《自然》

科学家利用共价有机框架从空气中捕获二氧化碳

美国加利福尼亚大学伯克利分校Omar M. Yaghi团队利用共价有机框架（COF）从露天空气中捕获二氧化碳。日前，相关研究成果发表于《自然》。

从空气中捕获二氧化碳为应对气候变化和实现碳中和目标提供了一种有前景的方法。然而，仍然需要开发一种具有高容量、快速动力学和低再生温度的耐用材料捕获二氧化碳，特别是从复杂和动态的大气中捕获二氧化碳。

研究人员合成了一种具有烯烃键的多孔晶体COF，对其结构进行了表征，并通过共价连接胺引发剂进行合成改性，以在孔内生产多胺。这种名为COF-999的COF可以露天捕获二氧化碳。COF-999在干燥、二氧化碳浓度为400ppm条件下的容量为0.96mmol g-1，在50%相对湿度下的容量为2.05mmol g-1。

这种COF在露天环境中进行了100多次吸附—解吸循环测试，结果显示其性能完全保持不变。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08080-x

土壤质地对生态系统水限制的全球影响

比利时鲁汶大学M.Javaux和瑞士苏黎世联邦理工学院A.Carminati团队，探明了土壤质地对生态系统水限制的全球影响。近日，相关论文发表于《自然》。

低土壤湿度和高蒸汽压亏缺（VPD）会加剧植物的水分胁迫，并引发蒸腾、光合作用减少等各种干旱反应。当土壤干燥度低于临界土壤湿度阈值时，生态系统从能量向水分限制过渡，植物气孔关闭以减轻水分胁迫。然而，在生态系统尺度上，这些阈值背后的机制仍然不明确。

研究团队分析了对全球土壤临界水分阈值的观测结果，土壤水力导率曲线显示了土壤质地在调节生态系统水分限制中的突出作用，土壤导率曲线的陡峭度随着沙粒含量的增加而增加。

这阐明了生态系统对VPD和土壤水分的敏感性是如何由土壤质地决定的，沙质土壤的生态系统对土壤干燥相对更敏感，而黏性土壤的生态系统对VPD相对更敏感。由于同样的原因，沙质土壤中的植物适应水分限制的潜力有限，这对气候变化如何影响陆地生态系统产生了响应。尽管植被-大气交换受大气条件驱动，并由植物调节介导，但其结局最终取决于土壤。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08089-2

《自然-生物技术》

研究揭示由疾病突变引起的蛋白质组范围扰动

美国康奈尔大学Haiyuan Yu和勒纳研究所Feixiong Cheng合作，通过人类蛋白质-蛋白质相互作用结构信息组，揭示了由疾病突变引起的蛋白质组范围扰动。相关研究成果近日在线发表于《自然-生物技术》。

为帮助将遗传发现转化为疾病病理生物学和治疗学发现，研究人员提出了一个被称为PIONEER的集成深度学习框架。该框架可预测人类和其他7种常见模式生物中，所有已知蛋白质相互作用的蛋白质结合伴侣特异性界面，以生成全面的结构信息蛋白质相互作用体。研究人员证明PIONEER优于现有最先进的方法，并通过实验验证了其预测。

研究人员发现，疾病相关突变在PIONEER预测的蛋白质-蛋白质界面中富集，并探讨了它们对疾病预后和药物反应的影响。

通过对33种癌症类型的约1.1万个完整外显子的分析，研究人员确定了586个富含PIONEER预测的界面体细胞突变（oncoPPI）的显著蛋白质-蛋白质相互作用，显示了oncoPPI与患者生存率和药物反应显著关联。

PIONEER可识别疾病相关等位基因的功能后果，并在多尺度交互组网络级别为精准医学提供深度学习工具。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41587-024-02428-4

《自然-细胞生物学》

脑血管和脑实质之间的不同硬度通过血管共选择促进转移性浸润

美国波士顿大学Christopher S. Chen团队提出，脑血管和脑实质之间的不同硬度通过血管共选择促进转移性浸润。相关研究成果近日在线发表于《自然-细胞生物学》。

在脑转移中，癌症细胞与现有的血管系统保持密切接触，并利用血管作为迁移途径，这一过程被称为血管共选择。然而，人们对调节这种形式的迁移机制知之甚少。

研究人员使用离体脑切片和血管共选择的器官型体外模型，证明癌症细胞沿脑血管系统的侵袭是由血管和脑实质之间的硬度差异驱动的。影像学分析表明，细胞黏附在基底膜细胞外基质上沿血管基底表面移动。脑血管系统的刚度和周围环境的柔软性都增强了血管的选择性，脑血管通过talin依赖机制强化了局灶性黏附，而周围环境的柔和性允许细胞移动。

这一工作揭示了一种机械传感机制，该机制引导细胞迁移以响应组织的内在机械异质性，对癌症侵袭和转移具有影响。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41556-024-01532-6