五篇Nature齐发！国内学者再迎爆发！

继9月份国内学者一周7篇Nature正刊之后，国内学者再迎爆发，五篇Nature齐发。

废话不多说，直接上干货。

1. 中国科学院国家天文台—0.6 Mpc H I结构与斯蒂芬五重奏有关

斯蒂芬的五重奏(SQ，共动径向距离= 85±6 Mpc，来自NASA/IPAC银河系外数据库(NED))是致密星系群中独一无二的。此前的观测表明，多个成员之间的相互作用，包括一个高速侵入星系正在与团内介质发生碰撞，可能产生了多个气态和恒星丝形式的潮汐碎片，潮汐矮星和团内介质星暴的形成，以及广泛存在的星系间激波气体。

由于它们的多重性质，人们对相互作用和碰撞的细节和时间仍然知之甚少。

在此，来自中国科学院国家天文台的徐聪&程诚等研究者，报道了SQ附近氢原子(H I)的观测结果，平滑灵敏度为1σ = 4.2×1016 cm−2/通道(速度bin-width Δv = 20 km s−1；角分辨率= 4’)，比之前的观测结果要深两个数量级。数据显示一个大的H I结构(线性尺度约为0.6 Mpc)，包括一个与碎片场相关的约0.4 Mpc的扩展源和一个附着在扩展源南缘的长度约0.5 Mpc的弯曲扩散特征。

虽然不清楚低密度H I气体(NH I≲1018 cm−2)如何在如此长的时间尺度上经受住星系间紫外线背景的电离，但这种扩散特征可能是由SQ形成早期阶段的潮汐相互作用产生的。该观测需要重新思考星系群外部部分气体的性质，并需要在模拟星系群形成时对群内介质的不同相位进行复杂的建模。相关论文以题为“A 0.6 Mpc H I structure associated with Stephan’s Quintet”于2022年10月19日发表在Nature上。

图1. 成员星系加上SQ的主要潮汐特征和SQ场FAST观测的天空覆盖

图2. SQ场中H I发射304光谱的图解图

图3. H I在6550~6750 km s−1的速度范围内发射

图4. 在扩散特征区域的单个光谱

文献信息

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

2. 同济大学—暖池海洋热含量调节着海陆水汽输送

印度-太平洋暖池(IPWP)，通过向大气释放大量水蒸气和潜热，调节上层海洋热含量(OHC)，在全球气候中发挥主导作用，这与现代气候变化有关。

然而，IPWP热含量的长期变化及其对季风水气候的影响，尚未得到充分研究。

在此，来自同济大学的翦知湣&王跃&Haowen Dang等研究者，通过结合地球化学指标和瞬态气候模拟，发现过去36万年IPWP上层(0~200 m)热含量的变化表现为主要的进动和较弱的倾角旋回，并跟随经向日晒梯度的变化，只有30%~40%的消冰增加与冰体积的变化有关。在进动带上，较高的上层热含量与IPWP地表水氧同位素富集和伴随的东亚降水耗竭有关，这与中国洞穴铁矿的记录有关。

利用同位素支持的海气耦合模式，研究者认为在进动时间尺度上，IPWP上层热含量的变化，而不是表面温度，通过水汽和潜热的汇合，放大了海洋-大陆水文循环。从能量的角度来看，上层热含量和季风变化的耦合(两者都由轨道时间尺度上的日晒变化协调)对调节全球水气候至关重要。相关论文以题为“Warm pool ocean heat content regulates ocean–continent moisture transport”于2022年10月19日发表在Nature上。

图1. 现代IPWP上层热含量及其对δ18Op的影响

图2. 在重建和模拟IPWP上部热含量的代理中岁差和倾角的变化

图3. 低纬度水文循环指数的变化以岁进为主

图4. 大洋-大陆δ18O分馏与OHC和季风的耦合作用

文献信息

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. 浙江大学—HRG-9的同源物调节血红素从富含血红素的隔间中运输

血红素是一种含铁的四吡咯，对多种细胞和生理过程至关重要。血红素结合蛋白存在于几乎所有的细胞隔层中，但调节细胞内血红素运输和使用的分子机制，仍然知之甚少。

在此，来自浙江大学的陈才勇等研究者，发现血凝素反应基因9(HRG-9)(也称为运输和高尔基组织2 (TANGO2))是一种进化上保守的血凝素伴侣，在真核细胞中将血凝素运输出血凝素储存或合成位点中起着关键作用。秀丽隐杆线虫hrg-9及其旁位体hrg-10的丢失导致血红素在溶酶体相关细胞器中积累，这是蠕虫血红素的存储部位。

同样，酵母和哺乳动物细胞中hrg-9同源物TANGO2的缺失会导致血红素合成部位线粒体中的血红素过载。研究者证明了TANGO2结合血红素并将其从细胞膜转移到载脂蛋白。

值得注意的是，纯合子的斑马鱼幼鱼出现多效性症状，包括脑病、心律失常和肌病，并在早期发育期间死亡。这些缺陷部分类似于人类TANGO2相关的代谢性脑病和心律失常的症状，这是一种由TANGO2突变引起的遗传疾病。因此，HRG-9作为细胞内血红素伴侣的鉴定为探索TANGO2相关疾病的病因和治疗提供了生物学基础。相关论文以题为“HRG-9 homologues regulate haem trafficking from haem-enriched compartments”于2022年10月19日发表在Nature上。

图1. hrg-9调节秀丽隐杆线虫血红素内稳态

图2. hrg-9和hrg-10的丢失导致LROs中血红素的积累

图3. TANGO2在酵母和哺乳动物细胞中调节线粒体血红素内稳态

图4. TANGO2缺乏导致哺乳动物细胞的线粒体缺陷和斑马鱼的致命性

图5. TANGO2在体外与血红素结合并转移

文献信息

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. 清华大学-用于像差校正3D摄影的集成成像传感器

平面数字图像传感器，在广泛的领域得到了广泛的应用，近年来像素的数量迅速增加。然而，由不完美透镜或环境干扰引起的空间非均匀光学像差，从根本上限制了成像系统的实际性能。

在此，来自清华大学的方璐&戴琼海院士等研究者，提出了一种集成扫描光场成像传感器，称为元成像传感器，以实现通用应用的高速像差校正三维摄影，无需额外的硬件修改。元成像传感器不是直接检测二维强度投影，而是通过振动编码微透镜阵列捕捉超精细的四维光场分布，在后处理中可以灵活、精确地合成复杂场调制图像。

使用该传感器，人们可以在没有数据先验的情况下，用一个球面透镜实现高达10亿像素的高性能摄影，导致光学成像系统容量和成本的数量级下降。即使在存在动态大气湍流的情况下，元成像传感器也能够在80厘米地面望远镜上实现跨越1000弧秒的多站点像差校正，而不降低采集速度，为高分辨率的天气天空调查铺平了道路。此外，高密度精确深度图可以同时检索，方便了从自动驾驶到工业检测的各种应用。

相关论文以题为“An integrated imaging sensor for aberration-corrected 3D photography”于2022年10月19日发表在Nature上。

图1. 集成元成像传感器的原理

图2. 高性能4800万像素成像与一个3D打印塑料镜头

图3. 通过强环境像差与扩展景深的鲁棒成像

图4. 基于光流的动态场景运动校正

图5. 地基望远镜动态湍流的多站点DAO

图6. 用于自动驾驶和工业检测的高速百万像素深度感应

文献信息

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. 北京大学-肠道细菌通过降解肠道尼古丁来缓解与吸烟相关的NASH

吸烟与非酒精性脂肪肝(NAFLD)呈正相关，但这种关联的潜在机制尚不清楚。

在此，来自温州医科大学的郑明华&复旦大学的李洋&浙江大学的虞朝辉&美国国立卫生研究院的Frank J. Gonzalez&北京大学的姜长涛等研究者报道了尼古丁在吸烟过程中在肠道中积累并激活肠道AMPα。研究者确定肠道细菌木聚糖拟杆菌是一种有效的尼古丁降解剂。木聚糖梭菌定殖降低尼古丁暴露小鼠肠道尼古丁浓度，并改善尼古丁加重的NAFLD进展。AMPKα在机制上促进鞘磷脂磷酸二酯酶3 (SMPD3)的磷酸化，稳定后者，从而增加肠道神经酰胺的形成，这有助于NAFLD进展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。

该研究结果确定了肠道尼古丁积累在NAFLD进展中的作用，并揭示了一种内源性细菌在人肠道中具有代谢尼古丁的能力。这些发现为减少吸烟加重的NAFLD进展提供了一条可能的途径。相关论文以题为“Gut bacteria alleviate smoking-related NASH by degrading gut nicotine”于2022年10月19日发表在Nature上。

图1. 肠道尼古丁积累和肠道细菌衍生的肠道尼古丁降解的鉴定

图2. NAFLD进展中尼古丁诱导的肠道AMPKα-SMPD3轴的激活

图3. 磷酸化的SMPD3由于泛素化介导的降解减少而更加稳定

图4. 木聚糖溶剂介导的尼古丁降解与临床NAFLD进展呈负相关

文献信息

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

惊喜之外，依然惊喜，接下来就是“家常便饭”了。

或许，国人发顶刊的序幕，才刚刚拉开……

让我们拭目以待！

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