编辑| 李阳
《科学》，2024 年9 月27 日，第385 卷，第6716 期
《科学》，2024年9月27日，第385卷，第6716期
化学化学
利用太阳蒸腾作用提取和储存锂
利用太阳蒸腾作用提取和储存锂
作者：严松、方十七等
链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm7034
概述：
受自然蒸腾过程中物种选择性提取的启发，我们报告了一种太阳能蒸腾驱动的锂提取和存储（STLES）装置。该设备可以利用自然阳光从盐水中提取和储存锂。具体来说，该设备使用分层太阳能蒸发器来产生压力梯度，以提取盐水中的锂并将其收集在存储层中。
长期实验、多次膜测试以及各种尺寸的评估证明了该材料的稳定性、兼容性和可扩展性。这种太阳能技术为可持续开采关键资源提供了一种替代方案。
总结：
受自然界选择性提取蒸腾物质的能力的启发，我们报告了一种太阳能蒸腾驱动的锂提取和存储（STLES）装置，该装置可以利用自然阳光从盐水中提取和存储锂。具体来说，该设备使用分级太阳能蒸腾蒸发器来产生压力梯度，允许通过膜从盐水中提取锂并将锂存储在血管储存器中。长期实验、各种膜测试以及各种规模的评估证明了STLES的稳定性、兼容性和可扩展性。这种太阳能采矿技术为可持续开采关键资源提供了替代发展途径。
生物学
宿主适应营养缺陷型肠道共生体诱导粘膜免疫缺陷
适应宿主的营养不良性肠道共生体诱导粘膜免疫缺陷
作者：陆秋和、THOMAS C.A. 等
链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk2536
概述：
在这里，我们展示了对肠道免疫球蛋白A (IgA) 水平较低的小鼠微生物群的功能筛选。我们发现了一种名为Tomasiellaimmunophila 的革兰氏阴性细菌，它可以在小鼠肠道中诱导并降解IgA。携带嗜免疫毛虫的小鼠易受感染且粘膜修复较差。嗜免疫毛虫的N-乙酰胞壁酸（细菌细胞壁中的一种氨基糖）存在营养不良缺陷。
免疫球蛋白降解蛋白酶被递送至外膜囊泡，优先降解具有kappa 轻链而不是lambda 轻链的啮齿动物抗体。这项研究证明了共生体在免疫缺陷中的作用，这可能对人类疾病产生影响。
总结：
我们对肠道免疫球蛋白A (IgA) 水平较低的小鼠的微生物群进行了功能性筛选，结果发现，一种称为嗜免疫托马西菌的革兰氏阴性细菌可在含有嗜免疫球菌的小鼠肠道中诱导和降解IgA。嗜免疫毛虫对细菌细胞壁氨基糖N-乙酰胞壁酸是营养缺陷型的，并转运免疫球蛋白降解蛋白酶，优先降解啮齿动物抗体而不是kappa 轻链。研究表明共生体在免疫缺陷中发挥作用，这也可能适用于人类疾病。
突触化学遗传学揭示前额叶突触对稳态睡眠压力的控制
突触化学遗传学揭示前额叶突触对稳态睡眠压力的控制
作者：泽田武、饭野佑介等
链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl3043
概述：
尽管睡眠受到稳态过程的调节，但清醒期间睡眠压力积累、诱导和消散的生物学基础仍不清楚。我们通过开发操纵突触强度的理论框架和分子工具来研究细胞突触强度和指示宏观睡眠压力的脑电图增量功率之间的因果关系。
数学模型预测，突触强度的增加会促进神经元的“向下状态”，从而增加增量功率。我们通过化学诱导的Kalirin-7 蛋白易位诱导树突棘增大和突触增强的分子工具表明，前额叶皮层兴奋性神经元的突触增强与非快速眼球运动有关，可增加睡眠量和增量功率。因此，前额皮质兴奋性神经元的突触强度决定了哺乳动物的睡眠压力。
总结：
尽管睡眠受到稳态过程的调节，但在清醒期间积累、诱导睡眠和在睡眠期间消散的睡眠压力的生物学基础仍不清楚。我们通过建立细胞突触强度和脑电图增量功率（表明宏观层面的睡眠压力）之间的因果关系来进行研究。操纵突触强度的理论框架和分子工具数学模型表明，突触强度的增加会促进神经元的“向下状态”7，SYNCit-)。 K) 通过化学诱导蛋白质Kalirin-7 的易位和非快速眼球运动期间前额皮质(PFC) 兴奋性神经元的突触增强，诱导树突棘增大和突触增强。 PFC 兴奋性神经元决定哺乳动物的睡眠压力。
RSV F蛋白柔性区的突变可以稳定融合前构象
基于柔性区域修饰考虑融合前RSV F蛋白构象稳定性的突变设计
作者：余亮、邵帅等
链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp2362
概述：
我们提出了一种诱变策略，通过阻止伴随大规模构象重排的蛋白质结构的局部变化来防止RSV F 蛋白进入前F 状态。我们产生了一系列突变体并在体外对其进行筛选以评估它们形成稳定的前F的潜力。
在动物研究中，代表性突变F 蛋白的免疫原性可诱导中和抗体水平，并能提供与许可疫苗Ta 中使用的前F DS-Cav1 相当的针对RSV 引起的肺损伤的保护作用。
总结：
我们提出了一种诱变策略，通过阻止伴随大规模构象重排的蛋白质结构的局部变化，将RSV F 蛋白阻止在前F 状态。我们产生了一系列突变体并在体外对其进行筛选，以评估它们形成结构的潜力。在动物中，代表性的冷冻电子显微镜构象证实了突变型F 蛋白的免疫原性引发了中和抗体水平，并具有与DS-Cav1 相当的针对RSV 诱导的肺损伤的保护作用。 Pre-F 用于许可疫苗。
地球科学地球科学
40 年来夏威夷僧海豹纠缠数据揭示了清除塑料碎片的好处
40 年来夏威夷僧海豹纠缠数据揭示了清除塑料碎片的好处
作者：JASON D. BAKER、THEA C. JOHANOS 等
链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado2834
概述：
废弃的渔具会对海洋生物和生态系统产生负面影响。为了减少海洋塑料碎片造成的损害，已经制定了各种清理计划。然而，据我们所知，这种方法对海洋物种和生态系统的好处尚未得到实证证明。
我们调查了夏威夷西北群岛大规模海洋垃圾清除工作前后40 年间夏威夷僧海豹被海洋垃圾缠绕的记录，发现夏威夷僧海豹更有可能被海洋垃圾缠住。碎片清除工作最集中的地区表明清除率显着降低。大规模、持续清除废弃渔具有可能使海洋生态系统受益并改变生态系统恢复工作。
总结：
废弃、丢失或以其他方式丢弃的渔具会对海洋生物和生态系统产生负面影响。人们已经制定了各种清理计划，以减少海洋塑料碎片造成的破坏，据我们所知，这些努力正在造福海洋生物和生态系统。我们调查了40 多年来夏威夷僧海豹夹带海洋垃圾的记录，在夏威夷西北部群岛开始大规模海洋垃圾清除工作之前和之后，我们发现夹带率显着降低。大规模、持续清除废弃、丢失或以其他方式丢弃的渔具可以为海洋生态系统带来有意义的效益并改变恢复工作。
拥有3,775 年历史的木墓葬支持“木拱顶”作为持久的除碳方法
拥有3,775 年历史的木墓证明“木墓”可能是一种长期除碳方法
作者：曾宁、赵新鹏等
链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm8133
概述：
陆地光合作用每年消除的二氧化碳量是化石燃料排放量的六倍。然而，大部分碳通过分解返回到大气中。在地下两米处发现了一根已有3,775 年历史的老木头，但它的保存时间比预期要长得多。木材几乎完整保存，与现代样品相比，碳损失不到5%。没有腐烂可能是由于埋葬地点致密粘土的渗透性较低。
我们的观察表明，通过将木质生物质埋在类似的缺氧环境中，可以实现碳去除的混合自然工程方法。我们估计，利用优化的现有技术，以每吨30 美元至100 美元的低成本，全球封存二氧化碳的潜力可达每年100 亿吨。
总结：
陆地光合作用每年消除的二氧化碳(CO2) 是化石燃料排放量的六倍，但大部分碳通过分解返回到大气中。木材的保存远远超出了其预计的使用寿命，与现代样品相比，碳损失不到5%。这可能是由于墓地的致密粘土的渗透性较低。我们的观察表明，通过在类似的缺氧环境中掩埋木质生物质来去除碳的混合自然工程方法，现有技术在优化后每吨成本在30 至100 美元之间，估计每年可封存高达10 十亿吨的二氧化碳。全球范围内以低成本实现。
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