研究实现低温快速合成纳米金刚石
金刚石与金刚烷虽然具有相同的Td对称性碳骨架结构,但将金刚烷转化为金刚石一直面临挑战。该过程需实现碳氢(C-H)键的选择性断裂并将单体组装成金刚石晶格。
新方法不同于传统的高温高压金刚石合成技术。通过在真空环境中以80至200千电子伏特电子束在100至296开尔文温度下辐照金刚烷亚微米晶体数十秒,研究人员成功制备出立方晶结构的无缺陷纳米金刚石,同时伴随氢气逸出。
时间分辨透射电子显微镜实时观测到金刚烷寡聚体初步形成并最终转变为球形纳米金刚石的过程。显著的动力学同位素效应表明,C-H键断裂是反应速控步骤,且其他测试碳氢化合物均未能形成纳米金刚石。
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https://doi.org/10.1126/science.adw2025
肾脏祖细胞决定妊娠适应性与子痫前发病
肾脏疾病负担在全球范围内呈现显著的性别二态性。通过谱系追踪和单细胞RNA测序技术,研究人员发现雌性小鼠自青春期起,雌激素信号通过支持肾脏祖细胞的自我更新与分化来提升肾小球滤过能力,从而相比雄性表现出对肾损伤的更低敏感性。这种现象在雌性肾脏适应妊娠过程中尤为显著。敲除肾脏祖细胞中的雌激素受体α会破坏这一适应性机制,导致子痫前期、胎儿生长受限,并增加母体高血压和慢性肾病风险。受影响母体的后代出现肾单位数量减少,造成生命早期高血压和更高的肾病易感性。
这些结果揭示了肾脏功能健康与肾脏祖细胞在妊娠适应和子痫前期中的核心作用,并阐明了肾脏疾病性别二态性的决定性机制。
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https://doi.org/10.1126/science.adp4629
极长程动态触发作用导致泥火山活化与静默断层滑动
众所周知,大地震产生的地震波能够触发远距离的断层滑动,但其内在机制尚不明确。
通过采用干涉合成孔径雷达技术并结合局部大地测量与地震数据,研究人员发现2023年2月发生在土耳其东南部、震中距约1000公里的卡赫拉曼马拉什地震,导致了西里海地区富含流体的库拉盆地内56处泥火山发生形变和/或喷发,并在7条断层上引发长达数十公里的厘米级静默滑动。
这次等效矩震级达6.1的瞬态形变事件,与主要油气田下方的局部隆升现象密切相关。研究人员推测,地震波导致深层孔隙压力变化,进而触发沿盆地及周边多条地壳断层的静默滑动。
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https://doi.org/10.1126/science.adv8438
上皮细胞张力调控肠道细胞挤出机制
细胞挤出对维持肠道上皮稳态自我更新至关重要。肠道绒毛顶端细胞因拥挤导致的压缩,曾被认为是触发挤出的主要因素。但研究人员发现,肠道上皮中收缩细胞间局部的“拔河式”力学竞争才是调控细胞挤出的关键机制。
通过结合定量活体显微技术、光遗传学诱导组织张力、肌球蛋白Ⅱ活性的遗传干预,以及小鼠肠道和肠道类器官中基底皮层局部破坏等技术手段,研究人员发现动态肌动球蛋白网络在整个肠道绒毛(包括绒毛顶端区域)中产生持续性张力。无法维持这种张力的机械弱势细胞最终被挤出。因此,上皮屏障的完整性取决于细胞间的力学平衡。
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https://doi.org/10.1126/science.adr8753
(李言编译)
《中国科学报》 (2025-09-08 第2版 国际)