《科学》

科学家揭示原子交换反应中的量子干涉

近日，美国哈佛大学的Kang-Kuen Ni研究团队揭示了原子交换反应中的量子干涉。相关研究成果发表于《科学》。

据悉，化学键的断裂与形成所经历的化学反应是一个动态的量子过程。但目前相关领域面对的一个核心问题是，人们是否能在化学反应中保持其相干性，并据此产出纠缠的产物。

研究团队通过研究在500 nK低温下发生的2KRb→K2 + Rb2反应来深入探讨这一问题，特别聚焦于核自旋自由度。研究人员将磁场降低到自旋-自旋相互作用占主导的程度，成功在纠缠态下制备了KRb中的初始核自旋，并详细表征了反应后核自旋波函数保持的相干性。实验结束时，研究人员观察到了与完全相干状态相一致的干涉图样。这一发现表明，在反应物内部制备的纠缠状态可以通过原子交换过程得到重新分配。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adl6570

研究揭示后生动物繁殖的代谢负荷与成本

澳大利亚莫纳什大学Samuel C. Ginther等研究人员揭示了后生动物繁殖的代谢负荷和成本。相关研究成果近日发表于《科学》。

研究人员结合后代的能量含量（直接成本）和承受后代的代谢负荷（间接成本）的数据，提出了一个估算繁殖总能量成本的框架。研究人员发现，直接成本通常只占繁殖能量消耗的一小部分。

哺乳动物的繁殖成本最高（不包括哺乳期），其中约90%是间接成本。外温动物的总体繁殖成本较低，与产卵动物相比，活产外温动物的间接成本较高。该研究表明，繁殖的能量需求超出了标准假设。

据了解，繁殖包括两种能量投入——后代的能量和繁殖后代所消耗的能量。前者很好理解，而后者则无法量化，但通常被认为是很小的一部分。如果不了解这两项投入，就无法知道繁殖的真正能量成本。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adk6772

《细胞》

前两个卵裂球对人类胚胎贡献不均等

美国加州理工学院Magdalena Zernicka-Goetz研究团队发现，前两个卵裂球对人类胚胎的贡献不均等。相关研究成果近日在线发表于《细胞》。

研究人员利用实时成像、非侵入性细胞标记和计算预测对人类胚胎进行了前瞻性谱系追踪，以确定每个2细胞期卵裂球对上胚层（身体）、下胚层（卵黄囊）和滋养层（胎盘）的贡献。

研究人员发现，大多数上胚层细胞只来源于2细胞期胚胎的一个卵裂球。他们观察到，只有一到三个细胞在8~16个细胞阶段过渡时被内化。

此外，这些内化的细胞更多来自2细胞期第一个分裂的细胞。研究人员认为，早期胚胎中的细胞分裂动力学和细胞内化瓶颈决定了未来人体克隆组成的不对称性。

据悉，根据对人类谱系的回顾性重建预测，体内克隆的严重失衡可追溯到2细胞阶段的胚胎。然而，这种克隆不对称是否以及如何在胚胎中产生尚不清楚。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.04.029

《免疫》

经典单核细胞个体发育决定功能和命运

以色列魏茨曼科学研究所Steffen Jung团队研究提出，经典单核细胞的个体发育决定其作为组织巨噬细胞的功能和命运。相关研究成果近日在线发表于《免疫》。

据介绍，经典单核细胞是在血液中循环的短暂性骨髓免疫细胞。新的证据表明，经典单核细胞可以有不同的来源——起源于粒细胞-单核细胞（GMP）或单核细胞-树突状细胞祖细胞（MDP）。

研究人员报道了能够分离小鼠GMP和MDP来源的经典单核细胞的表面标记物，即GMP-Mo和MDP-Mo，以及它们的功能表征，包括过继细胞转移后的命运定义。GMP-Mo和MDP-Mo产生的同源经典单核细胞后代，如驻血非典型单核细胞和肠道巨噬细胞的增加量相同。然而，这些细胞在硬脑膜和肺部等其他各种选定组织中的播种情况各不相同。具体而言，GMP-Mo和MDP-Mo分化为不同的间质肺巨噬细胞，将经典单核细胞二分法与先前报道的肺巨噬细胞异质性联系起来。

上述研究表明，小鼠体内存在两种功能截然不同的经典单核细胞亚群，它们对外周组织巨噬细胞群在体内平衡和受到挑战时的贡献各不相同。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2024.04.019