冰期中被厚冰架覆蓋的淡水北冰洋

Nature封面：冰島的鉆石海灘和杰古沙龍冰河湖。Nature雜志第7844期封面文章報(bào)道了在最近的兩次冰期中，北冰洋和旁邊的北歐海曾主要由淡水組成，還被一個(gè)很厚的冰架覆蓋。一直很難有證據(jù)證實(shí)北冰洋的大部分面積曾被冰架覆蓋。Walter Geibert和同事分析了海洋沉積巖芯中的釷-230。釷-230來自鹽水中的鈾衰變。他們發(fā)現(xiàn)北冰洋和北歐海的多個(gè)巖芯層中都缺少釷-230，并認(rèn)為這意味著不存在鹽水。研究認(rèn)為，冰架起到了大壩的作用，隔開了大西洋的鹽水涌入。這一過程導(dǎo)致該地區(qū)在7萬～6.2萬年前及15萬～13.1萬年前充滿了淡水。

人類基因組計(jì)劃下的大發(fā)現(xiàn)時(shí)代

Nature封面：描繪了人類基因研究的發(fā)展歷程。同心環(huán)代表人類染色體，不同的峰代表序列草圖公布前（環(huán)上方）和公布后（環(huán)下方）引用該染色體上每個(gè)基因的出版物相對數(shù)量。Nature雜志第7845期封面文章報(bào)道了人類基因組序列草圖如何幫助重塑生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究，并細(xì)數(shù)了如今項(xiàng)目在數(shù)據(jù)采集、管護(hù)、獲取方面存在的挑戰(zhàn)。20年前，人類基因組計(jì)劃（Human Genome Project）公布了首個(gè)完整的人類基因組序列草圖，相關(guān)論文濃縮了近15年的研究工作。從此以后，科學(xué)界滿懷期待地邁入了“后基因組”時(shí)代。

小扭轉(zhuǎn)角度雙層石墨烯的晶格動力學(xué)定域化研究

Nature封面：探究扭曲二緯材料（Probing twistronics）。Nature雜志第7846期封面文章報(bào)道了用納米-拉曼光譜中的可見光對重構(gòu)的扭轉(zhuǎn)雙層石墨烯進(jìn)行了成像，并研究了這種晶格的振動模式。Ado Jorio和他的同事們將雙層石墨烯的兩個(gè)晶體網(wǎng)絡(luò)稍微旋轉(zhuǎn)，得到一種扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，最后得到的晶格在原子水平成像后，揭示了一些振動模式具有定域化特征，并讓研究團(tuán)隊(duì)得以探究這對電子性能的影響。研究結(jié)果朝著理解聲子相關(guān)效應(yīng)邁進(jìn)了一步，或有助于“扭轉(zhuǎn)電子學(xué)”（twistronics）的發(fā)展。

提高載流子管理制備高效率鈣鈦礦太陽能電池

Nature封面：太陽能電池。Nature雜志第7847期封面文章報(bào)道了一種制備鈣鈦礦太陽能電池的整體方法，能夠提高對電荷載流子的管理?；诮饘冫u化物鈣鈦礦的太陽能電池由于電荷載流子復(fù)合過多，鈣鈦礦的光吸收能力一直受限。Jangwon Seo和同事們開發(fā)了一種制備高質(zhì)量氧化錫電子傳輸層的沉積技術(shù)，并將其與一種能精確調(diào)控兩種鈣鈦礦材料組合的策略相結(jié)合，從而在不犧牲太陽能電池活性層帶隙的情況下提高光電性能。研究團(tuán)隊(duì)最后得到的太陽能電池?fù)碛?5.2%的光電轉(zhuǎn)換效率，與硅電池相近，說明這兩種技術(shù)的性能差距正在迅速縮小。

（本頁期刊封面圖來自Nature官網(wǎng)）

警察的種族和性別在芝加哥警民互動中的作用

Science封面：多樣性和警務(wù)。Science雜志第6530期封面文章報(bào)道了在美國警察槍殺黑人事件備受關(guān)注之后，了解警察和平民的種族和性別是否會影響他們的互動十分重要。多元化是一項(xiàng)被廣泛提議的警務(wù)改革，但由于數(shù)據(jù)的限制，很難測試不同身份的警官在類似情況下的行為是否不同。根據(jù)芝加哥的微記錄，一項(xiàng)新的研究表明，與白人和男性警察相比，來自邊緣群體的警察使用武力的頻率更低，對輕微違法行為的攔截和逮捕也更少，尤其是西班牙裔和黑人警察，以及女性警察。這些差異在與黑人平民接觸時(shí)尤為顯著。

膜系線粒體蛋白合成機(jī)制

Science封面：線粒體的復(fù)合物。Science雜志第6531期封面文章報(bào)道了人類線粒體核糖體形成機(jī)制。這篇論文對人類線粒體中膜錨定蛋白（membrane-tethered protein）合成的分子機(jī)制做了深入闡釋，不僅以前所未有的詳細(xì)程度揭示了人類的線粒體核糖體是如何形成的，還解釋了驅(qū)動生物能量學(xué)為生命提供燃料的過程的分子機(jī)制。這是對人類線粒體核糖體（mitoribosome）如何運(yùn)作的一個(gè)基本的新認(rèn)識，可以解釋線粒體如何受到突變和功能失調(diào)的影響，從而導(dǎo)致耳聾等障礙和包括癌癥在內(nèi)的疾病。

地表變化

Science封面：通過比較颶風(fēng)前后獲得的SAR圖像，可以看到與洪水相關(guān)的地表變化（黃色和紅色表示日益顯著的地表變化）。Science雜志第6532期封面文章報(bào)道了一種名為干涉合成孔徑雷達(dá)（InSAR）的技術(shù)，該技術(shù)用于從太空探測地球表面的微小運(yùn)動。自2018年以來，在軌民用和商用SAR衛(wèi)星的數(shù)量增加了一倍多。而且今年至少還會有12個(gè)這樣的項(xiàng)目啟動，總數(shù)將超過60個(gè)。隨著計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)據(jù)處理變得更加容易，衛(wèi)星群可能很快就能探測到地球上幾乎每一塊土地每天甚至每小時(shí)的地表變化，這將使新的應(yīng)用成為可能。

手術(shù)粘連:粘性巨噬細(xì)胞的問題

Science封面：巨噬細(xì)胞浸潤腹膜腔傷口示意圖。Science雜志第6533期封面文章報(bào)道了腹腔巨噬細(xì)胞進(jìn)入損傷部位，形成直接的保護(hù)性傷口覆蓋物。像海膽一樣原始的多細(xì)胞生物將它們的器官藏在被巨噬細(xì)胞包圍的腔體中，巨噬細(xì)胞是抗感染和修復(fù)組織的細(xì)胞。在哺乳動物中，巨噬細(xì)胞聚集成血栓樣的結(jié)構(gòu)來迅速封閉損傷。這種活動會產(chǎn)生意想不到的后果，例如手術(shù)后疤痕組織的不良生長，現(xiàn)在可以用于治療。與無脊椎動物相似的是，體內(nèi)巨噬細(xì)胞表達(dá)進(jìn)化上古老的受體，這可能是預(yù)防粘附的潛在靶點(diǎn)。

（本頁期刊封面圖來自Science官網(wǎng)）

人體組織5－羥甲基胞嘧啶圖譜

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心伊成器團(tuán)隊(duì)、北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陶偉團(tuán)隊(duì)和北京大學(xué)第一醫(yī)院張騫團(tuán)隊(duì)合作，繪制了多種人體組織5-羥甲基胞嘧啶（5hmC）的圖譜，揭示了5hmC呈現(xiàn)組織特異性分布的特征，暗示其與組織特異性的基因表達(dá)及其功能相關(guān)。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。哺乳動物中，5-甲基胞嘧啶（5mC）可以在TET酶的作用下轉(zhuǎn)化為5-羥甲基胞嘧啶（5hmC），對5hmC精確位置信息的掌握是深入研究其功能的基礎(chǔ)。該研究系統(tǒng)性地繪制了人體組織5hmC圖譜，為今后研究其生物學(xué)功能提供了豐富的圖譜資源。

差異羥基甲基化區(qū)域（tsDhMRs）呈現(xiàn)組織特異性分布并影響組織特異性功能基因的表達(dá)（圖片來源于北京大學(xué)網(wǎng)站）

基于液滴微流控的鏈霉菌高通量篩選技術(shù)平臺

中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所王猛研究組開發(fā)了基于液滴微流控的鏈霉菌高通量篩選技術(shù)。相關(guān)成果發(fā)表于Communications Biology。研究表明，鏈霉菌高通量篩選技術(shù)的檢測分選速度達(dá)到約每小時(shí)1萬個(gè)菌株，人工混庫的單輪分選富集率超過330倍。鏈霉菌從孢子出發(fā)可以在液滴中穩(wěn)定培養(yǎng)7天以上，完成萌發(fā)、分化，進(jìn)行各種生物合成直至走向衰亡的完整生命周期。這一特性使開發(fā)的基于液滴微流控的鏈霉菌高通量篩選平臺可以用于菌體生長早期對于啟動子等調(diào)控元件的篩選，也可以用于生長中期對于胞內(nèi)、胞外目標(biāo)蛋白的篩選，且在次級代謝產(chǎn)物如抗生素等篩選方面具有應(yīng)用前景。

生豬脂質(zhì)代謝低蛋白飼糧平衡支鏈氨基酸的研究

中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所印遇龍?jiān)菏繄F(tuán)隊(duì)就低蛋白飼糧平衡支鏈氨基酸（BCAA）營養(yǎng)在機(jī)體脂質(zhì)代謝上的研究獲得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Agricultural and Food Chemistry。低蛋白平衡BCAA飼糧（Leu∶Ile∶Val=2∶1∶1至 2∶1∶2）可部分改善生長性能，同時(shí)通過脂肪細(xì)胞因子-AMPK-SIRT1-PPARγ信號通路，降低脂肪沉積，并通過促進(jìn)脂肪組織中脂聯(lián)素和內(nèi)脂素等脂肪細(xì)胞因子的分泌，抑制瘦素的分泌來調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，從而提高線粒體的生物功能，加速脂肪酸氧化，改善機(jī)體的脂質(zhì)代謝，與前期在生長豬階段的研究形成完整的營養(yǎng)調(diào)控策略，也為后續(xù)功能性氨基酸新生理功能的發(fā)掘奠定理論基礎(chǔ)。

甜菜夜蛾P(guān)450介導(dǎo)阿維菌素抗性機(jī)制研究

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)吳益東教授團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了首個(gè)高質(zhì)量染色體水平的甜菜夜蛾參考基因組，揭示了甜菜夜蛾細(xì)胞色素P450氧化酶通過單個(gè)氨基酸突變對阿維菌素類殺蟲劑產(chǎn)生抗性的新機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于PLoS Genetics。該研究運(yùn)用基因編輯與遺傳定位相結(jié)合的新策略，快速鑒定了介導(dǎo)殺蟲劑抗性的P450基因，明確P450基因通過功能獲得性突變（gain of function mutation）導(dǎo)致害蟲抗藥性發(fā)生的分子機(jī)制。研究成果不僅為甜菜夜蛾代謝抗性基因監(jiān)測預(yù)警、抗性治理策略制定，以及新型殺蟲劑研發(fā)提供重要依據(jù)，同時(shí)為昆蟲抗藥性新基因的快速鑒定提供了一套可復(fù)制的解決方案。

人源NPC1L1介導(dǎo)細(xì)胞膽固醇吸收的分子機(jī)制

清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院隋森芳院士課題組開展了人源NPC1L1介導(dǎo)膽固醇吸收機(jī)制的結(jié)構(gòu)研究。相關(guān)成果發(fā)表于ScienceAdvances。食物中的膽固醇主要是通過位于小腸絨毛上皮細(xì)胞中的Niemann-Pick C1-like 1（NPC1L1）蛋白來轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)細(xì)胞的。文章解析了全長NPC1L1在Apo狀態(tài)、N端截短的NPC1L1在Apo狀態(tài)、膽固醇富集狀態(tài)，以及結(jié)合Ezetimibe狀態(tài)的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)，NPC1L1蛋白中的甾醇敏感結(jié)構(gòu)域（SSD）可以通過結(jié)合不同數(shù)量的膽固醇分子來響應(yīng)膽固醇水平的變化。研究結(jié)果為進(jìn)一步深入研究NPC1L1的功能和Ezetimibe的作用機(jī)制提供了依據(jù)，并對開發(fā)新型膽固醇吸收抑制劑具有重要的意義。

NPC1L1在膽固醇富集狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)。A：冷凍電子密度圖；B：原子模型。（圖片來源于清華大學(xué)網(wǎng)站）

大刺鰍基因組解析

華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院李大鵬科研團(tuán)隊(duì)從染色體層面解析了大刺鰍基因組，對性染色體的起源及重組抑制進(jìn)行了相關(guān)研究，構(gòu)建了魚類Y染色體完整圖譜，提出了動物性染色體近著絲粒起源的假說，為性染色體起源的研究提供了新線索。相關(guān)成果發(fā)表于Genome Biology。性染色體的起源需要在原性染色體之間建立重組抑制。在許多魚類中，性染色體對是最近起源的同態(tài)染色體。經(jīng)過多世代的大刺鰍跟蹤研究，發(fā)現(xiàn)了該物種的間性群體，開展了大刺鰍性別連鎖區(qū)域的挖掘和分子標(biāo)記開發(fā)及性染色體解析等基礎(chǔ)研究，揭示了著絲粒周圍存在廣泛異染色質(zhì)區(qū)。

植原體侵染對棗樹腋生分生組織發(fā)育調(diào)控的研究

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院孫俊教授、安徽省農(nóng)科院園藝研究所孫其寶研究員與合作者揭示了棗植原體效應(yīng)因子SJP1和SJP2誘導(dǎo)棗側(cè)芽不斷萌發(fā)形成叢枝的致病機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于Plant Cell and Environment。目前棗產(chǎn)業(yè)上面臨的最嚴(yán)重的、毀滅性的病害是植原體（Phytoplasma）侵染引起的棗瘋?。↗ujube witches’broom），病株主要表現(xiàn)為叢枝等癥狀。棗瘋病幾乎遍布于全國所有棗產(chǎn)區(qū)，感病植株2～3年即死亡。研究表明，轉(zhuǎn)錄因子ZjBRC1直接結(jié)合生長素轉(zhuǎn)運(yùn)因子ZjPIN1c和ZjPIN3啟動子，并下調(diào)其表達(dá)活性，從而促進(jìn)ZjBRC1轉(zhuǎn)基因棗愈傷中生長素積累。

高原魚類低氧適應(yīng)的新機(jī)制

中國科學(xué)院水生生物研究所魚類系統(tǒng)學(xué)與生物地理學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究人員對青藏高原特有魚類的特殊的血氧系統(tǒng)及其進(jìn)化過程開展了深入研究。相關(guān)成果發(fā)表于International Journal of Biological Macromolecules。氧對生物的生存、繁殖與分布具有重要影響，生物的特異性血氧傳遞系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)其同環(huán)境之間的氧交互提供了保障。該研究通過選擇壓力分析和蛋白模型的構(gòu)建，揭示了裂腹魚類共表達(dá)的不同類型的血紅蛋白基因在進(jìn)化過程中均受到不同程度的自然選擇，造成了不同亞型的血紅蛋白在功能上表現(xiàn)出一定差異。基于血紅蛋白功能（親氧能力）上的進(jìn)化改變，或促進(jìn)了裂腹魚類對青藏高原水體環(huán)境的特殊適應(yīng)。