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Nature年度十大杰出论文:接近室温的超导等入选,复旦中科院上榜

Nature年度十大杰出论文:接近室温的超导等入选,复旦中科院上榜

Nature年度十大优秀论文:近室温超导等入选,复旦中科院入榜

板栗鱼羊小茶出自奥飞寺

量子比特报告|公众号QbitAI

2019年即将结束。回顾这一年,有哪些科研进展让公众印象深刻、让学术界兴奋?

近日,《自然》杂志公布了去年发表的十篇优秀论文,每一篇都与我们息息相关,涵盖了天文学、环境、物理、化学、医学等各个领域的突破性进展。

其中,我们熟悉的研究包括:机器狗学习算法、近室温超导体的发现、基因精准编辑、人类近亲等。我们来看看这十项重要研究。

不能吃鱼,营养不良

鱼含有丰富的人体所需的微量元素。这些营养素有助于防止营养缺乏。

科学家绘制了43个国家和地区367种渔获物的营养成分与此类疾病患病率之间的关系。

研究发现,一些发展中国家的渔获物应该能够满足人口的需求,但在许多热带发展中国家,很大一部分渔获物被出口或加工成鱼饲料。

许多最初为区域市场提供产品的当地渔业现在开始生产鱼饲料来供应养殖鱼类。

尽管如此,人们普遍认为养鱼并不像捕鱼那样给鱼类带来那么多的痛苦。但鱼的饲料仍然是捕获的鱼,比如沙丁鱼。此外,许多养殖鱼销往高收入国家和地区,当地低收入人群可获得的鱼就更少了。

因此,在考虑“我们应该吃什么样的鱼”时,也是时候对“我们”的概念有更广泛的理解了。希克斯团队指出了一个方向,那就是要关注人们是否可以吃鱼,以防止微量元素缺乏。

论文地址:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1592-6

亨廷顿舞蹈症有新的治疗方法

亨廷顿病是由亨廷顿蛋白(HTT)中谷氨酰胺氨基酸残基(残基)异常拉伸引起的。

复旦大学的科学家们重点研究了一种可利用的机制:细胞通过自噬过程降解突变亨廷顿蛋白(mHTT)。这是一种依赖于一种称为自噬体的蛋白质的清洁机制。囊泡吞噬蛋白质。

于是提出了一个假设:如果一种化合物同时与突变型聚谷氨酰胺束(PolyglutamineTract)和LC3B蛋白结合,就可以导致突变型亨廷顿蛋白被吞噬,增强清洁效果。

科学家们进行了小分子筛选来鉴定此类化合物;然后使用野生型HTT进行反筛选,以消除那些也与正常蛋白质结合的化合物。

最终,研究小组发现了4种可以改善亨廷顿病患者病情的化合物。

除了亨廷顿舞蹈病,其他涉及聚谷氨酰胺扩增的疾病也可能利用这种方法打开突破口。

论文地址:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1722-1

海王星的另一颗卫星被发现

△海王星

1989年,美国宇航局航行者2号发现了海王星的六颗卫星。它们都在海王星最大卫星的轨道内,属于内卫星。

现在,肖沃尔特团队正式发现了第七颗内卫星,命名为海马。

这颗卫星最初被称为S/2004N1和海王星14,实际上是由NASA的哈勃望远镜在2004-2005年和2009年期间拍摄的。

肖沃尔特现在已经测量了它的大小和轨道。这颗卫星的宽度只有34公里,与它的兄弟姐妹相比显得很小,而且它在海王星的第二大卫星海王星内部运行。

由于它与普罗透斯的关系,并且由于它们在海王星内部系统中的两个作用,这一发现非常令人着迷。

论文地址:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1722-1

接近室温的超导性

超导体是一种可以100%效率传输电能的材料。应用广泛,例如医院的MRI。

超导存在的温度远低于室温,因此应用条件受到严格限制。

Drozdov团队报告了几项关键结果,证实当压力达到100万个地球大气压时,各种富氢氢化镧可以在250K(大约-20摄氏度)下成为超导体。

离室温295K已经不远了。

论文地址:

https://www.nature.com/art文章/s41586-019-1201-8

CRISPR精确编辑基因

过去的基因编辑工具受到复杂的细胞过程的阻碍,这些过程似乎从根本上限制了它们的效率和精度。

哈佛大学的研究发现,CRISPR这种“搜索和替换”工具已经可以精确编辑基因。

在此过程中,RNA向导的“搜索”部分将Cas9蛋白引导至DNA靶标中的特定序列,切割两条DNA链中的一条。

然后,逆转录酶生成与指南中被替换的DNA序列互补的工作,并将其安装在切割端,替换原始DNA序列。

DNA修复可以产生完全编辑的双链体,几乎完全避免了之前不完美的编辑。

论文地址:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1711-4

冰盖下的甲烷释放

冰川和冰盖下的沉积物含有碳化合物,在某些条件下,这些碳化合物可以转化为甲烷(一种温室气体)。

英国布里斯托大学的研究人员直接测量了夏季格陵兰冰盖陆地冰川排出的甲烷量。释放到大气中的甲烷量与其他陆地河流相当。因此,冰下沉积物可以作为当地甲烷的来源,证实了其他研究的结果。

这项研究解释了。我们星球的冰层如何以意想不到且潜在重要的方式与周围的地球系统相互作用。

论文地址:

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0800-0

父亲的线粒体DNA也可以遗传

关于父系线粒体DNA(mtDNA)的传递是否可以与母系mtDNA的传递共存存在很多争议,普遍的观点是线粒体和mtDNA仅遗传自母亲。

真核生物(如动物、植物和真菌)的DNA储存在两个细胞区室中:细胞核和线粒体细胞器。健康人体内的线粒体DNA(mtDNA)分子本质上是相同的。然而,在患有由mtDNA突变引起的疾病的人中,正常和突变的mtDNA分子通常在单个细胞中共存,这种情况称为异质性。

线粒体DNA被认为仅起源于母亲的卵细胞,没有父亲的贡献,但Luo等人。推翻了这一认识,并确定了由父母线粒体遗传引起的线粒体DNA异质性的三种情况。先前的研究表明,线粒体自噬(细胞“吃掉”自己的线粒体的过程)在选择性消除父系线粒体中发挥着作用。因此,这些罕见的父系线粒体DNA传递病例可能是由于线粒体周转不足所致。

论文地址:

https://doi.org/10.1073/pnas.1810946115

奔跑的机器狗

众所周知,机器人的步态运动和手动灵活性较差。即使在模拟中表现良好的机器人也会被看似很小的物理障碍绊倒。

Hwangbo等人发表的论文。《ScienceRobotics》指出,使用数据驱动的方法来设计机器人软件可以提高机器人的运动技能。

他们使用ANYmal机器狗展示了他们的方法:四足机器人能够精确且高效地遵循身体运动命令,并且运行速度比以前更快。

论文地址:

https://robotics.sciencemag.org/content/4/26/eaau5872

“双击”化学反应

铜催化反应,也称为CuAAC,是点击化学的典型例子。

如果该反应操作简单、产率高、可适用于许多化合物,但选择性极强(ExceptionallySelective),这意味着反应基团只能相互反应——这样的反应称为点击化学。

CuAAC反应应用广泛,但如果能应用于叠氮化物(带有N3基团)就更好了,应用范围会更广。

现在,中科院孟教授团队发现FSO2N几乎可以与任何伯胺(带有NH2基团)反应,且收率接近100%。

因此,该团队创建了一个包含1,224个叠氮化物的库。库内化学反应的速度、广度和效率均达到点击化学的标准。此外,制备的溶液可直接用于CuAAC反应。

论文地址:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1589-1

亚洲发现与人类密切相关的物种

这篇文章是读者选择的结果。

底特律团队在菲律宾发现了一个与人类密切相关的物种,并将其命名为吕宋人(HomoLuzon)。

关于亚洲人进化论知识日新月异,迫使学术界重新审视“亚洲人从非洲迁徙到亚洲大陆”的旧观念。这一发现将引发科学界的大量争论。

因为这次发现的证据表明,直立人可能不是唯一在地球上行走的早期人类。

人类基因进化的路线可能比我们最初想象的更加复杂和有趣。

论文地址:

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1067-9

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