繼9月份國內學者一周7篇Nature正刊之后，國內學者再迎爆發，五篇Nature齊發。
廢話不多說，直接上干貨。
1. 中國科學院國家天文臺—0.6 Mpc H I結構與斯蒂芬五重奏有關
斯蒂芬的五重奏(SQ，共動徑向距離= 85±6 Mpc，來自NASA/IPAC銀河系外數據庫(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內介質發生碰撞，可能產生了多個氣態和恒星絲形式的潮汐碎片，潮汐矮星和團內介質星暴的形成，以及廣泛存在的星系間激波氣體。
由于它們的多重性質，人們對相互作用和碰撞的細節和時間仍然知之甚少。
在此，來自中國科學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’)，比之前的觀測結果要深兩個數量級。數據顯示一個大的H I結構(線性尺度約為0.6 Mpc)，包括一個與碎片場相關的約0.4 Mpc的擴展源和一個附著在擴展源南緣的長度約0.5 Mpc的彎曲擴散特征。
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受住星系間紫外線背景的電離，但這種擴散特征可能是由SQ形成早期階段的潮汐相互作用產生的。該觀測需要重新思考星系群外部部分氣體的性質，并需要在模擬星系群形成時對群內介質的不同相位進行復雜的建模。相關論文以題為“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發射304光譜的圖解圖
圖3. H I在6550~6750 km s?1的速度范圍內發射
圖4. 在擴散特征區域的單個光譜
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
印度-太平洋暖池(IPWP)，通過向大氣釋放大量水蒸氣和潛熱，調節上層海洋熱含量(OHC)，在全球氣候中發揮主導作用，這與現代氣候變化有關。
然而，IPWP熱含量的長期變化及其對季風水氣候的影響，尚未得到充分研究。
在此，來自同濟大學的翦知湣&王躍&Haowen Dang等研究者，通過結合地球化學指標和瞬態氣候模擬，發現過去36萬年IPWP上層(0~200 m)熱含量的變化表現為主要的進動和較弱的傾角旋回，并跟隨經向日曬梯度的變化，只有30%~40%的消冰增加與冰體積的變化有關。在進動帶上，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，這與中國洞穴鐵礦的記錄有關。
利用同位素支持的海氣耦合模式，研究者認為在進動時間尺度上，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。從能量的角度來看，上層熱含量和季風變化的耦合(兩者都由軌道時間尺度上的日曬變化協調)對調節全球水氣候至關重要。相關論文以題為“Warm pool ocean heat content regulates ocean–continent moisture transport”于2022年10月19日發表在Nature上。
圖1. 現代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4. 大洋-大陸δ18O分餾與OHC和季風的耦合作用
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—HRG-9的同源物調節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，對多種細胞和生理過程至關重要。血紅素結合蛋白存在于幾乎所有的細胞隔層中，但調節細胞內血紅素運輸和使用的分子機制，仍然知之甚少。
在此，來自浙江大學的陳才勇等研究者，發現血凝素反應基因9 (HRG-9)(也稱為運輸和高爾基組織2 (TANGO2))是一種進化上保守的血凝素伴侶，在真核細胞中將血凝素運輸出血凝素儲存或合成位點中起著關鍵作用。秀麗隱桿線蟲hrg-9及其旁位體hrg-10的丟失導致血紅素在溶酶體相關細胞器中積累，這是蠕蟲血紅素的存儲部位。
同樣，酵母和哺乳動物細胞中hrg-9同源物TANGO2的缺失會導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結合血紅素并將其從細胞膜轉移到載脂蛋白。
值得注意的是，純合子的斑馬魚幼魚出現多效性癥狀，包括腦病、心律失常和肌病，并在早期發育期間死亡。這些缺陷部分類似于人類TANGO2相關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作為細胞內血紅素伴侶的鑒定為探索TANGO2相關疾病的病因和治療提供了生物學基礎。相關論文以題為“HRG-9 homologues regulate haem trafficking from haem-enriched compartments”于2022年10月19日發表在Nature上。
圖2.?hrg-9和hrg-10的丟失導致LROs中血紅素的積累
圖3. TANGO2在酵母和哺乳動物細胞中調節線粒體血紅素內穩態
圖4.?TANGO2缺乏導致哺乳動物細胞的線粒體缺陷和斑馬魚的致命性
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-用于像差校正3D攝影的集成成像傳感器
平面數字圖像傳感器，在廣泛的領域得到了廣泛的應用，近年來像素的數量迅速增加。然而，由不完美透鏡或環境干擾引起的空間非均勻光學像差，從根本上限制了成像系統的實際性能。
在此，來自清華大學的方璐&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，以實現通用應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度投影，而是通過振動編碼微透鏡陣列捕捉超精細的四維光場分布，在后處理中可以靈活、精確地合成復雜場調制圖像。
使用該傳感器，人們可以在沒有數據先驗的情況下，用一個球面透鏡實現高達10億像素的高性能攝影，導致光學成像系統容量和成本的數量級下降。即使在存在動態大氣湍流的情況下，元成像傳感器也能夠在80厘米地面望遠鏡上實現跨越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檢測的各種應用。
相關論文以題為“An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography”于2022年10月19日發表在Nature上。
圖2. 高性能4800萬像素成像與一個3D打印塑料鏡頭
圖6. 用于自動駕駛和工業檢測的高速百萬像素深度感應
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-腸道細菌通過降解腸道尼古丁來緩解與吸煙相關的NASH
吸煙與非酒精性脂肪肝(NAFLD)呈正相關，但這種關聯的潛在機制尚不清楚。
在此，來自溫州醫科大學的鄭明華&復旦大學的李洋&浙江大學的虞朝輝&美國國立衛生研究院的Frank J. Gonzalez&北京大學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進展。AMPKα在機制上促進鞘磷脂磷酸二酯酶3 (SMPD3)的磷酸化，穩定后者，從而增加腸道神經酰胺的形成，這有助于NAFLD進展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。
該研究結果確定了腸道尼古丁積累在NAFLD進展中的作用，并揭示了一種內源性細菌在人腸道中具有代謝尼古丁的能力。這些發現為減少吸煙加重的NAFLD進展提供了一條可能的途徑。相關論文以題為“Gut bacteria alleviate smoking-related NASH by degrading gut nicotine”于2022年10月19日發表在Nature上。
圖1. 腸道尼古丁積累和腸道細菌衍生的腸道尼古丁降解的鑒定
圖2. NAFLD進展中尼古丁誘導的腸道AMPKα-SMPD3軸的激活
圖3. 磷酸化的SMPD3由于泛素化介導的降解減少而更加穩定
圖4. 木聚糖溶劑介導的尼古丁降解與臨床NAFLD進展呈負相關
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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