用轉(zhuǎn)基因干細(xì)胞再生人表皮

用轉(zhuǎn)基因干細(xì)胞再生人表皮

Nature封面：源于人表皮干細(xì)胞的細(xì)胞群（全克隆）。Nature雜志第7680期封面文章報(bào)道了一名7歲男孩的基因改造全克隆細(xì)胞被用于重建他受損的皮膚。該男孩患的是交界性大皰性表皮松解癥，一種會(huì)破壞皮膚完整性的遺傳疾病，導(dǎo)致其皮膚出現(xiàn)慢性大皰和傷口。Michele De Luca及其同事描述了他們治療該病的方法，通過病毒載體，利用該基因的功能正常版本轉(zhuǎn)導(dǎo)源自患者皮膚的干細(xì)胞；之后利用這些干細(xì)胞培養(yǎng)一塊塊功能正常的表皮，再進(jìn)行移植，替換患者80%的皮膚。此外，該研究還表明這些人體表皮靠特定區(qū)域的長(zhǎng)壽干細(xì)胞維持。

人類MHC-I肽組裝復(fù)合體的結(jié)構(gòu)

Nature封面：人類肽組裝復(fù)合體（PLC）的結(jié)構(gòu)。Nature雜志第7681期封面文章報(bào)道了PLC的結(jié)構(gòu)。作為免疫應(yīng)答的關(guān)鍵組成，PLC是一種動(dòng)態(tài)復(fù)合體，負(fù)責(zé)將來自異物（如病毒）的肽片段裝載至MHC-I分子。這些MHC-I分子再將肽片段呈遞至身體的免疫細(xì)胞，啟動(dòng)免疫系統(tǒng)抗擊入侵者。研究者展示了該復(fù)合體的編輯模塊如何集中在肽轉(zhuǎn)運(yùn)載體TAP周圍。此外，將抗原肽裝載到MHC-I能誘導(dǎo)其結(jié)構(gòu)變化，從而促進(jìn)釋放穩(wěn)定的肽-MHC-I復(fù)合體，啟動(dòng)免疫應(yīng)答。該研究者對(duì)PLC、抗原加工以及MHC-I介導(dǎo)的免疫啟動(dòng)過程機(jī)制做了探討。

量子模擬器上的多體交互

Nature封面：量子模擬器。Nature雜志第7682期封面文章展示了量子模擬器。理查德·費(fèi)曼于1982年提出量子計(jì)算機(jī)，提出通過誘導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)組件之間的各種復(fù)雜交互來模擬物態(tài)。過去幾年量子模擬器已成為現(xiàn)實(shí)，但是要執(zhí)行超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)能力范圍的任務(wù)依然是挑戰(zhàn)。本期兩篇論文展示的量子模擬器，所涉的受控量子比特?cái)?shù)量達(dá)到了前所未有的水平。Mikhail Lukin等使用了51個(gè)冷里德堡原子，Christopher Monroe等使用了53個(gè)囚禁離子來研究Ising-型量子磁體的相變。兩項(xiàng)研究都觀察到新奇的多體交互，而這是在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上無法實(shí)現(xiàn)的。

利用DNA自組裝技術(shù)再現(xiàn)《蒙娜麗莎》

Nature封面：一幅利用DNA自組裝技術(shù)創(chuàng)造出來的8704像素的《蒙娜麗莎》畫像。Nature雜志第7683期封面文章報(bào)道了使用二維DNA納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生具有納米精度的表面圖案新進(jìn)展。錢璐璐等在一個(gè)多級(jí)加工過程中遞歸應(yīng)用簡(jiǎn)單的組裝規(guī)則，就可以利用一小組特別的DNA鏈創(chuàng)造出最大達(dá)0.5平方微米的2D陣列。在類似的研究中，3D DNA納米結(jié)構(gòu)的尺寸得到擴(kuò)大：尹鵬等利用新一代DNA“積木”構(gòu)建了包含10，000多個(gè)組件的納米結(jié)構(gòu)，它們可被塑造成字母或泰迪熊等形狀。Hendrik Dietz等也開展了相關(guān)研究并取得進(jìn)展。

驚人的扭曲材料

Science封面：一個(gè)扭曲的三維機(jī)械超材料。Science雜志第6366期封面文章報(bào)道了微結(jié)構(gòu)化的三維彈性手性機(jī)械超材料。德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院Martin Wegener團(tuán)隊(duì)研究出了微結(jié)構(gòu)化的三維彈性手性機(jī)械超材料，克服了扭曲嚴(yán)格為零的局限性。通過對(duì)柯西彈性力學(xué)理論的研究，設(shè)計(jì)、制造、表征和映射到微極有效介質(zhì)參數(shù)三維手性微結(jié)構(gòu)的機(jī)械超材料，扭曲自由度在質(zhì)量上超越了柯西彈性。Martin等人設(shè)計(jì)的機(jī)械超材料在受外力時(shí)左右兩側(cè)顯著扭曲，指出了開發(fā)具有不尋常變形行為材料的一般策略。

冰在運(yùn)動(dòng)

Science封面：挪威的Wahlenbergbreen冰川。Science雜志第6367期封面文章報(bào)道了冰川的運(yùn)動(dòng)。成千上萬的冰川棲息在人類住區(qū)附近。2002年發(fā)生在俄羅斯南部高加索山區(qū)的一次最嚴(yán)重的災(zāi)難，當(dāng)時(shí)科爾卡冰川進(jìn)入一個(gè)山谷，造成140人死亡。冰川涌浪還會(huì)威脅到遙遠(yuǎn)的社區(qū)。它們可以阻擋河流，形成后來可以釋放洪水的湖泊。科學(xué)家開始了解有些冰川在極端的停滯和破碎流動(dòng)之間搖擺，以及如何預(yù)測(cè)浪涌。洶涌的冰川可以提供更大規(guī)模的冰流，并帶來全球影響：南極和格陵蘭冰蓋運(yùn)動(dòng)的突然改變，會(huì)影響海平面。

為了食物的河流

Science封面：湄公河。Science雜志第6368期封面文章報(bào)道了設(shè)計(jì)湄公河下游盆地地區(qū)的河流以改善食品安全的未來前景。湄公河為6個(gè)國(guó)家6000多萬人口提供可再生能源和糧食安全。季節(jié)性的降雨淹沒了河流的泛濫平原和三角洲。這一洪水脈沖推動(dòng)了柬埔寨洞里薩湖世界上最大的淡水漁業(yè)，其年產(chǎn)量超過200萬噸，價(jià)值約20億美元。河流的水力發(fā)電為清潔能源帶來了機(jī)會(huì)，但對(duì)于水壩建設(shè)給由河流保障的食品安全帶來的潛在影響還知之甚少。水電工程是否會(huì)改變此類洪水脈沖，從而威脅食品安全，需要進(jìn)一步研究和權(quán)衡。

我們何時(shí)到那兒

Science封面：坐在無人駕駛汽車的藝術(shù)渲染。Science雜志第6369期封面文章報(bào)道了無人駕駛汽車的調(diào)研成果。汽車和科技公司表示，他們正在部署自動(dòng)駕駛汽車。無人駕駛汽車是否會(huì)更安全、更環(huán)保、更方便？如何取得消費(fèi)者的信任？在美國(guó)汽車協(xié)會(huì)（AAA）最近的一項(xiàng)調(diào)查中，78%的受訪者表示他們害怕乘坐自動(dòng)駕駛車輛（AVs），這些數(shù)字對(duì)希望銷售數(shù)百萬輛AVs的公司來說是一個(gè)警告信號(hào)。雖然開發(fā)人員收集了傳感器和算法的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以讓汽車自行駕駛，但對(duì)自動(dòng)駕駛車輛（AVs）的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響的研究需要馬上開展。