麥哲倫冕是麥哲倫星流形成的關鍵因素

Nature封面：大小麥哲倫云在它們周圍氣體肉體可見時的樣子。Nature雜志第7824期封面文章報道了通過將大麥哲倫云嵌入電離氣體組成的冕中，從而準確模擬出麥哲倫星流并解釋它的結構。大小麥哲倫云（Magellanic Clouds）是銀河系的兩個伴星系，環(huán)繞在它們周圍的高速氣態(tài)結構被稱為麥哲倫星流（Magellanic Stream），由剝離自大小麥哲倫云的氣體組成。截至目前，一些模擬方式一直無法根據觀測結果構建出麥哲倫星流的完整形成過程，Elena DOnghia和同事提出了有望解答這一謎題的模型。

維京世界的群體基因組學研究

Nature封面：“海上種馬”（Sea Stallion），世界上最大的維京船復制品。Nature雜志第7825期封面文章報道了基因組測序探索維京時代（公元750—1050年左右）的歷史。研究發(fā)現(xiàn)從南部和東部到斯堪的納維亞半島，存在顯著的基因流動。維京人在歐洲大陸上明顯的遷徙模式是：丹麥維京人遷往英格蘭，瑞典維京人東遷至波羅的海國家，挪威維京人遷往愛爾蘭、冰島和格陵蘭島，另外也有來自西部的人口遷往斯堪的納維亞半島。研究團隊在對34名來自愛沙尼亞薩爾梅的一處維京人墓葬地的個體進行基因組測序，進一步揭示維京時代的人口流動性特征。

南極冰蓋的滯后效應研究

Nature封面：全球變暖導致南極冰蓋損失。Nature雜志第7826期封面文章報道了冰蓋在氣候變化面前的脆弱性。冰蓋的長期穩(wěn)定性對于限制全球海平面上升來說至關重要。研究表明，隨著地球氣候持續(xù)變暖，冰蓋對于一定幅度升溫的敏感性也呈漸進式上升。讓人擔心的是，如果氣候變暖以這種水平持續(xù)下去，想要冰蓋恢復到當前形態(tài)，需要氣溫不只是回到現(xiàn)今水平，而是要降至工業(yè)化前水平以下。文章進一步揭示，如果無法達到《巴黎協(xié)定》的限制升溫目標，南極對海平面的長期影響將劇增，逼近不可逆的局面。

用于化學合成與分離的同心液體反應器

Nature封面：一種旋轉式化學反應器。Nature雜志第7827期封面文章報道了液體反應器在多步化學合成、酸堿同時萃取和復雜反應混合物的分離中的應用。間歇式反應器和基于流動化學設計的系統(tǒng)被用來執(zhí)行多步化學過程，而無須手動操作或使用中間物，但是這兩種方法都需要高度精準的工程設置和控制。Bartosz Grzybowski等人研發(fā)的新型旋轉式化學反應器基于自組織的互不相溶或成對互不相溶液體的同心層，每層厚度為幾百微米到幾百毫米。每層的順序決定了化學過程中的步驟，通過混合反應器旋轉速度的周期性變化，促進傳遞和運輸。

評估實現(xiàn)零塑料污染的方案

Science封面：伊朗北部一處垃圾填埋場的塑料垃圾。Science雜志第6510期封面文章報道了對塑料污染的關注。通過對2016年至2040年五種情形下全球塑料系統(tǒng)中的城市固體廢物和四種微塑料的存量和流動建模，實施所有可行的干預措施，塑料污染能比2016年減少40%，比2040年“一切照舊”減少了78%。但是，仍會有7.1億噸塑料垃圾累積進入水生和陸地生態(tài)系統(tǒng)。為了避免塑料在環(huán)境中大量堆積，迫切需要采取協(xié)調一致的全球行動來減少塑料的消費;提高再利用、廢物收集和循環(huán)再造的比率，擴大安全處置系統(tǒng)，加快塑料價值鏈的創(chuàng)新。

聰明的鳥兒

Science封面：禽類覺醒。Science雜志第6511期封面文章報道了新技術在鳥類大腦皮層的研究。腐肉烏鴉的祖先早在3.2億年前就與哺乳動物譜系進化背道而馳。研究指出，鳥類和哺乳動物共同的祖先可能均出現(xiàn)了具有復雜認知能力的大腦結構。鳥類大腦中神經元結構與哺乳動物大腦皮質的層狀結構極為相似。小嘴烏鴉的大腦皮層會像哺乳動物的前額葉皮層一樣，表現(xiàn)出似乎與視覺多產生的知覺相對應的神經活動。該研究為意識的系統(tǒng)進化起源提供了新證據，同時也說明，不僅僅是靈長類動物或者是具備有序分層結構大腦皮層的哺乳動物才有意識。

神經退行性病變

Science封面：隨著年齡的增長，神經退化會緩慢無情地奪走我們的記憶和能力，就像樹葉從樹上掉下來一樣。Science雜志第6512期特刊報道了神經退行性疾病的一些前沿進展。許多不同的疾病都可能導致神經退行性病變，目前為止，最普遍的是阿爾茨海默病。睡眠的一個重要功能是將廢物（包括與神經退化有關的錯誤折疊的蛋白質）通過類淋巴系統(tǒng)從大腦中清除，睡眠中斷通常發(fā)生在神經系統(tǒng)疾病之前或早期階段。闡明神經退行性疾病的生物學基礎將是一些靶向治療的關鍵。在這種遲發(fā)性疾病中，哪怕將癥狀的發(fā)生延遲幾年，都會極大地改善生活質量。

SARS-CoV-2表面刺突蛋白的原位結構分析

Science封面：SARS-CoV-2表面覆蓋有保護性聚糖分子的刺突蛋白（藍綠色）。Science雜志第6513期封面文章報道了德國馬克思·普朗克生物物理所Martin Beck團隊利用成像技術解析新冠病毒原位結構，分析揭示SARS-CoV-2刺突蛋白的3個鉸鏈使之獲得靈活性。嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）的刺突蛋白（S）是細胞進入的必需蛋白，也是疫苗開發(fā)的重點。研究顯示S的莖域包含3個鉸鏈，從而使頭部具有意外的方向自由度。S的結構分析有助于我們理解SARS-CoV-2感染，并有助于開發(fā)安全的疫苗。

新冠肺炎重癥患者多器官蛋白組學研究進展

華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院胡豫、夏家紅、聶秀團隊與西湖大學郭天南課題組合作，報道了新冠肺炎重癥患者終末期體內多器官組織樣本中蛋白質分子及病理變化全景圖。相關成果發(fā)表于Cell。論文系統(tǒng)報道了新冠肺炎去世患者肺、脾、肝、心臟、腎臟、甲狀腺和睪丸7種器官的組織病理學改變，闡明了新冠病毒感染引起的缺氧和免疫改變情況下多器官之間的交互作用，揭示了新冠病毒引起多器官損傷的病理學機制，為臨床醫(yī)生和科研人員深入理解新冠肺炎危重癥患者多器官損傷的分子機理提供了基礎，為科學制訂新冠肺炎診療方案提供了分子病理依據。作者同時提出了多個潛在的藥物靶點，為藥物開發(fā)提供了線索。

糖尿病相關認知障礙發(fā)生新機制與診斷標記物

中國科學技術大學神經退行性疾病研究中心教授申勇課題組發(fā)現(xiàn)，阿爾茨海默病（AD）致病關鍵蛋白酶——β-淀粉樣前體蛋白（APP）切割酶（BACE1）在2型糖尿病患者體內異常升高，并提出BACE1通過促進淀粉樣蛋白（Aβ）的產生。相關成果發(fā)表于Alzheimers & Dementia。流行病學研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病能使阿爾茨海默病的發(fā)生率增加1.5?2.5倍，是老年癡呆發(fā)生的重要風險因素，因此，有阿爾茨海默病是第三類型糖尿病的說法。鑒于胰島素抵抗本身是認知損傷的重要病理機制，糖尿病患者體內的BACE1可能通過促進Aβ產生與胰島素抵抗等多種機制促進認知損傷發(fā)生。

母乳可有效阻斷新冠病毒感染

北京大學基礎醫(yī)學院向寬輝與合作者首次證明，母乳可以有效阻斷新冠病毒對人體細胞的感染，其機制包括干擾病毒吸附和進入細胞以及抑制病毒的核酸聚合酶活性。相關成果發(fā)表于Signal Transduction and Targeted Therapy。動物乳清蛋白如牛和羊乳清蛋白都具有抗新冠病毒作用，但是抑制效果明顯低于人的乳清蛋白。該研究結果提示，母乳喂養(yǎng)對新生兒具有良好的抗新冠病毒保護作用。文章還排除了母乳抗新冠病毒作用來自于母乳中的抗體的可能性。論文提示，新冠肺炎患者的乳汁用于喂養(yǎng)嬰兒可能具有一定的安全性，有必要進行進一步研究;但是論文本身尚未進行這方面的測試，不可作為新冠肺炎患者用母乳直接喂養(yǎng)嬰兒的依據。

視網膜母細胞瘤的細胞起源

首都醫(yī)科大學附屬北京同仁醫(yī)院金子兵教授團隊與溫州醫(yī)科大學蘇建忠教授團隊合作，揭示“眼癌”視網膜母細胞瘤的細胞起源與潛在治療靶點。相關成果發(fā)表于PNAS。研究發(fā)現(xiàn)，通過體外分化誘導技術可使人類胚胎干細胞發(fā)育成為視網膜類器官。將人類胚胎干細胞分別進行RB1基因的靶向高頻突變（RB1Mut/Mut）及敲除（RB1-/-）之后，發(fā)現(xiàn)多能性及細胞周期等均未變化。在定向分化第60天前后，出現(xiàn)了明顯的瘤體形成。此類瘤體細胞在基因表達譜、分子信號通路、甲基化譜、標記蛋白及超微結構等方面，表現(xiàn)出高度一致的視網膜母細胞瘤特征，且將其移植到動物眼內后可成瘤。

細胞競爭

是阻礙跨物種嵌合體形成的壁壘之一

中山大學附屬第一醫(yī)院顯微創(chuàng)傷手外科鄭燦鑌副教授與國內外科學家合作，發(fā)現(xiàn)了不同物種的干細胞在特定時期下存在不同競爭力狀態(tài)，導致細胞競爭發(fā)生，并揭示了相關機制。相關成果發(fā)表于Nature。研究人員利用多能干細胞共培養(yǎng)模型，發(fā)現(xiàn)不同物種間的干細胞在特定階段普遍存在由于細胞競爭力差異導致細胞競爭現(xiàn)象的發(fā)生，而且這種競爭力狀態(tài)似乎跟物種間進化距離密切相關。在種間嵌合體形成過程中，供體的細胞可能被視為異常的細胞而通過細胞競爭被消除，而克服種間干細胞競爭可以提高供體多能干細胞在異種嵌合體里的嵌合度。因此，在進化距離更遠的物種之間無法實現(xiàn)高效率的嵌合。

紅斑狼瘡遺傳暗物質的生物學功能

上海交通大學醫(yī)學院仁濟醫(yī)院沈南教授與國內外合作者聯(lián)合，揭示系統(tǒng)性紅斑狼瘡非編碼遺傳位點控制免疫細胞特異性增強子的表觀修飾調控疾病關鍵microRNA表達。相關成果發(fā)表于Nature Communication。系統(tǒng)性紅斑狼瘡是一種多發(fā)于女性，能夠造成多個器官受損的慢性自身免疫性疾病，嚴重者可危及生命。該研究整合了表觀遺傳學、3D基因組學及CRISPR技術，闡明了在狼瘡發(fā)病關鍵通路中起重要調控作用的非編碼RNA在特定免疫細胞亞群中異常表達的分子遺傳學機制，為今后系統(tǒng)鑒定大量SLE非編碼遺傳因子的生物學功能及發(fā)展細胞特異性干預手段，提供了新的研究范式。

抑郁癥的細菌組和代謝組學特征及其相互作用

首都醫(yī)科大學附屬北京安定醫(yī)院王剛教授團隊聯(lián)合重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院謝鵬教授、浙江大學附屬第一醫(yī)院胡少華教授團隊，分析比較了抑郁癥患者和健康人的腸道細菌組、病毒組和糞便代謝組學特征，并闡明其相互作用。相關成果發(fā)表于Science Advances。抑郁癥患病率高、危害大，但發(fā)病機制尚不清楚。近年來，多項研究指向腸道微生物紊亂與抑郁癥發(fā)生存在關聯(lián)。腸道微生物群包含大量的細菌和病毒，既往研究更多關注于抑郁癥的腸道微生物的組成改變，但對微生物組功能尤其是病毒組功能知之甚少，揭示它們的功能及相互作用，將有助于更深入地理解腸道微生態(tài)紊亂在抑郁癥發(fā)病中的作用。

醫(yī)用鎂合金骨內植物臨床試驗研究

上海交通大學戴尅戎院士、郝永強教授團隊和丁文江院士、袁廣銀教授團隊合作，發(fā)表可降解鎂合金骨釘1?2年的臨床試驗觀察結果，所有患者術后內踝骨折愈合，功能恢復。研究證實了可降解鎂合金螺釘治療內踝骨折的臨床療效及其生物安全性。相關成果發(fā)表于Journal of Orthopaedic Translation。目前臨床上廣泛使用的骨折內固定器械，大多由不可降解金屬如不銹鋼或鈦合金等制備而成，存在彈性模量過高，臨床上易引起應力遮擋效應而影響骨愈合，同時因為不降解植入后須二次手術取出等缺點。鎂合金材料因彈性模量與皮質骨相近，可消除應力遮擋效應，同時可體內降解并被人體安全吸收代謝，從而避免了二次手術。