本期研究

1. 原基延伸和叶柄叶片重塑引起的草叶进化

2. 库珀对动量诱导分段费米面的发现

3. 通过解决分数电子问题推动密度泛函的前沿

4. 实现无相分离操作的基本电气开关

5. 通过多模光纤进行飞行时间 3D 成像

6. 在狄拉克点检测石墨烯的发散轨道抗磁性

7. 细胞核孔在纤维素中扩张和收缩

8. 小鼠和人类共享用于中间神经元发育的保守转录程序

9. PI(3,4)P2 介导的细胞因子脱落防止早期衰老和白内障形成

10. 核心真核蛋白质复合物的计算结构

11. 在 mRNA-1273 疫苗增强的非人类灵长类动物中对 SARS-CoV-2 Beta 变体的保护

12. SARS-CoV-2 Delta变体刺突蛋白的膜融合和免疫逃避

13. 用于设计超稳定金属纳米催化剂的金属-载体相互作用的 Sabatier 原理

14. C–H⋅⋅⋅O 氢键上的电荷转移使水中的油滴稳定

15. 多维热带森林恢复

封面一种从叶鞘中长出的Andropogon gerardii草（也称为“大蓝茎”）的茎。与其他单子叶植物一样，草具有高大的圆柱形叶子，在视觉上与双子叶植物宽而扁平的叶子不同。通过计算建模和发育遗传分析，研究人员发现了禾本科植物和双子叶植物叶片发育机制的相似之处。

7. 细胞核孔在纤维素中扩张和收缩

Nuclear pores dilate and constrict in cellulo

在真核细胞中，核孔复合物 (NPC) 融合内外核膜并介导核质交换。它们由 30 种不同的核孔蛋白组成，并在水性中央通道周围形成圆柱形结构。这种架构在空间和时间上都是高度动态的。已经报道了 NPC 直径的变化，但生理情况和分子细节仍然未知。在这里，我们将冷冻电子断层扫描与综合结构建模相结合，以捕捉纤维素中各自大规模构象变化的分子电影。尽管呈指数增长的细胞的 NPC 采用扩张的构象，但它们会在细胞能量消耗或高渗渗透压力条件下可逆地收缩。

8. 小鼠和人类共享用于中间神经元发育的保守转录程序

Mouse and human share conserved transcriptional programs for interneuron development

遗传变异通过影响特定细胞类型的发育而赋予对神经发育障碍的易感性。皮质和纹状体γ-氨基丁酸表达（GABA 能）神经元的变化在自闭症和精神分裂症中很常见。在这项研究中，我们使用单细胞 RNA 测序来表征人类神经节隆起中细胞多样性的出现，这是人类胎儿大脑的暂时结构，纹状体和皮质 GABA 能神经元是在此处生成的。我们确定了祖细胞之间的区域和时间多样性，这是生成各种投射神经元和中间神经元的基础。我们发现这些细胞是通过类似于以前在啮齿动物中发现的转录程序在人类神经节隆突中指定的。

9. PI(3,4)P2 介导的细胞因子脱落防止早期衰老和白内障形成

PI(3,4)P2-mediated cytokinetic abscission prevents early senescence and cataract formation

细胞动力学膜脱落是一个空间和时间调控的过程，需要 ESCRT（运输所需的内体分选复合物）依赖于控制中间体的膜重塑，中间体是一种定义切割位点的亚细胞细胞器。ESCRT 功能的改变可导致白内障，但其潜在机制及其与胞质分裂的关系尚不清楚。我们发现了一种晶状体特异性细胞因子过程，它需要 PI3K-C2α（磷脂酰肌醇-4-磷酸 3-激酶催化亚基 2α 型）、其脂质产物 PI(3,4)P 2（磷脂酰肌醇 3,4-二磷酸）和PI(3,4)P 2–结合 ESCRT-II 亚基 VPS36（液泡蛋白分选相关蛋白 36）。每一种成分的缺失都会导致胞质分裂受损，从而引发鱼、小鼠和人类晶状体的过早衰老。因此，进化上保守的途径是细胞分裂的细胞类型特异性控制的基础，它有助于通过防止衰老来预防早发性白内障。

10. 核心真核蛋白质复合物的计算结构

Computed structures of core eukaryotic protein complexes

蛋白质-蛋白质相互作用在生物学中起着至关重要的作用，但许多真核蛋白质复合物的结构是未知的，并且可能有许多相互作用尚未确定。我们利用全蛋白质组氨基酸协同进化分析和基于深度学习的结构建模的进步，系统地识别和构建酿酒酵母中核心真核蛋白质复合物的准确模型蛋白质组。我们使用 RoseTTAFold 和 AlphaFold 的组合来筛选 830 万对酵母蛋白的配对多序列比对，识别 1505 个可能相互作用，并为 106 个以前未识别的组件和 806 个尚未结构表征的组件构建结构模型。这些具有多达五个亚基的复合物在真核细胞的几乎所有关键过程中都发挥作用，并为生物学功能提供了广泛的见解。

https://www.science.org/toc/science/374/6573