来源: 中国科学报 发布时间:2025-4-23
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《自然-地球科学》

由海洋磷循环增强脉冲驱动的太古宙氧气绿洲

西班牙天体生物学中心的Fuencisla Canadas团队对由海洋中磷循环增强脉冲驱动的太古宙氧气绿洲进行了研究。近日,相关研究论文发表于《自然-地球科学》。

大约24.3亿年至21亿年前,地球大气中氧气的首次增加从根本上改变了大气和海洋,为复杂生命的进化奠定了基础。然而,地球化学证据表明,在大气氧气增多之前,海洋中存在间歇性的氧气绿洲。

研究团队展示了来自加拿大红湖地区一块具有29.3亿年历史的岩芯的氧化还原敏感微量元素和铁的形态数据,以及磷的相分配结果,旨在重建太古代以缺氧、富铁为特征的海洋中的磷循环及其与氧气产生的联系。

研究数据记录了已知最早的地表水氧积累时期,比大气中首次出现氧积累的时间早了约5亿年。在此之前是含铁时期和硫化物可利用性增强的时期,沉积物的缺氧循环导致海洋中磷的生物可利用性出现脉冲式增加。磷生物可利用性的增强,有助于刺激光合初级生产力和有机碳的埋藏,这很可能是太古代晚期海洋中含氧“绿洲”周期性发展的主要控制因素。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41561-025-01678-4

《物理评论A》

用莫比乌斯-埃舍尔-彭罗斯超图探索量子语境性

捷克技术大学的Karl Svozil团队实现了利用量子莫比乌斯-埃舍尔-彭罗斯超图探索量子语境性。近日,相关研究论文发表于《物理评论A》。

该研究提出了量子莫比乌斯-埃舍尔-彭罗斯超图,其灵感来源于诸如莫比乌斯带和彭罗斯“不可能物体”等悖论性结构。该超图通过希尔伯特空间中的正交表示构建,从而将图嵌入到量子框架中,并且通过双值状态和分逻辑完成了准经典实现,从而将其嵌入布尔代数中。这种表示阐明了经典与量子嵌入之间的区别,特别聚焦于语境性——通过排他性和完备性的违反体现,并利用经典和量子概率进行量化。此外,研究人员还利用关联多面体研究了布尔条件的违反,进一步突显了该超图的内在语境性。

这些研究结果为量子语境性及其与经典逻辑结构之间复杂的关系提供了更深刻的见解。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.111.042209

《细胞》

人类血管类器官发育过程中的细胞命运及状态转变

瑞士苏黎世联邦理工学院的Barbara Treutlein团队揭示了人类血管类器官(hBVO)发育过程中的细胞命运及状态转变。近日,相关研究论文发表于《细胞》。

hBVO已成为一种用于模拟人类血管发育和疾病的体系。研究人员运用单细胞多组学技术,结合基因和信号通路扰动,重构hBVO的发育过程。中胚层祖细胞在体外会分化为内皮细胞和壁细胞,并且异种移植的hBVO会获得明确的动静脉内皮细胞特征。据此,研究人员推断出一个基因调控网络,并通过单细胞基因扰动实验鉴定参与细胞命运决定的转录因子(TFs)和受体,发现MECOM基因在内皮细胞和壁细胞的命运决定中发挥了作用。通过评估hBVO产生器官样状态的潜力,研究人员鉴定出在hBVO中不表达的转录因子,并且发现诱导LEF1的过表达会增加脑血管的特异性。最后,研究人员将与血管疾病相关的基因定位到hBVO的细胞状态中,并分析了一个糖尿病患者的hBVO模型。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.03.037

《免疫学》

急性暴露于高脂肪饮食损害肠道稳态

澳大利亚沃尔特和伊丽莎·霍尔医学研究所的Cyril Seillet团队指出,急性暴露于高脂肪饮食(HFD)会损害肠道3组先天淋巴样细胞(ILC3)功能和肠道稳态。近日,相关论文发表于《免疫学》。

HFD会加剧肠道疾病病理,但此前人们对肠道炎症发展前的早期事件仍知之甚少。

研究团队发现,在48小时内,长期暴露于HFD会损害肠道ILC3及其产生白细胞介素-22(IL-22)的能力,而IL-22是维持肠道稳态的关键。这种功能丧失与快速生态失调、肠道通透性增加以及抗菌肽、黏液和紧密连接蛋白的产生减少有关。饱和脂肪酸通过氧化代谢破坏ILC3功能,而不饱和脂肪酸通过形成脂滴保持ILC3分泌IL-22。在炎症发生时,饱和脂肪酸会破坏ILC3产生IL-22,并增加肠道对损伤的易感性。

研究结果揭示了饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸通过不同ILC3的代谢途径,对肠道内稳态的不同急性影响。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2025.03.017

《中国科学报》 (2025-04-23 第2版 国际)
 
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