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前沿进展

44篇,2019年CNS大盘点,中国科技大学,浙江大学,南昌大学等表现出色

来源:iNature??????2019-03-31 09:56:01??????点击:

2019年的第一个季度很快就结束了,截至3月31日,中国学者在Cell,Nature及Science在线发表了44篇文章,下面对于这些文章做出系统的总结:

杂志来划分:Cell发表了10篇,Nature发表了17篇,Science发表了17篇;

按是否有合作单位划分:其中有26篇文章由独立的一个通讯单位完成,18篇是多单位共同通讯完成的,其中有12篇是中外多单位共同通讯完成的,6篇是国内多单位共同通讯完成;

领域来划分:生命科学领域的有26篇(包括12篇结构);材料科学有7篇;,化学有4篇;物理学有3篇;地理学,海洋科学,考古学,环境科学各1篇;

单位来划分:清华大学11篇,中国科学院10篇,中国科技大学4篇,浙江大学3篇,南京大学3篇,复旦大学2篇,北京大学2篇,上海科技大学2篇,其他大学/机构各1篇,包括北京生命组学研究所,第三军医大学,哈尔滨工业大学,南昌大学,厦门大学,山东大学,深圳大学,西北大学,香港大学,协和医学院,中国人民大学,中南大学,中山大学。

通讯作者来分(大于1篇CNS),包括施一公3篇,颜宁2篇文章。

生命科学领域


【1】2019年1月1日,施一公研究组在Nature?在线发表题为“Structural basis of Notch recognition by human γ-secretase”的研究论文,该论文报告人类γ-分泌酶与Notch片段的复合物的冷冻电子显微镜结构,分辨率为2.7?。 Notch的跨膜螺旋被PS1的三个跨膜结构域包围,并且Notch片段的羧基末端β-链形成β-折叠,其在细胞内侧具有两个底物诱导的PS1的β-链。 杂合β-折叠的形成对于底物裂解是必需的,其发生在Notch跨膜螺旋的羧基末端。 PS1在底物结合后经历明显的构象重排。 这些特征揭示了Notch识别的结构基础,并且对γ-分泌酶对淀粉样蛋白前体蛋白的募集具有意义。

【2】2019年1月11日,清华大学施一公团队在Science在线发表题为“Recognition of the amyloid precursor protein by human γ-secretase”的研究论文,该论文报告了人类γ-分泌酶与跨膜APP片段的复合物的冷冻电子显微镜(cryo-EM)结构,分辨率达到2.6?。? 该结构用作发现γ-分泌酶的底物特异性抑制剂和理解γ-分泌酶的生物学功能以及AD的疾病机制的重要框架

【3】2019年1月11号,上海科技大学iHuman研究所刘志杰研究团队等人在Cell在线发表了题为“Crystal Structure of the Human Cannabinoid Receptor CB2”的研究论文,研究报道了人源CB2与拮抗剂AM 10257的复合物的晶体结构,分辨率为2.8?。该研究为深入了解CB2的激活机制提供了重要的线索,有助于合理的药物设计,以精确调节内卡那宾系统;

【4】2019年1月11日,中国科学院动物研究所孙悦华团队在Science杂志在线发表题为“Problem-solving males become more attractive to female budgerigars”的研究论文,这是一个虎皮鹦鹉雄鸟通过学习取食技术重新赢得青睐的故事;

【5】2019年1月24日,中科院生物物理所高光侠团队在Cell发表题为“Regulation of HIV-1 Gag-Pol Expression by Shiftless, an Inhibitor of Programmed -1 Ribosomal Frameshifting”的研究论文,该论文报道干扰素刺激的基因产物C19orf66(本文称为Shiftless)是抑制HIV-1的-1PRF的宿主因子。 这些发现将SFL鉴定为-1PRF的广谱抑制剂,并有助于进一步阐明-1PRF的机制

【6】2019年1月24日,上海科技大学李俊,杨海涛及饶子和在Cell发表题为“Crystal Structures of Membrane Transporter MmpL3, an Anti-TB Drug Target的研究论文,该论文报道了单独的分枝杆菌MmpL3和与四种TB候选药物复合的晶体结构,包括SQ109(在2b-3期临床试验中)。该结构数据将极大地推动MmpL3抑制剂作为新的TB药物的开发

【7】2019年1月31日,波士顿大学医学院崔儒涛,厦门大学邓贤明及复旦大学王鹏共同通讯在Cell在线发表题为“Pharmacological Targeting of STK19 Inhibits Oncogenic NRAS-Driven Melanomagenesis”的研究论文,该论文确定以前未表征的丝氨酸/苏氨酸激酶STK19作为新的NRAS激活剂;

【8】2019年1月31日,中南大学湘雅医院柏勇平,休斯顿卫理公会的心血管再生中心Fang Longhou及Chen Kaifu共同通讯在Science在线发表题为“AIBP-mediated cholesterol efflux instructs hematopoietic stem and progenitor cell fate”的研究论文,该论文报告了一个体节衍生的促造血线索,AIBP,协调HSPC从血液内皮,一种表现出造血潜能的特化内皮细胞的出现;

【9】2019年2月7日,芝加哥大学何川,中国科学院北京基因组研究所韩大力及清华大学徐萌共同通讯在Nature在线发表题为“Anti-tumour immunity controlled through mRNA m6A methylation and YTHDF1 in dendritic cells”的研究论文,这项工作表明,与新出现的检查点抑制剂或DC疫苗相结合,YTHDF1可能成为免疫治疗的治疗靶点;

【10】2019年2月8号,中国科学院植物研究所匡廷云团队在Science上在线发表了题为“Structural basis for blue-green light harvesting and energy dissipation in diatoms”的研究论文,该研究解析了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum二聚体FCP的x射线晶体结构,分辨率为1.8?,揭示了的每一种色素的配体结构和结合环境,为研究光捕获系统中单个色素的吸收特性、能量转移途径和动力学以及过剩能量耗散机制提供了基础;

【11/12】2019年2月15日,原清华大学颜宁团队Science背靠背同期发表2篇论文,发表发表题为“Structures of human Nav1.7 channel in complex with auxiliary subunits and animal toxins”及“Molecular basis for pore blockade of human Na+ channel Nav1.2 by the μ-conotoxin KIIIA”,共同阐述离子通道结构;

【13】2019年2月21日,国家生物医学分析中心李涛及张学敏共同通讯在Cell?在线发表题为“Acetylation Blocks cGAS Activity and Inhibits Self-DNA-Induced Autoimmunity”的研究论文,该论文揭示乙酰化抑制cGAS激活和阿司匹林直接乙酰化cGAS,同时抑制自我DNA诱导的自身免疫。另外,该研究发现Lys384,Lys394或Lys414上的cGAS乙酰化有助于保持cGAS无活性。重要的是,阿司匹林可直接促进cGAS乙酰化并有效抑制cGAS介导的免疫反应。最后,该文章证明阿司匹林可以有效抑制Aicardi-Goutières综合征(AGS)患者细胞和AGS小鼠模型中的自身DNA诱导的自身免疫。因此,乙酰化有助于cGAS活性调节,并为治疗DNA介导的自身免疫疾病提供了潜在的治疗方法);

【14】2019年2月27日,北京生命组学研究所贺福初,复旦大学附属中山医院樊嘉,国家蛋白质科学中心钱小红在Nature共同通讯发表题为“Proteomics identifies new therapeutic targets of early-stage hepatocellular carcinoma”的研究论文,该研究使用蛋白质组学和磷酸蛋白质组学分析,发现110个与乙型肝炎病毒感染相关的临床早期肝细胞癌的成对肿瘤和非肿瘤组织。定量蛋白质组学数据突出了早期肝细胞癌的异质性:研究人员使用它来将该队列分层为亚型S-I,S-II和S-III,每种亚型具有不同的临床结果。本研究中提出的早期肝细胞癌的蛋白质组学分层,提供了对该癌症的肿瘤生物学的深入了解,并提出了针对它的个性化治疗的机会;

【15】2019年2月27日,第三军医大学(陆军军医大学)卞修武,刘新东及清华大学董晨等人共同通讯在Nature发表题为“Genome-wide analysis identifies NR4A1 as a key mediator of T cell dysfunction”的研究论文,该论文使用小鼠体外T细胞耐受诱导系统,研究人员发现耐受性T细胞中的全基因组表观遗传和基因表达特征,并表明它们不同于效应和调节性T细胞。值得注意的是,转录因子NR4A1在耐受性T细胞中以高水平稳定表达。 NR4A1的过表达抑制效应T细胞分化,而NR4A1的缺失克服了T细胞耐受性并夸大了效应功能,以及增强对肿瘤和慢性病毒的免疫力。该研究将NR4A1鉴定为诱导T细胞功能障碍的关键一般调节因子,并且是肿瘤免疫疗法的潜在靶标

【16】中国科学技术大学薛天,初宝进及马萨诸塞大学医学院Han Gang共同通讯在Cell?在线发表题为“Mammalian Near-Infrared Image Vision through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae”的研究论文,该研究开发了可注射眼球注射光感受器的上转换纳米粒子(pbUCNPs)。这些纳米颗粒锚定在视网膜光感受器上作为微型NIR光传感器,以产生具有可忽略的副作用的NIR光图像视觉。这种新方法将为各种新兴的生物集成纳米器件设计和应用提供无与伦比的机会。这一概念验证研究应指导未来的研究,以扩展人类和非人类视觉,而无需任何外部设备或遗传操作。赋予具有近红外视觉能力的哺乳动物也可以为重要的民用和军用应用铺平道路;

【17】哈佛医学院吴皓,James J. Chou及浙江大学陈枢青共同通讯在Cell发表题为“Higher-Order Clustering of the Transmembrane Anchor of DR5 Drives Signaling”的研究论文,该论文报告了一个意外的发现,对于死亡受体5(DR5),肿瘤坏死因子受体超家族中的受体,受体中单独的跨膜螺旋(TMH)直接组装高阶结构以驱动信号传导,并且这种结构未被束缚的胞外域抑制。该研究提供了新的机会和独特的观点来调节这些受体的信号转导,这些数据可用于疾病治疗,包括癌症免疫疗法

【18】中国科学院灵长类神经生物学重点实验室杨辉研究组,上海生科院李亦学及斯坦福大学Lars M. Steinmetz等人在Science发表题为“Cytosine base editor generates substantial off-target single-nucleotide variants in mouse embryos”的研究论文,该研究建立了一种被命名为GOTI(Genome-wide Off-target analysis by Two-cell embryo Injection)的新型脱靶检测技术,并使用该技术发现: 近年来兴起的单碱基编辑技术有可能导致大量无法预测的脱靶,因而存在严重的安全风险。此研究显着提高了基因编辑技术脱靶检测的敏感性,并且可以在不借助于任何脱靶位点预测技术的情况下发现之前的脱靶检测手段无法发现的完全随机的脱靶位点,为基因编辑工具的安全性评估带来了突破性的新工具,有望成为新的行业检测标准);

【19】中科院遗传所高彩霞团队在Science发表题为“Cytosine, but not adenine, base editors induce genome-wide off-target mutations in rice”的研究论文,该论文对水稻(一种重要的作物物种)中BE3,HF1-BE3和ABE的全基因组脱靶突变进行了全面调查。该研究发现BE3和HF1-BE3而非ABE诱导大量全基因组脱靶突变, 主要是C→T型单核苷酸变体(SNV),并且在富含基因区域。 值得注意的是,在没有sgRNA的情况下用BE3或HF1-BE3处理水稻也导致全基因组SNV的增加。 因此,需要优化BE3或HF1-BE3的碱基编辑单元以获得高保真度

【20】2019年3月6日,清华大学江鹏团队在Nature在线发表题为“p53 regulation of ammonia metabolism through urea cycle controls polyamine biosynthesis”的研究论文,该论文报告肿瘤抑制因子p53,人类肿瘤中最常见的突变基因,通过抑制尿素循环来调节氨代谢。通过CPS1,OTC和ARG1的转录下调,p53在体外和体内抑制尿素生成和氨的消除,导致肿瘤生长的抑制。相反,这些基因的下调通过MDM2介导的机制相互激活p53。此外,氨的积累导致多胺生物合成速率限制酶ODC的mRNA翻译显着下降,从而抑制多胺的生物合成和细胞增殖。总之,这些发现将p53与尿素生成和氨代谢联系起来,并进一步揭示了氨在控制多胺生物合成和细胞增殖中的作用;

【21】2019年3月13日,西湖大学周强团队(第一单位清华大学)在Nature在线发表题为“Structure of the human LAT1–4F2hc heteromeric amino acid transporter complex”的研究论文,该研究阐明了LAT1-4F2hc复合体的结构,并提供了对其功能及其可能与疾病相关的机制的见解;

【22】2019年3月13日,美国希望之城贝克曼研究所陈建军,芝加哥大学何川,中山大学杨建华及辛辛那提儿童医院黄刚共同通讯在Nature在线发表题为“Histone H3 trimethylation at lysine 36 guides m6A RNA modification co-transcriptionally”的研究论文,该研究揭示了Lys36(H3K36me3)的组蛋白H3三甲基化【转录延伸的标记】,指导m6A的沉积过程;

【23】2019年3月13日,清华大学陈柱成/李雪明团队在Nature在线发表题为的"Mechanism of DNA translocation underlying chromatin remodelling by Snf2"的研究论文,该研究解析了不同核苷酸状态下Snf2-核小体复合物的冷冻电镜结构,揭示了染色质重塑的机理;

【24】2019年3月14日,施一公研究组在Cell?在线发表题为“Structures of the Catalytically Activated Yeast Spliceosome Reveal the Mechanism of Branching”的研究论文,该研究得到了酿酒酵母的两种不同前mRNA上组装了B *复合物,并确定了四种不同B *复合物的冷冻EM结构,总分辨率为2.9-3.8?。?U2核小RNA(snRNA)和分支点序列(BPS)之间的双链离散地远离5个B *复合物中的5'-剪接位点(5'SS),其缺乏步骤I剪接因子Yju2和Cwc25。 将Yju2募集到活性位点使U2 / BPS双链体进入5'SS附近,BPS亲核试剂位于距催化金属M24?处。 该分析揭示了Yju2和Cwc25在分支中的功能机制。?不同前mRNA上的这些结构揭示了在主要功能状态下剪接体的底物特异性构象。?这些构象状态的比较揭示了对支化反应的机理见解;

【25】2019年3月14日,山东大学张亮然,Wang ShunXing及哈佛大学Nancy Kleckner共同通讯在Cell?发表题为“Per-Nucleus Crossover Covariation and Implications for Evolution”的研究论文,该论文确定了减数分裂重组的一个基本新特征:每核CO协变。 从三种哺乳动物,高等植物和真菌的文献中可以看出,这一特征在进化上是保守的。这些发现揭示了减数分裂过程的一个新特征,并提出了可能的适应性优势;

【26】2019年3月21日,北京大学高宁与中国医学科学院病原生物学研究所金奇共同通讯在Cell在线发表题为“Cryo-EM Structure and Assembly of an Extracellular Contractile Injection System”的研究论文,该研究报告了来自P. asymbiotica的完整PVC的冷冻电子显微镜结构。这种超过10-MDa的蛋白装置类似于简化的T4噬菌体尾部,包含六个六角形基板复合物和一个带帽的117纳米鞘管。?PVC的一个显着特征是管和鞘蛋白的三种变体的存在,表明它们在进化过程中的功能特化。该研究为理解广泛使用的CIS的一般机制提供了框架,并为将其用作生物或治疗应用中的递送工具铺平了道路;

其他学科


【1】2019年1月9日,浙江大学陈红胜,新加坡南洋理工大学张柏乐及Gao Zheng共同通讯在Nature在线发表题为“Realization of a three-dimensional photonic topological insulator”的研究论文,该论文实验证明了一种具有极宽(超过25%带宽)3D拓扑带隙的3D光子拓扑绝缘体。使用直接场测量,研究人员绘制出有间隙的体带结构和光子表面态的狄拉克样色散,并展示沿非平面表面的稳健光子传播。该工作将3D拓扑绝缘体系列从费米子扩展到玻色子,并为三维几何中的拓扑光子腔,电路和激光器的应用铺平了道路;

【2】2019年1月11日,伯明翰大学,深圳大学及宾西法尼亚州立大学的研究人员合作,在Science发表题为“Observation of chiral zero mode in inhomogeneous three-dimensional Weyl metamaterials”的研究论文,该研究研究人员设计了一种非均匀的Weyl超材料,在该材料中,通过对单个单元的工程,为Weyl节点产生一个规范场。实验证实了规范场的存在,并通过单向传播观测了零阶手性Landau能级。在不破坏时间反转对称性的情况下,我们的系统为设计三维光子Weyl系统中的人工磁场提供了一条途径,并可能在光子学中有潜在的应用前景;

【3】2019年1月18日,南京大学汪民怀,浙江大学俞绍才等人在Science上发表了题为Aerosol-driven droplet concentrations dominate coverage andwater of oceanic low level clouds的文章,该研究表明气溶胶驱动的液滴浓度是主导海洋低层云的覆盖和水的重要因素

【4】2019年1月18日,中国科学技术大学潘建伟,赵博等人在在Science上发表了题为Observation of magnetically tunable Feshbach resonances inultracold23Na40K+40K collisions的研究论文,该研究表明在超低温下观察到的原子 - 分子Feshbach共振以极高的分辨率探测三体势能面有助于提高对超冷碰撞的理解;

【5】2019年1月18日,北京大学周欢萍等人在Science上发表了题为“A Eu3+-Eu2+?ion redox shuttle impartsoperational durability to Pb-I perovskite solar cells”的文章。该研究表明,铕离子对Eu3+-Eu2+充当“氧化还原梭”,它在周期性转变中同时氧化Pb0并减少I0缺陷,实现了21.52%(认证20.52%)的功率转换效率(PCE),并且具有显着改善的长期耐久性

【6】2019年1月31日,中国科学技术大学路军岭、韦世强、杨金龙等课题组密切合作在Nature在线发表题为“Atomically dispersed iron hydroxide anchored on Pt for preferential oxidation of CO in H2”的研究论文,该研究利用原子层沉积技术(ALD),首次设计出一种新型Fe1(OH)x-Pt单位点界面催化剂结构,并在低温高效去除氢气中微量CO制备高纯氢气方面取得突破性进展;

【7】2019年2月15日,加利福尼亚大学洛杉矶分校Duan XiangFeng,黄昱及哈尔滨工业大学李惠共同通讯在Science上联合发表了题为Double-negative-indexceramic? aerogels for thermalsuperinsulation的文章,该研究使用了三维石墨烯结构模板化陶瓷气凝胶,从而生产出机械稳定性极强的超绝缘材料

【8】2019年2月15日,中国科学院测量与地球物理研究所倪四道研究团队在Science在线发表题为“Inferring Earth's discontinuous chemical layeringfrom the 660-kilometer boundary topography”的研究论文,该研究发现了非对称路径660千米间断面散射波震相,揭示了地幔410及660千米间断面的小尺度起伏特征,为地幔对流模式研究提供关键证据;?

【9】2019年2月27日,中国科学院物理研究所方辰,翁红明共同通讯在Nature发表题为“Catalogue of topological electronic materials”的研究论文,该论文介绍了一种有效,高效和全自动的算法,可以诊断大部分非磁性材料中的非平凡带拓扑。该研究的算法是基于最近开发的占用带的对称表示和拓扑不变量之间的穷举映射。研究人员在水晶数据库中扫描了总共39,519种材料,发现其中多达8056种材料在拓扑上非常重要。所有结果均可在具有交互式用户界面的数据库中搜索

【10】2019年2月27日,南京大学万贤纲Nature在线发表题为”Comprehensive search for topological materials using symmetry indicators“的研究论文,该论文将对称指示器的方法应用于所有230个可能空间群中的所有合适的非磁性化合物。数据库搜索显示了数以千计的候选拓扑材料,其中研究人员突出了241个拓扑绝缘体和142个拓扑结晶绝缘体,这些绝缘体具有明显的全带隙或相当大的直接间隙以及小的琐碎费米口袋。此外,研究人员列出了692个具有位于费米水平附近的带交叉点的拓扑半金属。这些候选材料开辟了在下一代电子设备中使用拓扑材料的可能性

【11】2019年2月27日,华盛顿大学Xu Xiaodong/香港大学Wang Yao共同通讯Nature?在线发表题为“Signatures of moiré-trapped valley excitons in MoSe2/WSe2?heterobilayers”的研究论文,该研究报告了在二硒化钼(MoSe2)/二硒化钨(WSe2)异质层中捕获莫尔势的层间谷激子的实验证据。这些结果表明观察到的效应的起源是层间激子被捕获在光滑的莫尔势中,具有继承的谷对比物理学。这项工作提供了通过改变扭转角来控制二维莫尔光学的机会

【12】2019年2月28日,清华大学地球系统科学系、清华海峡研究院喻朝庆等在Nature在线发表题为“Managing nitrogen to restore water quality in China”的文章,该研究揭示了中国从1955年到2014年人类活动导致的氮流失量,建立了各省淡水环境氮容量的“安全”阈值;

【13】2019年3月13日,南京大学戈惠明、谭仁祥和梁勇研究团队首次鉴定出能够催化[6+4]环加成反应的一类酶家族,相关成果“Enzyme-catalysed [6+4] cycloadditions in the biosynthesis of natural products”在线发表在Nature杂志上。南京大学助理研究员张博博士以及博士研究生王凯标、王文和汪欣为该论文共同第一作者。戈惠明、谭仁祥、梁勇以及加州大学洛杉矶分校的Kendall N. Houk教授为共同通讯作者;

【14】2019年3月15日,南昌大学/东南大学熊仁根团队在Science在线发表题为“A molecular perovskite solid solution with piezoelectricity stronger than lead zirconate titanate”的研究论文,该研究从分子钙钛矿(TMFM)x(TMCM)1-xCdCl3固溶体(TMFM,三甲基氟甲基铵; TMCM,三甲基氯甲基铵,0≤x≤1)合成压电材料,其中MPB存在于单斜相和六方相之间。?另外,还发现了一种压电系数d33为每牛顿约1540皮克库的组合物,与高性能压电陶瓷相当。?该材料具有可穿戴压电器件的潜在应用。iNature发现,该文章的第一通讯单位是南昌大学,这是南昌大学首次以第一通讯单位在Science发表重要研究成果,具有突破性的意义;

【15】2019年3月20日,中国人民大学物理学系雷和畅,中科院物理所孙煜杰及钱天共同通讯Nature?在线发表题为“Observation of unconventional chiral fermions with long Fermi arcs in CoSi”的研究论文,该研究通过使用角分辨光电子能谱,揭示了两种类型的非常规手性费米子 - 自旋-1和电荷-2费米子 - 在CoSi中费米能级附近的带交叉点;

【16】2019年3月22日,西北大学早期生命与环境创新研究团队张兴亮团队在Science在线发表题为“The Qingjiang biota—A Burgess Shale–type fossil Lagerst?tte from the early Cambrian of South China”的研究论文,首次在国际上公布了该团队在中国宜昌长阳地区清江与丹江河的交汇处,发现了距今5.18亿年的寒武纪特异埋藏软躯体化石库,并命名为“清江生物群”。这是进化古生物学界又一突破性发现;

【17】2019年3月27日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心李昺作为通讯在Nature?在线发表题为”Colossal barocaloric effects in plastic crystals“的研究论文,该论文报告了一类称为塑料晶体的无序固体中的巨大热量效应(CBCE)(热量效应是压力诱导的相变的冷却效应)。所获得的代表性塑料晶体新戊二醇的熵变化在室温附近为389J/Kg/K(目前主要材料的热量效应是几焦耳/千克/开尔文熵变化的特征)。压力相关的中子散射测量表明,塑料晶体中的CBCE可归因于这些材料的广泛分子取向紊乱,巨大可压缩性和高度非谐振晶格动力学的组合。该研究确立了CBCE在塑料晶体中的微观机制,为下一代固态制冷技术铺平了道路;

【18】中国科学技术大学傅尧和尚睿研究团队长期致力于发展生物质来源的有机羧酸脱羧转化领域的研究。基于绿色催化的理念,该团队首次提出了基于可见光激发的分子间电荷转移用于光氧化还原催化的新概念,发现了一种简单易得、高效环保的非金属阴离子复合物光催化体系,成功实现了温和条件的脱羧偶联反应,突破了传统反应需要贵金属光催化剂或有机染料的限制。研究成果以“Photocatalytic decarboxylative alkylations mediated by triphenylphosphine and sodium iodide”为题,于2019年3月29日以研究长文的形式在线发表在国际权威期刊Science上。