繼9月份國內(nèi)學(xué)者一周7篇Nature正刊之后，國內(nèi)學(xué)者再迎爆發(fā)，五篇Nature齊發(fā)。
廢話不多說，直接上干貨。
1. 中國科學(xué)院國家天文臺—0.6 Mpc H I結(jié)構(gòu)與斯蒂芬五重奏有關(guān)
斯蒂芬的五重奏(SQ，共動徑向距離= 85±6 Mpc，來自NASA/IPAC銀河系外數(shù)據(jù)庫(NED))是致密星系群中獨一無二的。此前的觀測表明，多個成員之間的相互作用，包括一個高速侵入星系正在與團(tuán)內(nèi)介質(zhì)發(fā)生碰撞，可能產(chǎn)生了多個氣態(tài)和恒星絲形式的潮汐碎片，潮汐矮星和團(tuán)內(nèi)介質(zhì)星暴的形成，以及廣泛存在的星系間激波氣體。
由于它們的多重性質(zhì)，人們對相互作用和碰撞的細(xì)節(jié)和時間仍然知之甚少。
在此，來自中國科學(xué)院國家天文臺的徐聰&程誠等研究者，報道了SQ附近氫原子(H I)的觀測結(jié)果，平滑靈敏度為1σ = 4.2×1016 cm?2/通道(速度bin-width Δv = 20 km s?1；角分辨率= 4’)，比之前的觀測結(jié)果要深兩個數(shù)量級。數(shù)據(jù)顯示一個大的H I結(jié)構(gòu)(線性尺度約為0.6 Mpc)，包括一個與碎片場相關(guān)的約0.4 Mpc的擴(kuò)展源和一個附著在擴(kuò)展源南緣的長度約0.5 Mpc的彎曲擴(kuò)散特征。
雖然不清楚低密度H I氣體(NH I?1018 cm?2)如何在如此長的時間尺度上經(jīng)受住星系間紫外線背景的電離，但這種擴(kuò)散特征可能是由SQ形成早期階段的潮汐相互作用產(chǎn)生的。該觀測需要重新思考星系群外部部分氣體的性質(zhì)，并需要在模擬星系群形成時對群內(nèi)介質(zhì)的不同相位進(jìn)行復(fù)雜的建模。相關(guān)論文以題為“A 0.6?Mpc H I?structure associated with Stephan’s Quintet”于2022年10月19日發(fā)表在Nature上。
圖1. 成員星系加上SQ的主要潮汐特征和SQ場FAST觀測的天空覆蓋
圖2. SQ場中H I發(fā)射304光譜的圖解圖
圖3. H I在6550~6750 km s?1的速度范圍內(nèi)發(fā)射
圖4. 在擴(kuò)散特征區(qū)域的單個光譜
Xu, C.K., Cheng, C., Appleton, P.N.?et al.?A 0.6?Mpc H?I?structure associated with Stephan’s Quintet.?Nature?610, 461–466 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05206-x
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05206-x
2. 同濟(jì)大學(xué)—暖池海洋熱含量調(diào)節(jié)著海陸水汽輸送
印度-太平洋暖池(IPWP)，通過向大氣釋放大量水蒸氣和潛熱，調(diào)節(jié)上層海洋熱含量(OHC)，在全球氣候中發(fā)揮主導(dǎo)作用，這與現(xiàn)代氣候變化有關(guān)。
然而，IPWP熱含量的長期變化及其對季風(fēng)水氣候的影響，尚未得到充分研究。
在此，來自同濟(jì)大學(xué)的翦知湣&王躍&Haowen Dang等研究者，通過結(jié)合地球化學(xué)指標(biāo)和瞬態(tài)氣候模擬，發(fā)現(xiàn)過去36萬年IPWP上層(0~200 m)熱含量的變化表現(xiàn)為主要的進(jìn)動和較弱的傾角旋回，并跟隨經(jīng)向日曬梯度的變化，只有30%~40%的消冰增加與冰體積的變化有關(guān)。在進(jìn)動帶上，較高的上層熱含量與IPWP地表水氧同位素富集和伴隨的東亞降水耗竭有關(guān)，這與中國洞穴鐵礦的記錄有關(guān)。
利用同位素支持的海氣耦合模式，研究者認(rèn)為在進(jìn)動時間尺度上，IPWP上層熱含量的變化，而不是表面溫度，通過水汽和潛熱的匯合，放大了海洋-大陸水文循環(huán)。從能量的角度來看，上層熱含量和季風(fēng)變化的耦合(兩者都由軌道時間尺度上的日曬變化協(xié)調(diào))對調(diào)節(jié)全球水氣候至關(guān)重要。相關(guān)論文以題為“Warm pool ocean heat content regulates ocean–continent moisture transport”于2022年10月19日發(fā)表在Nature上。
圖1. 現(xiàn)代IPWP上層熱含量及其對δ18Op的影響
圖2. 在重建和模擬IPWP上部熱含量的代理中歲差和傾角的變化
圖3. 低緯度水文循環(huán)指數(shù)的變化以歲進(jìn)為主
圖4. 大洋-大陸δ18O分餾與OHC和季風(fēng)的耦合作用
Jian, Z., Wang, Y., Dang, H.?et al.?Warm pool ocean heat content regulates ocean–continent moisture transport.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05302-y
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05302-y
3. 浙江大學(xué)—HRG-9的同源物調(diào)節(jié)血紅素從富含血紅素的隔間中運輸
血紅素是一種含鐵的四吡咯，對多種細(xì)胞和生理過程至關(guān)重要。血紅素結(jié)合蛋白存在于幾乎所有的細(xì)胞隔層中，但調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)血紅素運輸和使用的分子機(jī)制，仍然知之甚少。
在此，來自浙江大學(xué)的陳才勇等研究者，發(fā)現(xiàn)血凝素反應(yīng)基因9 (HRG-9)(也稱為運輸和高爾基組織2 (TANGO2))是一種進(jìn)化上保守的血凝素伴侶，在真核細(xì)胞中將血凝素運輸出血凝素儲存或合成位點中起著關(guān)鍵作用。秀麗隱桿線蟲hrg-9及其旁位體hrg-10的丟失導(dǎo)致血紅素在溶酶體相關(guān)細(xì)胞器中積累，這是蠕蟲血紅素的存儲部位。
同樣，酵母和哺乳動物細(xì)胞中hrg-9同源物TANGO2的缺失會導(dǎo)致血紅素合成部位線粒體中的血紅素過載。研究者證明了TANGO2結(jié)合血紅素并將其從細(xì)胞膜轉(zhuǎn)移到載脂蛋白。
值得注意的是，純合子的斑馬魚幼魚出現(xiàn)多效性癥狀，包括腦病、心律失常和肌病，并在早期發(fā)育期間死亡。這些缺陷部分類似于人類TANGO2相關(guān)的代謝性腦病和心律失常的癥狀，這是一種由TANGO2突變引起的遺傳疾病。因此，HRG-9作為細(xì)胞內(nèi)血紅素伴侶的鑒定為探索TANGO2相關(guān)疾病的病因和治療提供了生物學(xué)基礎(chǔ)。相關(guān)論文以題為“HRG-9 homologues regulate haem trafficking from haem-enriched compartments”于2022年10月19日發(fā)表在Nature上。
圖1.?hrg-9調(diào)節(jié)秀麗隱桿線蟲血紅素內(nèi)穩(wěn)態(tài)
圖2.?hrg-9和hrg-10的丟失導(dǎo)致LROs中血紅素的積累
圖3. TANGO2在酵母和哺乳動物細(xì)胞中調(diào)節(jié)線粒體血紅素內(nèi)穩(wěn)態(tài)
圖4.?TANGO2缺乏導(dǎo)致哺乳動物細(xì)胞的線粒體缺陷和斑馬魚的致命性
圖5.?TANGO2在體外與血紅素結(jié)合并轉(zhuǎn)移
Sun, F., Zhao, Z., Willoughby, M.M.?et al.?HRG-9 homologues regulate haem trafficking from haem-enriched compartments.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05347-z
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05347-z
4. 清華大學(xué)-用于像差校正3D攝影的集成成像傳感器
平面數(shù)字圖像傳感器，在廣泛的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，近年來像素的數(shù)量迅速增加。然而，由不完美透鏡或環(huán)境干擾引起的空間非均勻光學(xué)像差，從根本上限制了成像系統(tǒng)的實際性能。
在此，來自清華大學(xué)的方璐&戴瓊海院士等研究者，提出了一種集成掃描光場成像傳感器，稱為元成像傳感器，以實現(xiàn)通用應(yīng)用的高速像差校正三維攝影，無需額外的硬件修改。元成像傳感器不是直接檢測二維強(qiáng)度投影，而是通過振動編碼微透鏡陣列捕捉超精細(xì)的四維光場分布，在后處理中可以靈活、精確地合成復(fù)雜場調(diào)制圖像。
使用該傳感器，人們可以在沒有數(shù)據(jù)先驗的情況下，用一個球面透鏡實現(xiàn)高達(dá)10億像素的高性能攝影，導(dǎo)致光學(xué)成像系統(tǒng)容量和成本的數(shù)量級下降。即使在存在動態(tài)大氣湍流的情況下，元成像傳感器也能夠在80厘米地面望遠(yuǎn)鏡上實現(xiàn)跨越1000弧秒的多站點像差校正，而不降低采集速度，為高分辨率的天氣天空調(diào)查鋪平了道路。此外，高密度精確深度圖可以同時檢索，方便了從自動駕駛到工業(yè)檢測的各種應(yīng)用。
相關(guān)論文以題為“An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography”于2022年10月19日發(fā)表在Nature上。
圖2. 高性能4800萬像素成像與一個3D打印塑料鏡頭
圖3. 通過強(qiáng)環(huán)境像差與擴(kuò)展景深的魯棒成像
圖5. 地基望遠(yuǎn)鏡動態(tài)湍流的多站點DAO
圖6. 用于自動駕駛和工業(yè)檢測的高速百萬像素深度感應(yīng)
Wu, J., Guo, Y., Deng, C.?et al.?An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05306-8
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05306-8
5. 北京大學(xué)-腸道細(xì)菌通過降解腸道尼古丁來緩解與吸煙相關(guān)的NASH
吸煙與非酒精性脂肪肝(NAFLD)呈正相關(guān)，但這種關(guān)聯(lián)的潛在機(jī)制尚不清楚。
在此，來自溫州醫(yī)科大學(xué)的鄭明華&復(fù)旦大學(xué)的李洋&浙江大學(xué)的虞朝輝&美國國立衛(wèi)生研究院的Frank J. Gonzalez&北京大學(xué)的姜長濤等研究者報道了尼古丁在吸煙過程中在腸道中積累并激活腸道AMPα。研究者確定腸道細(xì)菌木聚糖擬桿菌是一種有效的尼古丁降解劑。木聚糖梭菌定殖降低尼古丁暴露小鼠腸道尼古丁濃度，并改善尼古丁加重的NAFLD進(jìn)展。AMPKα在機(jī)制上促進(jìn)鞘磷脂磷酸二酯酶3 (SMPD3)的磷酸化，穩(wěn)定后者，從而增加腸道神經(jīng)酰胺的形成，這有助于NAFLD進(jìn)展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。
該研究結(jié)果確定了腸道尼古丁積累在NAFLD進(jìn)展中的作用，并揭示了一種內(nèi)源性細(xì)菌在人腸道中具有代謝尼古丁的能力。這些發(fā)現(xiàn)為減少吸煙加重的NAFLD進(jìn)展提供了一條可能的途徑。相關(guān)論文以題為“Gut bacteria alleviate smoking-related NASH by degrading gut nicotine”于2022年10月19日發(fā)表在Nature上。
圖1. 腸道尼古丁積累和腸道細(xì)菌衍生的腸道尼古丁降解的鑒定
圖2. NAFLD進(jìn)展中尼古丁誘導(dǎo)的腸道AMPKα-SMPD3軸的激活
圖3. 磷酸化的SMPD3由于泛素化介導(dǎo)的降解減少而更加穩(wěn)定
圖4. 木聚糖溶劑介導(dǎo)的尼古丁降解與臨床NAFLD進(jìn)展呈負(fù)相關(guān)
Chen, B., Sun, L., Zeng, G.?et al.?Gut bacteria alleviate smoking-related NASH by degrading gut nicotine.?Nature?610, 562–568 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05299-4
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05299-4
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