據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年9月26日-9月28日，短短三天內(nèi)，國內(nèi)學(xué)者已發(fā)7篇Nature正刊。更有優(yōu)秀學(xué)者，一天4篇Nature見刊，這是何等地厲害(原諒我，詞窮了)？
1. 廈門大學(xué)—通過水界面過濾和吸收連續(xù)凈化空氣
空氣微粒污染，對人體健康的不利影響，促進(jìn)了過濾空氣中微粒的凈化系統(tǒng)的發(fā)展。為了保持性能，在某些時(shí)候不可避免地必須更換過濾單元，這需要維護(hù)，涉及成本和產(chǎn)生固體廢物。
在此，來自廈門大學(xué)的侯旭等研究者，展示了一種離子摻雜的共軛聚合物涂層基質(zhì)與選定的功能性液體浸潤，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、連續(xù)和免維護(hù)的空氣凈化。當(dāng)需要凈化的空氣以氣泡的形式通過系統(tǒng)時(shí)，功能流體為過濾和去除空氣中的顆粒物和污染物分子提供了界面。理論建模和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有較高的效率和魯棒性：一次性空氣凈化效率可達(dá)99.6%，抑塵能力可達(dá)950 g m?2。該系統(tǒng)耐用，耐污染和腐蝕，作為過濾器的液體可以重復(fù)使用和調(diào)整，也可以去除細(xì)菌或氣味。研究者預(yù)計(jì)，該凈化方法將有助于開發(fā)專門的空氣凈化器，這可能被證明在醫(yī)院、工廠和礦山等環(huán)境中是有用的。相關(guān)論文以題為“Continuous air purification by aqueous interface filtration and absorption”于2022年09月26日發(fā)表在Nature上。
圖3. ELBS的微泡產(chǎn)生和粒子吸收過程
Zhang, Y., Han, Y., Ji, X.?et al.?Continuous air purification by aqueous interface filtration and absorption.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05124-y
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05124-y
2. 中國科學(xué)院—“祝融”號探測車?yán)走_(dá)揭示的火星烏托邦盆地地下分層
探索火星的地下結(jié)構(gòu)和分層，促進(jìn)了人們對火星地質(zhì)、水文演變和古氣候變化的理解，是過去和繼續(xù)進(jìn)行的火星探測任務(wù)的主要任務(wù)。烏托邦平原，充滿了烏托邦撞擊坑的火山和沉積地層的平坦平原，一直是這類探索的主要目標(biāo)，因?yàn)閾?jù)推測，火星上曾有一個(gè)古老的海洋。然而，距離“維京2號”提供地面探測結(jié)果已經(jīng)過去了45年。
在此，來自中國科學(xué)院大學(xué)的陳凌等研究者，報(bào)告了由天文一號任務(wù)的“祝融”號漫游者，在烏托邦平原南部邊緣地區(qū)進(jìn)行的火星地下結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場探地雷達(dá)調(diào)查。沿著漫游車大約1171米的行程，構(gòu)建了詳細(xì)的地下圖像剖面，顯示了在不到10米厚的風(fēng)化層下大約70米厚的多層結(jié)構(gòu)。
盡管其他模型值得進(jìn)一步研究，但新的雷達(dá)圖像顯示了偶發(fā)的水力溢流沉積的發(fā)生，這被解釋為代表了在晚西西紀(jì)到亞馬遜紀(jì)期間烏托邦平原的盆地填充。雖然在雷達(dá)探測深度范圍內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)液態(tài)水存在的直接證據(jù)，但不能排除在著陸區(qū)的地下存在含鹽冰。相關(guān)論文以題為“Layered subsurface in Utopia Basin of Mars revealed by Zhurong rover radar”于2022年09月26日發(fā)表在Nature上。
圖1. “祝融”號月球車著陸點(diǎn)周邊地區(qū)
圖2. 低頻雷達(dá)數(shù)據(jù)的成像結(jié)果和解釋
Li, C., Zheng, Y., Wang, X.?et al.?Layered subsurface in Utopia Basin of Mars revealed by Zhurong rover radar.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05147-5
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05147-5
3. 中國科學(xué)院—埃博拉病毒聚合酶復(fù)合體的結(jié)構(gòu)
包括埃博拉病毒在內(nèi)的絲狀病毒，對公共衛(wèi)生構(gòu)成日益嚴(yán)重的威脅。雖然兩種治療性單克隆抗體，已獲批準(zhǔn)用于治療埃博拉病毒疾病，但還沒有批準(zhǔn)的廣泛反應(yīng)性藥物，來控制各種絲狀病毒感染。絲狀病毒有一個(gè)大的聚合酶(L)蛋白和輔助因子病毒蛋白35 (VP35)，它們構(gòu)成了負(fù)責(zé)病毒基因組RNA合成的基本功能單元。由于其保守性，L-VP35聚合酶復(fù)合體是廣泛活性抗病毒藥物的一個(gè)有前途的靶點(diǎn)。
在此，來自中國科學(xué)院的施一&高福院士等研究者，使用低溫電子顯微鏡(狀態(tài)1)確定了埃博拉病毒L蛋白與四聚體VP35復(fù)合物的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)分析表明，埃博拉病毒L具有絲狀病毒特異性插入元件，對RNA合成至關(guān)重要，VP35通過VP35四聚體的三個(gè)前體與L的N-端區(qū)廣泛相互作用。值得注意的是，研究者在第二種構(gòu)象中捕獲了復(fù)雜結(jié)構(gòu)，啟動環(huán)和支撐螺旋遠(yuǎn)離聚合酶活性位點(diǎn)(狀態(tài)2)。此外，研究者在酶促試驗(yàn)中證實(shí)了百年藥物蘇拉明，可以抑制埃博拉病毒聚合酶的活性。L-VP35-蘇拉明復(fù)合體的結(jié)構(gòu)，揭示了蘇拉明可以結(jié)合在高度保守的NTP進(jìn)入通道上，阻止底物進(jìn)入活性位點(diǎn)。這些發(fā)現(xiàn)揭示了埃博拉病毒復(fù)制的機(jī)制，并可能指導(dǎo)開發(fā)更有效的抗絲狀病毒藥物。相關(guān)論文以題為“Structure of the Ebola virus polymerase complex”于2022年09月28日發(fā)表在Nature上。
圖1. EBOV L-VP35復(fù)合物的整體結(jié)構(gòu)
圖2. EBOV L RdRp結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)
圖3. 兩種狀態(tài)下EBOV L-VP35配合物的結(jié)構(gòu)比較
圖5. 蘇拉明抑制EBOV L-VP35的機(jī)制
Yuan, B., Peng, Q., Cheng, J.?et al.?Structure of the Ebola virus polymerase complex.?Nature?(2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05271-2
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05271-2
4. 中國科學(xué)院-華南早志留紀(jì)多刺軟骨魚
軟骨魚和硬骨魚的現(xiàn)代代表具有截然不同的骨骼解剖和發(fā)育軌跡，強(qiáng)調(diào)了這兩個(gè)分支的遙遠(yuǎn)的進(jìn)化分裂。最近對上志留紀(jì)和泥盆紀(jì)頜骨脊椎動物的研究發(fā)現(xiàn)了類似的骨骼狀況，模糊了骨魚類、軟骨魚類和頜口類祖先之間的傳統(tǒng)區(qū)分。
在此，來自中國科學(xué)院的朱敏院士等研究者，描述了中國早志留紀(jì)范靖山屬(Fanjingshania renovata gen. et sp. nov.)軟骨魚目動物(皮板、鱗片和鰭刺)的遺骸，其時(shí)間比最早的頜骨脊椎動物關(guān)節(jié)化石還要早。?Fanjingshania魚擁有真皮肩帶板和一組鰭棘，在解剖學(xué)上與莖狀軟骨魚屬的一個(gè)亞群有驚人的相似。然而，獨(dú)特的是，它表現(xiàn)出骨魚樣的鱗齒狀體(真皮齒)的吸收脫落，并且在它的脊柱中沒有齒源性組織。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在球粒魚類莖類群中獨(dú)立獲得了這些條件，將Fanjingshania加入到傳統(tǒng)定義棘皮綱內(nèi)嵌套的越來越多的類群中。Fanjingshania化石的發(fā)現(xiàn)，為早志留紀(jì)頜骨脊椎動物在下泥盆統(tǒng)化石記錄中廣泛出現(xiàn)之前的輻射，提供了最有力的支持。相關(guān)論文以題為“Spiny chondrichthyan from the lower Silurian of South China”于2022年09月28日發(fā)表在Nature上。
圖1.?Fanjingshania renovata皮骨成分
圖2.?F.?renovata胸肩帶和軀干鱗片的組織學(xué)和發(fā)育特征
圖3. 早下頜脊椎動物中F.?renovata的系統(tǒng)發(fā)育位置
Andreev, P.S., Sansom, I.J., Li, Q.?et al.?Spiny chondrichthyanfrom the lower Silurian of South China.?Nature?609, 969–974 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05233-8
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05233-8
5. 中國科學(xué)院-中國志留紀(jì)早期最古老的完整下頜脊椎動物
分子研究表明，下頜脊椎動物的起源不晚于晚奧陶世(約4.5億年前(Ma))。這些分析連同，被認(rèn)為來自奧陶紀(jì)和早期志留紀(jì)的軟骨魚類的分離的微殘骸，都表明，在奧陶紀(jì)末期大滅絕之前和之后，下頜脊椎動物發(fā)生了進(jìn)化增殖。然而，到目前為止，最早的完整的頜魚化石能夠?qū)ζ湫螒B(tài)進(jìn)行詳細(xì)重建，它們來自志留紀(jì)晚期(約425 Ma)。由于志留紀(jì)晚期以前的鉸接的全身化石的缺乏，使得最早的下頜脊椎動物的歷史變得模糊起來。
在此，來自瑞典瑞普薩拉大學(xué)的Per E. Ahlberg & 中國科學(xué)院的朱敏院士等研究者，報(bào)告了一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的Konservat-Lagerst?tte，它的標(biāo)志是存在各種各樣的，保存完好的下頜魚類和完整的身體，從早期志留紀(jì)(特里奇時(shí)代，約436 Ma)時(shí)期的重慶地區(qū)獲得的。其優(yōu)勢種為“硬皮類”或頜莖頜魚，研究者將其命名為Xiushanosteus mirabilis genet sp. nov.，它結(jié)合了來自主要硬皮亞群的特征，預(yù)示著顱骨頂部模式從硬皮類向硬骨魚狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
Shenacanthus vermiformis gen. et sp. nov.展示了廣泛的胸甲板，結(jié)合傳統(tǒng)的bauplan軟骨魚，這在該譜系中是未知的，包括一個(gè)大的中背板，如厚皮動物。這些物種，共同揭示了志留紀(jì)早期頜骨脊椎動物前所未見的多樣性，為這一時(shí)期頜骨脊椎動物的全身形態(tài)，提供了詳細(xì)的見解。相關(guān)論文以題為“The oldest complete jawed vertebrates from the early Silurian of China”于2022年09月28日發(fā)表在Nature上。
圖2.?X.?mirabilis?gen. et sp. nov.
圖3.?S.vermiformis?gen. et sp. nov
Zhu, Ya., Li, Q., Lu, J.?et al.?The oldest complete jawed vertebrates from the early Silurian of China.?Nature?609, 954–958 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05136-8
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05136-8
下頜齒和齒列是下頜骨脊椎動物的特征，是由現(xiàn)存的球骨魚和骨魚的古生代祖先首先獲得的。目前的化石記錄表明，志留紀(jì)后期(約4.25億年前)是頜口齒出現(xiàn)的最低日期，也是隨后泥盆紀(jì)時(shí)期下頜齒的生長和替換機(jī)制演變的最低日期。
在此，來自中國科學(xué)院的朱敏院士等研究者，根據(jù)來自中國貴州省的孤立的牙螺紋型，從貴州早志留世齒形蟲一新屬一種，通過描述Qianodus duplicis，提供了頜骨脊椎動物最早的直接證據(jù)。這些包括在牙輪生長的過程中，以偏移排列的方式在舌側(cè)增加牙齒和保持這種模式。研究者的數(shù)據(jù)將有齒頜口動物的記錄，從志留紀(jì)晚期延伸到志留紀(jì)早期(約4.39億年前)，延長了1400萬年，對記錄脊椎動物最初的多樣化具有重要意義。該分析增加了越來越多的化石證據(jù)，支持在奧陶紀(jì)大生物多樣化事件(約4.85-4.45億年前)中出現(xiàn)較早的下頜脊椎動物。相關(guān)論文以題為“The oldest gnathostome teeth”于2022年09月28日發(fā)表在Nature上。
圖1. 貴州雷家屯(石前-屯平段)榕溪組中暴露的 Q.?duplicis齒輪及其位置
圖2.?Q.?duplicis輪齒的齒形和組織結(jié)構(gòu)
Andreev, P.S., Sansom, I.J., Li, Q.?et al.?The oldest gnathostome teeth.?Nature?609, 964–968 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05166-2
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05166-2
7. 中國科學(xué)院-脊椎動物成對附屬物的盔甲魚類解剖與起源
成對的鰭，是有顎脊椎動物，從現(xiàn)存的無顎脊椎動物進(jìn)化而來的一項(xiàng)重大創(chuàng)新。已滅絕的無顎具甲莖頜口動物，顯示出成對的體壁擴(kuò)展的多樣性，從骨骼突起到簡單的皮瓣。相比之下，骨刺目動物(頜骨脊椎動物的姐妹類群)被解釋為在胸部位置有第一個(gè)真正的成對附屬物，骨盆附屬物后來與頜骨一起進(jìn)化。
在此，來自英國布里斯托大學(xué)的Philip C. J. Donoghue & 中國科學(xué)院的朱敏院士等研究者，根據(jù)志留紀(jì)中國的生動圖家魚(Tujiaaspis生動圖家魚)的鉸接遺存表明，galeasids(骨刺類和下頜脊椎動物的姐妹類群)有三個(gè)不成對的背鰭，一個(gè)近似對稱的下索尾和一對連續(xù)的從鰓到尾的腹側(cè)鰭。腹外側(cè)鰭與其他莖頜口魚的成對鰭瓣相似，特別與頭類骨紋魚的腹外側(cè)脊相似，它們也具有分化的胸鰭。腹側(cè)鰭與關(guān)于脊椎動物成對附屬物起源的鰭褶假說的某些方面是一致的。Galeasapids與骨紋綱動物和下頜脊椎動物有一個(gè)先體，它們的成對鰭最初是連續(xù)的胸腹側(cè)鰭，研究者的計(jì)算流體動力學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示被動產(chǎn)生升力。直到后來的莖系到骨刺類和下頜脊椎動物，胸鰭才在前面分化。在這之后的分化之后，鰭能力的剩余區(qū)域被限制到骨盆位置，促進(jìn)主動推進(jìn)和轉(zhuǎn)向。相關(guān)論文以題為“Galeaspid anatomy and the origin of vertebrate paired appendages”于2022年09月28日發(fā)表在Nature上。
圖1.?T.?vividus.的正模標(biāo)本
圖4. 脊椎動物成對附屬物進(jìn)化的祖先狀態(tài)估計(jì)分析
Gai, Z., Li, Q., Ferrón, H.G.?et al.?Galeaspid anatomy and the origin of vertebrate paired appendages.?Nature?609, 959–963 (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04897-6
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04897-6
綜上所述，國內(nèi)學(xué)者三天之內(nèi)發(fā)了7篇nature，更有朱敏院士一人貢獻(xiàn)了4篇，數(shù)量之多，質(zhì)量之精，實(shí)在讓人咂舌……
國人，到底還有多少驚喜帶給眾人？讓我們拭目以待……
原創(chuàng)文章，作者：華算老司機(jī)，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2022/09/29/1eaffea53c/
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