浙大爆發！8篇Nature！8篇Science

自2021年以來（截至2021年10月7日）

以浙江大學作為通訊單位的研究團隊

在Nature和Science兩大世界頂刊上

已發表了16項研究成果

如此密集的高水平論文發表著實令人驚歎

快看看究竟是哪些研究成果

為Nature和Science所青睞

NATURE

01 A roadmap for the Human Developmental Cell Atlas

人類發育細胞圖譜的路線圖

紐卡斯爾大學生物科學研究所、英國劍橋大學等與浙江大學合作研究

人類發育細胞圖譜 (HDCA) 計劃是人類細胞圖譜的一部分，旨在建立發育過程中細胞的綜合參考圖。這對於理解正常的器官發生、突變、環境因素和傳染因子對人類發育、先天性和兒童疾病以及衰老、癌症和再生醫學的細胞基礎的影響至關重要。

該研究概述了 HDCA 計劃以及使用最先進的技術繪製和模擬人類發展以建立跨妊娠參考圖譜的挑戰。與人類基因組計劃類似，HDCA 將把越來越多的科學家的成果整合到一個統一的圖譜中。還描述了已經取得的早期里程碑，以及使用人類幹細胞衍生的培養物、類器官和動物模型為 HDCA 提供資訊，特別是對於難以獲得的產前組織。

02Direct imaging of single-molecule electrochemical reactions in solution

溶液中單分子電化學反應的直接成像

浙江大學馮建東團隊發表

該研究展示了水溶液中單分子電化學反應的光學成像及其在超解析度顯微鏡中的用途。

該方法利用化學發光反應，涉及在電極上電化學產生的釕絡合物，確保最小的背景訊號。這使該研究能夠直接捕獲單個反應的電化學發光的單光子，並開發超解析度電化學發光顯微鏡，以高時空解析度對活細胞的粘附動力學進行成像。該研究預計該方法將促進對電化學反應的基本理解，並證明對生物測定和細胞成像應用有用。

03Rashba valleys and quantum Hall states in few-layer black arsenic

少層黑砷中的 Rashba 谷和量子霍爾態

浙江大學鄭毅、許祝安、中南大學夏慶林共同通訊

該研究首次在黑砷二維電子態中發現了外電場連續、可逆調控的強自旋軌道耦合效應，實現了對自旋的高速精準控制；同時在全新的自旋-能谷耦合的Rashba物理現象中，發現了新奇的量子霍爾態。該研究將對高效率、低能耗自旋電子器件研製提供堅實基礎，對進一步加深量子霍爾現象的理解，以及依託拓撲超導器件的量子計算研究具有積極意義。

04Structural basis of GABAB receptor-Gi protein coupling

GABA B受體-G i蛋白偶聯的結構基礎

浙江大學張巖及蒙彼利埃大學Jean-Philippe Pin共同通訊

該研究發現單個G蛋白與GABA B受體的GB2亞基在一個主要涉及跨膜結構域一側的細胞內環2的位點相互作用。這與在其他型別的GPCR中觀察到的中央腔室中G蛋白結合相反。這種結合模式是由於該GABA B受體的跨膜結構域的活性形式不同於其他GPCR的。該研究工作還提供了亞基間和亞基內變化的細節，連線激動劑與該異二聚體複合物中的G蛋白活化結合。總之，該研究系統地鑑定了C型異源二聚體GABAB受體與G蛋白複合物的高解析度冷凍電鏡結構，揭示了二聚體GPCR偶聯G蛋白的新模式。

05Structural insights into the lipid and ligand regulation of serotonin receptors

對血清素受體脂質和配體調節的結構洞察

中國科學院上海藥物研究所徐華強和蔣軼團隊，聯合浙江大學張巖研究員團隊共同發表

這項工作成功實現該領域的多個技術突破，成功解析了三個不同種類的5-羥色胺受體的五個結構，揭示了磷脂PI4P（PtdIns4P）和膽固醇如何調節受體的功能，以及藥物阿立哌唑（Aripiprazole）如何識別5-羥色胺受體。阿立哌唑是臨床用於治療精神分裂症的一線用藥，同時被用於治療抑鬱症、雙相障礙、自閉症等重要精神類疾病。

06Self-powered soft robot in the Mariana Trench

馬裡亞納海溝中的自供電軟機器人

浙江大學李鐵風團隊發表

他們開發了一種用於深海探索的無繩軟機器人，透過將電子裝置整合到矽膠矩陣中，可以保護機載電源、控制和驅動免受壓力。這種自供電機器人消除了對任何剛性容器的要求。

該研究將有助於各種其他應用技術的發展，進一步為推動海洋監測、清理和防治海洋汙染、保護海洋生物多樣性提供更多創新方案，更重要的是，它們可以幫助科學家探索海洋深處的大片未知地帶。

07Structures of the glucocorticoid-bound adhesion receptor GPR97–Go complex

糖皮質激素結合粘附受體 GPR97-G o複合物的結構

中國科學院上海藥物所，北京大學，山東大學及浙江大學等多單位合作，徐華強，張巖及孫金鵬共同通訊

在這裡，研究人員報告糖皮質激素應激激素啟用粘附 G 蛋白偶聯受體 G3（ADGRG3；也稱為 GPR97）4、5、6，這是一種典型的粘附 GPCR。GPR97-G o複合物與抗炎藥倍氯米松或類固醇激素皮質醇結合的冷凍電子顯微鏡結構顯示，糖皮質激素與跨膜結構域內的口袋結合。

糖皮質激素的甾體核心包裹在“切換開關”殘基上 W 6.53，它感知配體的結合並誘導受體的啟用。活性 GPR97 使用四元核心和 HLY 基序來固定七跨膜束並介導 G 蛋白偶聯。GPR97 的細胞質側有一個開放的腔，其中所有三個細胞內環都與 G o蛋白相互作用，有助於 GRP97 的高基礎活性。發現G o蛋白胞質尾部的棕櫚醯化對於與 GPR97 的有效結合是必不可少的，但在其他已解決的 GPCR 複合結構中未觀察到。我們的工作為配體結合粘附 GPCR 的七跨膜結構域和隨後的 G 蛋白偶聯提供了結構基礎。

08Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution

鴨嘴獸和針鼴基因組揭示哺乳動物生物學和進化

深圳華大生命科學研究院、昆明動物研究所及哥本哈根大學張國捷、浙江大學周琦和阿德萊德大學Frank Grutzner共同通訊

產卵哺乳動物（單孔目動物）是除獸類（有袋動物和真獸類動物）之外唯一現存的哺乳動物外群，為哺乳動物進化提供了重要的見解。在這裡，研究人員生成並分析了鴨嘴獸 ( Ornithorhynchus anatinus ) 和針鼴 ( Tachyglossus aculeatus ) 的參考基因組)，它們代表了僅有的兩個現存的單孔目譜系。

近乎完整的鴨嘴獸基因組組裝幾乎將整個基因組錨定在染色體上，顯著改善了基因組的連續性和基因註釋。連同針鼴序列，這兩個物種的基因組能夠檢測影響單孔目動物和哺乳動物進化的祖先和譜系特異性基因組變化。

研究人員提供的證據表明單孔性染色體複合體起源於祖先的染色體環配置。人類常染色體同系物所共有的多 X 和多 Y 染色體之間異常廣泛的相互作用可能促進了這種獨特染色體複合體的形成。

SCIENCE

01Self-assembled iron-containing mordenite monolith for carbon dioxide sieving

用於二氧化碳篩分的自組裝含鐵絲光沸石整料

南京工業大學王軍，浙江大學邢華斌及新加坡國立大學顏寧共同通訊

開發低成本、高效的物理吸附劑對於氣體吸附和分離至關重要；然而，容量和選擇性之間的內在權衡，以及常規粉末吸附劑不可避免的成型程式，極大地限制了它們的實際分離效率。

在這裡，研究人員使用一鍋無模板和無粘合劑工藝自組裝了一種極其穩定的含鐵絲光沸石沸石整料，其孔隙系統具有精確狹窄的微通道。可直接用於工業應用的含鐵絲光沸石整料提供了創紀錄的高體積二氧化碳吸收量（在 273 和 298 K、1 比壓力下，每立方厘米材料分別吸收 293 和 219 立方厘米二氧化碳）；在氬氣、氮氣、和甲烷；穩定的可回收性；和良好的防潮能力。色譜柱突破實驗和工藝模擬進一步顯示了高分離效率。

02Hierarchical-morphology metafabric for scalable passive daytime radiative cooling

用於可擴充套件被動白天輻射冷卻的分層形態元結構

華中科技大學陶光明及浙江大學馬耀光共同通訊

將被動輻射冷卻結構納入個人熱管理技術可以有效地保護人類免受日益加劇的全球氣候變化的影響。該研究表明，由於整個超織物中隨機分散的散射體的分層形態設計，大規模編織超織物可以在大氣視窗中提供高發射率 (94.5%) 和在太陽光譜中提供高反射率 (92.4%)。

透過可擴充套件的工業紡織品製造路線，超織物表現出商業服裝所需的機械強度、防水性和透氣性，同時保持高效的輻射冷卻能力。實際應用測試表明，與商業棉織物覆蓋的人體相比，由我們的超織物覆蓋的人體可以冷卻約 4.8°C。

03Elastic ice microfibers

彈性冰超細纖維

浙江大學童利民教授團隊發表

眾所周知，冰是一種堅硬易碎的晶體，變形時會破裂。該研究證明了生長為直徑從 10 微米到小於 800 奈米的單晶冰微纖維 (IMF) 的冰具有高彈性。在低溫下，可以將 IMF 可逆彎曲到 10.9% 的最大應變，這接近理論彈性極限。

研究人員還在急劇彎曲的 IMF 的壓縮側觀察到壓力引起的冰從 Ih 到 II 的相變。高光學質量允許在 IMF 中實現低損耗光波導和迴音壁模式共振。這些柔性冰纖維的發現為在微米和奈米尺度上探索冰物理和冰相關技術提供了機會。

04Pressure-driven fusion of amorphous particles into integrated monoliths

壓力驅動的無定形粒子融合成整體

浙江大學唐睿康及劉昭明共同通訊在Science 線上發表

生物有機體可以利用無定形前體，透過完全的粒子融合，產生具有連續結構的無機骨架。合成整料要困難得多，因為燒結技術會破壞連續性並限制機械強度。

該研究透過在調節結構結合水和外部壓力的同時融合顆粒來製造無定形碳酸鈣的無機整料。由於其結構連續性，他們的整體是透明的，機械強度接近單晶方解石。無定形體中的動態水通道由含水量和施加的壓力協同控制，並促進粒子融合的質量傳輸。

05Electric field control of superconductivity at the LaAlO3/KTaO3(111) interface

LaAlO 3 /KTaO 3 (111)介面超導性的電場控制

浙江大學謝燕武，中國科學院物理研究所孫繼榮及周毅共同通訊（共同第一作者為浙江大學陳崢、劉源和北京航空航天大學張慧）

LaAlO 3和KTaO 3 (111)之間的氧化物介面可以具有超導狀態。該研究表明，透過在 KTaO 3兩端施加柵極電壓 ( V G ) ，介面可以從超導狀態連續調整到絕緣狀態，產生圓頂形T c - V G依賴性，其中T c是轉變溫度。電門控對載流子密度的影響很小，但對遷移率的影響很大。

該研究根據介面中載體空間分佈的變化來解釋遷移率的調整，從而解釋有效的無序性。隨著溫度降低，超導和絕緣兩面的電阻均在最低溫度下飽和，這表明出現了與失效的超導體和/或易碎的絕緣體有關的量子金屬態。這一發現為人們探索低溫量子現象呈現了一個嶄新的視野，也為超導器件的研發提供了新的思路。

06Isolated boron in zeolite for oxidative dehydrogenation of propane

用於丙烷氧化脫氫的沸石中分離的硼

浙江大學肖豐收、孟祥舉、王亮及中國科學院精密測量科學與技術創新研究院鄭安民共同通訊

丙烷氧化脫氫（ODHP）是頁岩氣生產丙烯的關鍵技術，但傳統的金屬氧化物催化劑容易過度氧化形成無價值的CO x。最近發現硼基催化劑對該反應具有選擇性，B-O-B 低聚物通常被認為是活性中心。該研究表明，沸石骨架中沒有這種低聚物的孤立硼對 ODHP 表現出高活性和選擇性，由於 B-O-SiO x鍵，這也阻礙了硼在潮溼環境中浸出的完全水解，從而實現了優異的耐久性。長期試驗。此外，該研究還展示了具有 –B[OH…O(H)–Si] 2的孤立硼 以硼矽酸鹽沸石為活性中心的結構，可以啟用氧和碳氫鍵以催化 ODHP。

07Reversible fusion and fission of graphene oxide–based fibers

氧化石墨烯基纖維的可逆融合和裂變

中國科學院上海藥物所，北京大學，山東大學及浙江大學等多單位合作，徐華強，張巖及孫金鵬共同通訊

刺激響應融合和裂變在生物組織和人工分子組裝中被廣泛觀察到。然而，在重複聚變和裂變過程中具有結構和屬性永續性的系統的設計仍然具有挑戰性。

該研究展示了釋放氧化石墨烯 (GO) 纖維的可逆融合和裂變，其中許多宏觀纖維可以融合成更粗的纖維，也可以在溶劑的刺激下分離成原始的單根纖維。由溶劑蒸發和滲透引起的 GO 纖維殼的動態幾何變形是可逆聚變 - 裂變迴圈的關鍵。這一原則被擴充套件到在複雜的纖維元件和客體化合物的包含或排除之間實現靈活的轉換。

08In situ manipulation of the active Au-TiO2 interface with atomic precision during CO oxidation

糖皮質激素結合粘附受體 GPR97-G o複合物的結構

浙江大學，中國科學院上海應用物理研究所，丹麥技術大學等多單位合作

金屬催化劑和載體之間的介面在多相催化中起著關鍵作用。外延介面通常被認為是剛性的，在催化反應過程中以原子精度調整其內在微觀結構具有挑戰性。

該研究首次在原子尺度下一氧化碳催化氧化過程中觀察到催化劑介面活性位點的可逆變化，並據此實現了介面活性位點的原子級別原位調控。這項成果對今後設計更好的環境催化劑、高效穩定地處理汙染氣體具有重要意義。

北京中科幻彩：論文插圖封面設計，科學動畫，醫學插畫，科研繪圖培訓，SPSS培訓，有限元模擬培訓，統計分析、作圖排版與影象處理培訓，專場培訓，PPT美化，宣傳片等​

​