科教大事

nature

肿瘤抑制的一个新机制

转录因子p53的肿瘤抑制活性一般被认为反映了其响应于细胞压力诱导细胞周期停滞、细胞凋亡或衰老的能力，但关于p53其他活性的证据也在出现。在这项研究中，Wei Gu及其同事发现，p53的一个代谢目标也会对其肿瘤抑制活性有贡献。尤其是，他们发现，p53抑制SLC7A11(“胱氨酸/谷氨酸”氨基酸运输机制的一个关键组成部分)的表达。这导致胱氨酸的吸收被抑制，并且促进“铁死亡”(ferroptosis，一种依赖于铁的细胞死亡形式)。P53的这一以前没有被认识到的功能在肿瘤抑制中似乎很重要，尤其是当其他通道无效时。

改变大脑发育的遗传变异体

对30,717人所做的这项全基因组关联研究，识别出了一些遗传变异体，它们都影响已知与运动、学习、记忆和动机相关的功能中所涉及的其中一些大脑皮层下区域的结构。这些结果让我们对造成人类脑发育之差异的原因有所认识，同时也许还能帮助阐释神经精神功能障碍的机制。尤其令人感兴趣的是影响“壳核”(putamen)、“尾状核”(caudate nucleus)大小和整个头围的六个新的基因位点。

一种更好的铝离子电池

铝的低成本和有用电气性质表明，铝离子充电电池也许能提供可行的、安全的电池技术，但阴极材料方面的问题、循环性能差的问题和其他相关问题始终未能解决。在这篇论文中，Hongjie Dai及同事描述了一种铝离子电池，它能在一分钟内充电，同时与以前文献中报告的电池相比循环寿命也大大提高，而且容量几乎没有衰减。这种电池利用一种非可燃性离子液体电解质、通过铝的电化学沉积和溶解以及氯铝酸盐阴离子向一种新型3D石墨泡沫阴极内的嵌入/脱嵌来工作。

河流水系破坏形成的景观

封面所示为位于中国云南省的长江第一湾。这里有长江、澜沧江和怒江三江并流的壮丽景观，谷深最大达3公里，但也有高海拔、低深度的峡谷。高海拔、低起伏度的地表(或称为“残遗景观”)一般被认为是隆起的古老景观，它们保留了过去的构造和环境条件。Rong Yang等人通过对西藏东南和云南省的所谓“残遗景观”进行数字地形分析，验证了关于景观演变的当前模型。他们发现，这些高山峡谷可能并不是古老的、被动隆起的地表。相反，这些景观是由于河流水系重组而在原地形成的：这样的重组使得一些河流缺水，从而不能抗衡构造隆起。

违反婴儿的期望能增强他们的学习和探索能力

通过对11个月大的婴儿做出的一系列实验，Aimee Stahl和Lisa Feigenson 指出，当他们看到出乎意料的事件时（如一只球看似穿过了一堵墙），婴儿们会确定这个活动涉及的物体是值得进一步探索的。此外，之后将物体提供给婴儿时，他们会在玩这个物体时测试该物体的属性。相反，当向婴儿显示的某些物体没有违背其任何期望时，他们在玩耍时则会对之显示较少的兴趣，这些结果支持这样的假说，即与婴儿基于知识所做的预期相抵触的情境会对婴儿的学习造成影响。

与母体染色体非整倍态有关的人类普遍突变

研究人员发现了在一个与母体染色体非整倍态（或从母亲那里遗传的不规则染色体数目）相关的基因突变。Rajiv McCoy和同事在一个体外受精周期中对这些第三天的胚胎及其双亲的基因组进行了测序，并发现了基因组的一个似乎与母亲染色体数目缺陷相关的特别区域。已知该基因组区域含有一个被称作Polo样蛋白激酶4（或PLK4）的基因，而该基因可直接影响染色体分离，因此研究人员检测了PLK4并发现了一个可增加母体染色体非整倍态比率的特别突变。

人狗关系如何形成

几千年来，催产素可能在神经反馈回路中起到了加强人与狗（主人最好的朋友）间的纽带作用，在实验一中，研究人员让狗与其主人及若干陌生人同处一室，结果发现，狗与其主人目光接触的增加可同时在人与狗的大脑中使催产素的水平升高。在第二个实验中，研究人员直接在某些狗的鼻腔中喷洒催产素，结果发现，接受催产素喷洒的狗的主人体内的催产素水平增加了，而雌性犬对该催产素喷洒所做出的反应是它们注视其主人的时间会增加。总之，这些结果表明，人与狗可能发展出了某种本能的结合机制，而这种机制的演化起初是为了加强父母与其孩子间的那种最强的生物学纽带关系。

同行评审是否选择了最优秀的科研申请项目

这篇论文检验了同行评审对科研申请者的预测能力。作者Danielle Li和Leila Agha对1980到2008年超过13万个研究项目基金进行了分析，这些研究项目由联邦国立卫生院提供资金，每项研究拨款都在同行评审中获得评分。研究人员在几年后对这些拨款（就其论文发表、论文引用和获取专利方面）的科研结果进行了观察。他们的结果表明，较高的同行审议评分始终与更好的研究结果相关。与评分较低的申请相比，那些具有较高同行审议评分的申请会有更多的总体论文发表数、引用数及专利数。重要的是，同行评审者能够在以往有着类似成就（如论文发表历史或机构附属等）的申请者中分辨项目申请品质。

工程技术类

硅烷催化的大单晶六方氮化硼石墨烯

高质量、大单晶域介质衬底上的石墨烯的出现，对于石墨烯在光电领域的应用至关重要，然而，石墨烯的电学性质受到衬底的影响很大，电荷杂质和声子散射会使石墨烯的电学性能极大地下降。本文中，研究者在掌握石墨烯形核控制、确定单晶和衬底的取向关系的基础上，以乙炔为碳源，引入硅烷作为催化剂，通过化学气相外延的方法制备晶畴尺寸超过20微米的石墨烯单晶，生长速率较之前的文献报道提高了两个数量级，超过90%的石墨烯单晶与氮化硼衬底严格取向，呈现由莫瑞条纹引起的～14nm的二维超晶格结构，制备的石墨烯的典型室温霍尔迁移率超过20,000 cm2/V·s。《Nature Communications》

隐藏的拓扑顺序与金属玻璃的玻璃形成能力

科学家未能掌握金属玻璃的结构特征，不知道其原子的排列规律已成为科研瓶颈。本研究者基于分子动力学模拟，发现了这些结构上的隐含拓扑序以球对称的方式表达，并与晶体中的球对称序有非凡的结构同源性。随着金属玻璃体系中化学组分的增加，这些原子中程尺度上的隐含序的种类会随之增加，并会因为不同的排列倾向性而发生拓扑纠缠。而且，体系隐含序拓扑纠缠的强烈与否，与该体系玻璃形成能力之间具有明显的对应关系。《Nature Communications》

激活基因启动子和增强子的表观基因组

能定向操作外遗传标签的技术可以被应用到准确地控制细胞的表型或询问表观基因和转录调控之间的关系，在此研究者讲述一个程序可控的、基于CRISPR-Cas9乙酰转移酶组成的nuclease-null dCas9蛋白融合于人乙酰转移酶p300催化核。该融合蛋白催化乙酰化组蛋白H3的27位的赖氨酸，乙酰化导致来自启动子以及近端和远端增强子的靶基因强转录激活，通过定向的乙酰转移酶基因激活在整个基因组中是高度特异性的，相反的，对于前面的基于d Cas9激活子，乙酰转移酶激活来自增强子区域伴有独自引导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结合蛋白中，该结果支持定向乙酰化作为反式激活的因果机制，并提供了一个操纵基因调控的强有力工具。《nature biotechnology》

单分子设备内的拉力以及集合构型

在过去的10年，分子尺度的电子设备取得了巨大的进步，单分子晶体管、二极管以及其它电子元器件都得到了证实。尽管这些巨大的进步，在理论预测导电系数和实验测量之间的一致性存在着有限性。不一致的主要原因是实验确定单一分子结合的几何尺度与结合构型相互作用之间存在困难。在这篇文章，在结合构象发生和破坏期间，我们对一系列单分子设备应用小振幅、高频率正弦机械信号，在室温溶液中通过测量当前的反应，获得关于在分子结合期间，这种应用的拉力是如何分布的信息，该结果完美解决了单个分子设备的复杂构型与理论模型前期预测结果一致性。《nature materials》

从“越小越强”到“与大小无关”：对纯铁理想强度的测量

“越小越强”效应，也就是说微纳尺度金属样品的强度会随着样品尺寸的减小而提高的现象，但在压缩的球形铁纳米颗粒实验中，并不见得如此。研究者用特殊方法制备了微纳尺度的球形纯铁颗粒，并对其进行原位电子显微学定量的研究。结果表明，当纳米铁球的尺寸小于特定临界尺寸时，其最大压缩接触强度会达到10.7 GPa，对应的屈服剪切应力（≈9.4 GPa）与理论计算的纯铁理想剪切强度一致。《ADVANCED MATERIALS》

开发蓝色能源的摩擦纳米发电机网络

地球表面70%覆盖的都是海水，波浪能量丰富,有可能成为最环保的电能形式之一。然而，由于缺乏有效的技术手段，波能的利用仍然是有待开发的资源。研究者报告了一个大规模利用水动力能源的摩擦发电机网络方法。该方法优点诸多：技术造价低廉，抗海水腐蚀性能好；不仅可以收集大风大浪的机械能，而且对小波动也能进行有效的采集；不仅可以在大范围的水域工作，还可以在小范围的水域；具有很低的故障率等。实验测试表明一平方千米的海洋能输出，可以有望达到1.15兆瓦，而大规模的发电网络，预期可以达到直流或者准直流的输出效果。《ACS NANO》

用于多峰成像技术的卟啉纳米粒子

基于医疗目的，通过内源性或外部刺激将纳米粒子或单体的化合物转化为更大的超分子结构，越来越受欢迎。微泡转换为纳米粒子却不常见。研究者描述了用低频超声波将微泡转换为纳米粒子。他们使用自然存在的可用于光合作用的卟啉创建出一种新型微泡。在临床前试验中，研究小组利用低频超声波爆裂含有微泡的卟啉，观察到微泡分裂成了纳米粒子。最重要的是，这些纳米粒子可停留在肿瘤内且可用成像技术进行跟踪。微泡在超声波的谐振下可爆裂成5纳米至500纳米的粒子，同时还可保留其固有的成像性能。《nature nanotechnology》

基于拉格朗日随机法对湍流多分散两相化学反应流进行研究

作者对拉格朗日随机法作出全面的说明，以便对多分散两相化学反应流进行更好的研究。作者的第一个目标就是对现存理论框架的主要方面进行回顾。因为这些发展进步都是以该理论框架为背景的。第二个目标，即对该随机模型中存在的物理现象进行阐述。即通过介绍郎之万参考模型的主要方面以及通过一些应用的详细分析，来揭露这些建模方法的实际可能性。第三个目标是对近期的发展进行报道，这些发展能够使拉格朗日随机法成为可能。该方法包括，例如基于结构模型的第一个步骤，混合计算公式以及粒子间相互作用的一些新的计算方法。基于这些研究结果，本文最后一个部分为扩展拉格朗日随机法而引进了形式体系，以便研究粒子间湍流运动。其中，通过大涡模拟对流体流动进行计算。《PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE》