本期研究

1. 光镊中原子的纠缠传输和纳米光子界面

2. 拓扑绝缘体垂直腔激光阵列

3. 用于钯催化剂中甲烷 C-H 活化的蒸汽产生的晶界

4. 从二氧化碳合成无细胞化学酶淀粉

5. 末次盛冰期北美人类存在的证据

6. 植物脂质运载蛋白促进视网膜介导的振荡侧根启动

7. 心肌细胞向胎儿状态的可逆重编程驱动小鼠心脏再生

8. 疫苗民族主义与 SARS-CoV-2 的动态和控制

9. 通过铁加氧酶从 2-酮戊二酸中切除乙烯的杂化自由基-极性途径

10. 由硫化物固体电解质实现的无碳高负载硅负极

11. 蛋白质编码重复多态性强烈塑造不同的人类表型

封面：将人类基因组可视化为螺旋线（比例：每厘米 100 万个碱基），彩色片段代表不同的染色体。圆圈大小表示与孟德尔疾病相关的基因数量；空心圆圈表示来自泛癌分析的突变簇的数量。本期特刊探讨了人类基因组学过去研究的经验教训，并着眼于未来的研究工作。

4. 从二氧化碳合成无细胞化学酶淀粉

Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide

淀粉是碳水化合物的一种储存形式，是人类饮食中卡路里的主要来源，也是生物工业的主要原料。我们报告了在无细胞系统中由二氧化碳 (CO 2 ) 和氢气合成淀粉的化学-生化混合途径。人工淀粉合成代谢途径（ASAP）由11个核心反应组成，通过计算途径设计起草，通过模块化组装和替代建立，并通过三种瓶颈相关酶的蛋白质工程进行优化。在具有空间和时间分离的化学酶系统中，ASAP 在氢气驱动下以 22 纳摩尔 CO 2的速率将 CO 2转化为淀粉每分钟每毫克总催化剂，比玉米中的淀粉合成速度高约 8.5 倍。这种方法为未来从 CO 2合成化学-生物杂化淀粉开辟了道路。

7. 心肌细胞向胎儿状态的可逆重编程驱动小鼠心脏再生

Reversible reprogramming of cardiomyocytes to a fetal state drives heart regeneration in mice

心肌细胞 (CM) 替换在成年哺乳动物心脏中非常缓慢，从而阻止了受损心肌的再生。相比之下，由于存在仍具有增殖能力的不太成熟的 CM，胎儿心脏显示出相当大的再生潜力。在这项研究中，我们证明了 Oct4、Sox2、Klf4 和 c-Myc (OSKM) 的心脏特异性表达诱导成年 CM 去分化，赋予成年心脏再生能力。OSKM 的瞬时 CM 特异性表达延长了出生后小鼠心脏的再生窗口，并在成人 CM 中诱导了类似于胎儿 CM 的基因表达程序。OSKM 在 CM 中的延长表达导致细胞重编程和心脏肿瘤形成。

11. 蛋白质编码重复多态性强烈塑造不同的人类表型

Protein-coding repeat polymorphisms strongly shape diverse human phenotypes

由于蛋白质编码外显子中串联重复序列 (VNTR) 的数量可变，许多人类蛋白质包含大小或拷贝数不同的结构域。然而，由于难以测量此类重复元素，因此 VNTR 与大多数表型的关系尚不清楚。我们开发了从全外显子组测序数据估计 VNTR 长度并将 VNTR 等位基因归入单核苷酸多态性单倍型的方法。分析 415,280 名英国生物银行参与者的 118 个蛋白质改变 VNTR 与 786 种表型的关联，确定了常见变异与人类表型的一些最强关联，包括身高、头发形态和健康生物标志物。考虑到大效应 VNTR 进一步实现了与相同基因中更多蛋白质编码突变的关联的精细定位。

https://www.science.org/toc/science/373/6562