皮表皮的观察的计算模型,该模型描述了空间中这些复杂的变化如何控制细胞壁力学。研究结果为多功能纤维材料的设计提供了途径。

暴风云中闪电产生的极高氧化剂含量

BYW.H.BRUNEETAL

羟自由基(OH)是大气中最重要的氧化剂,并提供许多自洁能力。众所周知,雷电产生的一氧化氮会通过各种化学反应导致形成OH和其他大气氧化剂,例如臭氧和氢过氧自由基(HO2)。布鲁恩等人利用空气中OH和HO2的测量结果表明,雷电可以直接产生它们,并且产生的量比预期的要大得多。他们发现,这种机制可能是地球大气氧化能力的六分之一。

TIF1γ对线粒体代谢的细胞特异性转录的控制驱动红细胞生成

BYMARLIESP.ROSSMANNETAL

特定于谱系的调节子指导细胞命运的决定,但确切的机制尚不为人所知。Rossmann等人使用无血斑马鱼突变体的体内化学抑制剂筛选,结果表明,谱系特异性染色质因子tif1γ直接调节线粒体基因以驱动红细胞分化。tif1γ的丢失会降低辅酶Q的合成和功能,阻碍线粒体呼吸并导致表观遗传改变和红细胞生成的抑制。突变鱼中的失血可以通过添加辅酶Q来挽救。这项工作建立了一种机制,通过该机制染色质因子以组织特异性方式调节代谢途径。

REVIEW

通过远端C(sp2)-H功能化实现芳烃多样化

BYUTTAMDUTTAETAL

傅克反应是有机化学中最古老的反应之一。一个多世纪以来,化学家一直依赖芳基环固有电子效应将取代基附加在周边的特定位置。但是,仅在过去十年中,研究人员才设计出了超越这些偏好的催化技术,这样新的基团通常会被吸引到现有取代基的邻近位置,而不是去除两三个碳。Dutta等人回顾该领域的进展,重点介绍精心设计的辅助基团和介质以及复杂的配体设计。

REPORTS

LaAlO3/KTaO3()界面的超导电场控制

BYZhengChenETAL

氧化物LaAlO3和KTaO3()之间的界面在2开尔文温度下可以超导。Chen等人证明这种超导性可以用电场来控制。当他们调整门控电压时,研究人员观察到超导临界温度呈圆顶状变化。这种变化不能归因于载流子密度的变化,而似乎反映了载流子移动性的变化。

切尔诺贝利事故缺乏电离辐射的跨代影响

BYMeredithYeagerETAL

核事故中暴露于放射性物质的潜在不利影响包括放射病等急性后果,以及癌症风险增加等长期后遗症。有几项研究调查了辐射暴露的跨代风险,但结果尚未确定。Morton等人分析了数百名切尔诺贝利核事故幸存者的甲状腺乳头状肿瘤、正常甲状腺组织和血液,并将它们与未暴露的患者进行了比较。这些发现为辐射诱导的癌变过程和与环境辐射暴露相关的DNA损伤特征模式提供了见解。在另一项研究中,Yeager等人分析了名儿童和父母的基因组,这些儿童的父母一方或双方都经历过与切尔诺贝利事故有关的性腺辐射,他们的孩子是在年至年期间怀孕的。令人欣慰的是,作者并没有在这个群体中发现新的种系突变的增加。

碲纳米晶体的手性转移链

BYAssafBen-MosheETAL

自巴斯德对手性酒石酸晶体的观察以来,结晶和手性一直纠缠在一起,但对手性化合物如何形成手性晶体形态的理解仍然有限。例如,尽管手性晶种可以促进特定的手性,但尚不清楚为什么这种晶种不能%有效地做到这一点。Ben-Moshe等使用各种电子显微镜和衍射技术研究了从溶液中生长出来的碲的手性纳米晶体。他们发现,螺位错介导的生长介导的生长是形成手性多面体形状的原因,因此,即使在存在非手性配体的情况下也可以形成手性晶体。

宏观进化稳定性预测了物种在种子传播网络中的相互作用模式

BYGustavoBurinETAL

植物和动物吃它们的果实并传播它们的种子形成了相互影响的复杂网络。许多这类网络的结构和塑造它们的生态力量众所周知,但它们更深层次的进化历史却很少受到

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