《科学》

科学家实现室温水溶液中分子电子自旋超快全光相干性

美国加州理工学院的Ryan G.Hadt研究团队揭示了室温水溶液中分子电子自旋的超快全光相干性。相关研究成果近日发表于《科学》。

研究团队利用泵浦-探测偏振光谱技术初始化和追踪分子中的电子自旋相干性。通过设计使自旋与光高效耦合，水溶性的K2IrCl6能够在室温及微摩尔浓度下，检测到持续数皮秒的自由感应衰减信号。研究发现，溶液的黏度会显著影响相干寿命。

这种方法将实验的时间分辨率提高了5个数量级，从而在传统技术上仅在25K以下才表现出相干性的体系中，也能观察到分子电子自旋相干性。

顺磁分子的可调性和空间精准性，使其在量子传感领域颇具吸引力。然而，基于微波的常规检测方法，在时间和空间分辨率上表现不佳，而能与室温溶液兼容的光学方法一直难以实现。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.ads0512

《自然》

癌细胞染色体外DNA的协调遗传

美国斯坦福大学研究团队提出了癌细胞染色体外DNA的协调遗传。相关研究成果近日在线发表于《自然》。

染色体遗传理论表明，同一染色体上的基因彼此分离，而不同染色体上的遗传基因独立组合。染色体外DNA（ecDNA）在癌症中很常见，通过细胞分裂过程中的随机分离驱动癌基因扩增、基因表达失调和肿瘤内异质性。不同的ecDNA序列称为ecDNA物种，可以共存以促进癌细胞中的分子合作。肿瘤细胞内的多种ecDNA物种是如何在体细胞世代中分类并维持的尚不清楚。

研究人员发现，合作的ecDNA物种是通过有丝分裂共分离协调遗传的。影像学和单细胞分析表明，在人类癌细胞中，编码不同致癌基因的多个ecDNA同时出现，并且拷贝数相关。在有丝分裂过程中，ecDNA物种不对称地协调分离，导致在进行任何选择之前，多个ecDNA物种的子细胞同时获得拷贝数。有丝分裂开始时分子间的接近和主动转录促进了ecDNA物种的协调分离，而转录抑制减少了共分离。

计算模型揭示了ecDNA共分离和共选择的定量原理，预测了它们在癌细胞中的分布。ecDNA的协同遗传能够共同扩增仅含有增强子元件的特异性ecDNA。ecDNA的协调遗传赋予了癌症基因合作和新基因调控回路的稳定性，使表观遗传状态的组合能够在细胞世代间传递。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07861-8