科教大事

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腫瘤抑制的一個新機制

轉錄因子p53的腫瘤抑制活性一般被認為反映了其響應于細胞壓力誘導細胞周期停滯、細胞凋亡或衰老的能力，但關于p53其他活性的證據也在出現。在這項研究中，Wei Gu及其同事發現，p53的一個代謝目標也會對其腫瘤抑制活性有貢獻。尤其是，他們發現，p53抑制SLC7A11(“胱氨酸/谷氨酸”氨基酸運輸機制的一個關鍵組成部分)的表達。這導致胱氨酸的吸收被抑制，并且促進“鐵死亡”(ferroptosis，一種依賴于鐵的細胞死亡形式)。P53的這一以前沒有被認識到的功能在腫瘤抑制中似乎很重要，尤其是當其他通道無效時。

改變大腦發育的遺傳變異體

對30,717人所做的這項全基因組關聯研究，識別出了一些遺傳變異體，它們都影響已知與運動、學習、記憶和動機相關的功能中所涉及的其中一些大腦皮層下區域的結構。這些結果讓我們對造成人類腦發育之差異的原因有所認識，同時也許還能幫助闡釋神經精神功能障礙的機制。尤其令人感興趣的是影響“殼核”(putamen)、“尾狀核”(caudate nucleus)大小和整個頭圍的六個新的基因位點。

一種更好的鋁離子電池

鋁的低成本和有用電氣性質表明，鋁離子充電電池也許能提供可行的、安全的電池技術，但陰極材料方面的問題、循環性能差的問題和其他相關問題始終未能解決。在這篇論文中，Hongjie Dai及同事描述了一種鋁離子電池，它能在一分鐘內充電，同時與以前文獻中報告的電池相比循環壽命也大大提高，而且容量幾乎沒有衰減。這種電池利用一種非可燃性離子液體電解質、通過鋁的電化學沉積和溶解以及氯鋁酸鹽陰離子向一種新型3D石墨泡沫陰極內的嵌入/脫嵌來工作。

河流水系破壞形成的景觀

封面所示為位于中國云南省的長江第一灣。這里有長江、瀾滄江和怒江三江并流的壯麗景觀，谷深最大達3公里，但也有高海拔、低深度的峽谷。高海拔、低起伏度的地表(或稱為“殘遺景觀”)一般被認為是隆起的古老景觀，它們保留了過去的構造和環境條件。Rong Yang等人通過對西藏東南和云南省的所謂“殘遺景觀”進行數字地形分析，驗證了關于景觀演變的當前模型。他們發現，這些高山峽谷可能并不是古老的、被動隆起的地表。相反，這些景觀是由于河流水系重組而在原地形成的：這樣的重組使得一些河流缺水，從而不能抗衡構造隆起。

違反嬰兒的期望能增強他們的學習和探索能力

通過對11個月大的嬰兒做出的一系列實驗，Aimee Stahl和Lisa Feigenson 指出，當他們看到出乎意料的事件時（如一只球看似穿過了一堵墻），嬰兒們會確定這個活動涉及的物體是值得進一步探索的。此外，之后將物體提供給嬰兒時，他們會在玩這個物體時測試該物體的屬性。相反，當向嬰兒顯示的某些物體沒有違背其任何期望時，他們在玩耍時則會對之顯示較少的興趣，這些結果支持這樣的假說，即與嬰兒基于知識所做的預期相抵觸的情境會對嬰兒的學習造成影響。

與母體染色體非整倍態有關的人類普遍突變

研究人員發現了在一個與母體染色體非整倍態（或從母親那里遺傳的不規則染色體數目）相關的基因突變。Rajiv McCoy和同事在一個體外受精周期中對這些第三天的胚胎及其雙親的基因組進行了測序，并發現了基因組的一個似乎與母親染色體數目缺陷相關的特別區域。已知該基因組區域含有一個被稱作Polo樣蛋白激酶4（或PLK4）的基因，而該基因可直接影響染色體分離，因此研究人員檢測了PLK4并發現了一個可增加母體染色體非整倍態比率的特別突變。

人狗關系如何形成

幾千年來，催產素可能在神經反饋回路中起到了加強人與狗（主人最好的朋友）間的紐帶作用，在實驗一中，研究人員讓狗與其主人及若干陌生人同處一室，結果發現，狗與其主人目光接觸的增加可同時在人與狗的大腦中使催產素的水平升高。在第二個實驗中，研究人員直接在某些狗的鼻腔中噴灑催產素，結果發現，接受催產素噴灑的狗的主人體內的催產素水平增加了，而雌性犬對該催產素噴灑所做出的反應是它們注視其主人的時間會增加。總之，這些結果表明，人與狗可能發展出了某種本能的結合機制，而這種機制的演化起初是為了加強父母與其孩子間的那種最強的生物學紐帶關系。

同行評審是否選擇了最優秀的科研申請項目

這篇論文檢驗了同行評審對科研申請者的預測能力。作者Danielle Li和Leila Agha對1980到2008年超過13萬個研究項目基金進行了分析，這些研究項目由聯邦國立衛生院提供資金，每項研究撥款都在同行評審中獲得評分。研究人員在幾年后對這些撥款（就其論文發表、論文引用和獲取專利方面）的科研結果進行了觀察。他們的結果表明，較高的同行審議評分始終與更好的研究結果相關。與評分較低的申請相比，那些具有較高同行審議評分的申請會有更多的總體論文發表數、引用數及專利數。重要的是，同行評審者能夠在以往有著類似成就（如論文發表歷史或機構附屬等）的申請者中分辨項目申請品質。

工程技術類

硅烷催化的大單晶六方氮化硼石墨烯

高質量、大單晶域介質襯底上的石墨烯的出現，對于石墨烯在光電領域的應用至關重要，然而，石墨烯的電學性質受到襯底的影響很大，電荷雜質和聲子散射會使石墨烯的電學性能極大地下降。本文中，研究者在掌握石墨烯形核控制、確定單晶和襯底的取向關系的基礎上，以乙炔為碳源，引入硅烷作為催化劑，通過化學氣相外延的方法制備晶疇尺寸超過20微米的石墨烯單晶，生長速率較之前的文獻報道提高了兩個數量級，超過90%的石墨烯單晶與氮化硼襯底嚴格取向，呈現由莫瑞條紋引起的～14nm的二維超晶格結構，制備的石墨烯的典型室溫霍爾遷移率超過20,000 cm2/V·s。《Nature Communications》

隱藏的拓撲順序與金屬玻璃的玻璃形成能力

科學家未能掌握金屬玻璃的結構特征，不知道其原子的排列規律已成為科研瓶頸。本研究者基于分子動力學模擬，發現了這些結構上的隱含拓撲序以球對稱的方式表達，并與晶體中的球對稱序有非凡的結構同源性。隨著金屬玻璃體系中化學組分的增加，這些原子中程尺度上的隱含序的種類會隨之增加，并會因為不同的排列傾向性而發生拓撲糾纏。而且，體系隱含序拓撲糾纏的強烈與否，與該體系玻璃形成能力之間具有明顯的對應關系。《Nature Communications》

激活基因啟動子和增強子的表觀基因組

能定向操作外遺傳標簽的技術可以被應用到準確地控制細胞的表型或詢問表觀基因和轉錄調控之間的關系，在此研究者講述一個程序可控的、基于CRISPR-Cas9乙酰轉移酶組成的nuclease-null dCas9蛋白融合于人乙酰轉移酶p300催化核。該融合蛋白催化乙酰化組蛋白H3的27位的賴氨酸，乙酰化導致來自啟動子以及近端和遠端增強子的靶基因強轉錄激活，通過定向的乙酰轉移酶基因激活在整個基因組中是高度特異性的，相反的，對于前面的基于d Cas9激活子，乙酰轉移酶激活來自增強子區域伴有獨自引導RNA的基因，研究者也表明核心P300域能被融合到其它的程序可控的DNA結合蛋白中，該結果支持定向乙酰化作為反式激活的因果機制，并提供了一個操縱基因調控的強有力工具。《nature biotechnology》

單分子設備內的拉力以及集合構型

在過去的10年，分子尺度的電子設備取得了巨大的進步，單分子晶體管、二極管以及其它電子元器件都得到了證實。盡管這些巨大的進步，在理論預測導電系數和實驗測量之間的一致性存在著有限性。不一致的主要原因是實驗確定單一分子結合的幾何尺度與結合構型相互作用之間存在困難。在這篇文章，在結合構象發生和破壞期間，我們對一系列單分子設備應用小振幅、高頻率正弦機械信號，在室溫溶液中通過測量當前的反應，獲得關于在分子結合期間，這種應用的拉力是如何分布的信息，該結果完美解決了單個分子設備的復雜構型與理論模型前期預測結果一致性。《nature materials》

從“越小越強”到“與大小無關”：對純鐵理想強度的測量

“越小越強”效應，也就是說微納尺度金屬樣品的強度會隨著樣品尺寸的減小而提高的現象，但在壓縮的球形鐵納米顆粒實驗中，并不見得如此。研究者用特殊方法制備了微納尺度的球形純鐵顆粒，并對其進行原位電子顯微學定量的研究。結果表明，當納米鐵球的尺寸小于特定臨界尺寸時，其最大壓縮接觸強度會達到10.7 GPa，對應的屈服剪切應力（≈9.4 GPa）與理論計算的純鐵理想剪切強度一致。《ADVANCED MATERIALS》

開發藍色能源的摩擦納米發電機網絡

地球表面70%覆蓋的都是海水，波浪能量豐富,有可能成為最環保的電能形式之一。然而，由于缺乏有效的技術手段，波能的利用仍然是有待開發的資源。研究者報告了一個大規模利用水動力能源的摩擦發電機網絡方法。該方法優點諸多：技術造價低廉，抗海水腐蝕性能好；不僅可以收集大風大浪的機械能，而且對小波動也能進行有效的采集；不僅可以在大范圍的水域工作，還可以在小范圍的水域；具有很低的故障率等。實驗測試表明一平方千米的海洋能輸出，可以有望達到1.15兆瓦，而大規模的發電網絡，預期可以達到直流或者準直流的輸出效果。《ACS NANO》

用于多峰成像技術的卟啉納米粒子

基于醫療目的，通過內源性或外部刺激將納米粒子或單體的化合物轉化為更大的超分子結構，越來越受歡迎。微泡轉換為納米粒子卻不常見。研究者描述了用低頻超聲波將微泡轉換為納米粒子。他們使用自然存在的可用于光合作用的卟啉創建出一種新型微泡。在臨床前試驗中，研究小組利用低頻超聲波爆裂含有微泡的卟啉，觀察到微泡分裂成了納米粒子。最重要的是，這些納米粒子可停留在腫瘤內且可用成像技術進行跟蹤。微泡在超聲波的諧振下可爆裂成5納米至500納米的粒子，同時還可保留其固有的成像性能。《nature nanotechnology》

基于拉格朗日隨機法對湍流多分散兩相化學反應流進行研究

作者對拉格朗日隨機法作出全面的說明，以便對多分散兩相化學反應流進行更好的研究。作者的第一個目標就是對現存理論框架的主要方面進行回顧。因為這些發展進步都是以該理論框架為背景的。第二個目標，即對該隨機模型中存在的物理現象進行闡述。即通過介紹郎之萬參考模型的主要方面以及通過一些應用的詳細分析，來揭露這些建模方法的實際可能性。第三個目標是對近期的發展進行報道，這些發展能夠使拉格朗日隨機法成為可能。該方法包括，例如基于結構模型的第一個步驟，混合計算公式以及粒子間相互作用的一些新的計算方法。基于這些研究結果，本文最后一個部分為擴展拉格朗日隨機法而引進了形式體系，以便研究粒子間湍流運動。其中，通過大渦模擬對流體流動進行計算。《PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE》