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不同類(lèi)型新冠疫苗對(duì)突變株體液免疫應(yīng)答情況

北京大學(xué)生物醫(yī)學(xué)前沿創(chuàng)新中心（BIOPIC）、北京未來(lái)基因診斷高精尖創(chuàng)新中心（ICG）謝曉亮課題組與合作者利用多種技術(shù)手段解析了新冠病毒滅活疫苗（科興）和RBD亞單位重組蛋白疫苗（智飛）接種者及新冠感染康復(fù)者的血漿和誘導(dǎo)的中和抗體對(duì)于目前流行新冠突變株（例如南非株）的應(yīng)答情況。相關(guān)成果發(fā)表于Cell Research。與中和抗體實(shí)驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似，康復(fù)者和滅活疫苗接種者的血漿對(duì)南非突變株均表現(xiàn)出中和活性下降的趨勢(shì)。結(jié)果表明，如果未來(lái)新冠突變株大流行，特別是對(duì)于攜帶能改變NTD抗原熱點(diǎn)蛋白構(gòu)象突變的病毒株，注射第三劑RBD重組蛋白疫苗來(lái)加強(qiáng)免疫或是一種優(yōu)化方案。

抗RBD和抗NTD中和抗體對(duì)新冠病毒N501Y突變株免疫應(yīng)答情況（圖片來(lái)源于北京大學(xué)新聞網(wǎng)）

病毒（T4型噬菌體）在土壤有機(jī)質(zhì)礦化中的潛在作用研究

中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員吳金水團(tuán)隊(duì)在滅菌土壤中加入稀釋不同梯度的未滅菌土壤懸濁液進(jìn)行微宇宙培養(yǎng)試驗(yàn)，利用qPCR檢測(cè)總細(xì)菌豐度和活性細(xì)菌豐度（疊氮溴化丙錠預(yù)處理去除非活菌DNA），利用g23標(biāo)記基因豐度指示T4型噬菌體豐度，闡明T4型噬菌體與土壤有機(jī)碳礦化之間的關(guān)系。相關(guān)成果發(fā)表于Environmental Science & Technology。結(jié)果表明，g23基因豐度與總細(xì)菌16SrRNA基因豐度和活性細(xì)菌16SrRNA基因豐度之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，總g23基因豐度降低了活細(xì)菌16SrRNA基因比率。T4型噬菌體可以殺死土壤細(xì)菌，從而降低活性細(xì)菌的豐度，調(diào)控細(xì)菌的種群大小。

細(xì)菌鞭毛馬達(dá)工作原理

浙江大學(xué)生命科學(xué)研究院朱永群教授團(tuán)隊(duì)與醫(yī)學(xué)院張興教授團(tuán)隊(duì)合作，聯(lián)合揭示了沙門(mén)氏菌鞭毛馬達(dá)的原子分辨率結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)鞭毛馬達(dá)扭矩傳輸機(jī)制的剖析，揭開(kāi)了細(xì)菌跑得快的秘密。相關(guān)成果發(fā)表于Cell。細(xì)菌與人類(lèi)等其他生物具有漫長(zhǎng)的生物共進(jìn)化過(guò)程，為了獲得豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，避免被人類(lèi)免疫系統(tǒng)追殺，或者為了成功找到適宜的生存和感染的位置，細(xì)菌進(jìn)化出了快速“游動(dòng)”的能力。鞭毛馬達(dá)含有質(zhì)子泵，通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)氫離子，帶動(dòng)質(zhì)子泵的轉(zhuǎn)動(dòng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，繼而將扭矩傳給鞭毛馬達(dá)的內(nèi)膜環(huán)，促使內(nèi)膜環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)。鞭毛馬達(dá)能將質(zhì)子泵轉(zhuǎn)化而來(lái)的機(jī)械能毫無(wú)損耗地迅速傳給鞭毛絲，從而促進(jìn)鞭毛絲高速轉(zhuǎn)動(dòng)。

針對(duì)腸道病毒D68型的高效單抗療法及其作用機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院上海巴斯德研究所黃忠課題組和中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）叢堯課題組、廣州市婦女兒童醫(yī)療中心龔四堂課題組合作，針對(duì)EV-D68病毒樣顆粒制備了兩個(gè)單抗2H12和8F12。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。研究表明，這兩個(gè)抗體主要在病毒吸附細(xì)胞前起作用，并能阻止病毒與唾液酸受體作用介導(dǎo)的紅細(xì)胞凝集的發(fā)生，提示抗體結(jié)合可以阻斷受體結(jié)合?？贵w8F12與EV-D68成熟病毒復(fù)合物的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)表明，8F12與病毒的峽谷區(qū)（canyon）結(jié)合，進(jìn)而對(duì)唾液酸受體結(jié)合產(chǎn)生空間位阻，并且這個(gè)區(qū)域是未報(bào)道過(guò)的EV-D68抗原位點(diǎn)。

候鳥(niǎo)禽流感病毒生態(tài)特征研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所/生物安全大科學(xué)研究中心陳建軍研究員、劉翟研究員團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)江流域越冬候鳥(niǎo)禽流感病毒生態(tài)學(xué)研究中取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于Science Bulletin。自2013年以來(lái)，武漢病毒所研究團(tuán)隊(duì)與湖北省野生動(dòng)物疫源疫病監(jiān)測(cè)中心、武漢市蔡甸區(qū)沉湖濕地自然保護(hù)區(qū)管理局、湖北洪湖自然保護(hù)區(qū)管理局等單位合作，對(duì)長(zhǎng)江流域越冬候鳥(niǎo)中的禽流感病毒進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。研究揭示了長(zhǎng)江流域越冬候鳥(niǎo)禽流感病毒的主要生態(tài)特征，研究結(jié)果進(jìn)一步凸顯出長(zhǎng)江流域越冬候鳥(niǎo)可能在禽流感病毒生態(tài)分布中發(fā)揮著重要作用。該研究成果將為禽流感新毒株的突現(xiàn)提供早期預(yù)警。

2013—2017年長(zhǎng)江流域越冬候鳥(niǎo)禽流感病毒基因組多樣性（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所網(wǎng)站）

2013—2017年長(zhǎng)江流域越冬候鳥(niǎo)禽流感病毒亞型多樣性（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所網(wǎng)站）

葡萄球菌生物被膜研究進(jìn)展

清華大學(xué)生命學(xué)院方顯楊課題組揭示了葡萄球菌生物被膜相關(guān)蛋白開(kāi)關(guān)調(diào)控功能性淀粉樣纖維，以及生物被膜形成的結(jié)構(gòu)機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于The EMBO Journal。人們很早就在奶牛源金黃色葡萄球菌中發(fā)現(xiàn)一種被稱(chēng)作生物被膜相關(guān)蛋白（Biofilm associated proteins）的細(xì)胞表面蛋白Bap，Bap介導(dǎo)葡萄球菌生物被膜的形成。該研究深入分析了Bap蛋白N末端BSP結(jié)構(gòu)域的1.9?的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)。BSP的N末端包含重復(fù)串聯(lián)的結(jié)構(gòu)模塊，可作為支架蛋白介導(dǎo)液液相分離，并通過(guò)液固相變聚集為淀粉樣纖維。這是發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)可經(jīng)由相分離形成功能性淀粉樣纖維的細(xì)菌細(xì)胞表面蛋白，表明相分離過(guò)程在細(xì)菌功能性淀粉樣纖維的形成過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

弧菌交流通信分子機(jī)制研究

華東理工大學(xué)生物工程學(xué)院王啟要教授課題組深入研究海洋弧菌LuxR能夠高度靈活地激活或抑制眾多靶基因表達(dá)的分子機(jī)制，闡明了病原弧菌如何感知菌群密度或其他理化信號(hào)進(jìn)行協(xié)同調(diào)控群體行為、導(dǎo)致病害暴發(fā)的原因。相關(guān)成果發(fā)表于Nucleic AcidsResearch。海洋弧菌中存在復(fù)雜的群體感應(yīng)系統(tǒng)，介導(dǎo)進(jìn)行細(xì)菌種內(nèi)和種間、細(xì)菌-藻類(lèi)、細(xì)菌-動(dòng)物宿主等多種信號(hào)交流機(jī)制，最終通過(guò)TetR家族的中樞調(diào)控元件LuxR蛋白同步控制下游多達(dá)600多個(gè)QS基因的表達(dá)，產(chǎn)生菌群行為。該研究首次解析了LuxRDNA復(fù)合物結(jié)構(gòu)，揭示了LuxR與激活型和抑制型DNA不同的結(jié)合機(jī)制，闡明了弧菌交流通信、產(chǎn)生群體行為的分子基礎(chǔ)。

細(xì)菌集群運(yùn)動(dòng)的涌現(xiàn)動(dòng)力學(xué)研究

中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心彭毅與美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)程翔等人合作，發(fā)現(xiàn)向活性湍流中加入失活細(xì)菌會(huì)阻礙集體運(yùn)動(dòng)的形成，這定性地說(shuō)明流體力學(xué)相互作用起主導(dǎo)作用。相關(guān)成果發(fā)表于Science Advances。利用光控大腸桿菌改變細(xì)菌速度，觸發(fā)細(xì)菌從無(wú)序態(tài)變?yōu)橥牧鲬B(tài)，實(shí)時(shí)觀察湍流的涌現(xiàn)過(guò)程。單個(gè)細(xì)菌速度在幾秒內(nèi)即可響應(yīng)光強(qiáng)變化，但高濃度的細(xì)菌需要更長(zhǎng)的孵化時(shí)間才能變?yōu)榉€(wěn)定的新相。在相變點(diǎn)附近，在小尺度出現(xiàn)一些高動(dòng)能的有序流，這些有序流變大變多，整個(gè)過(guò)程中流體序參量和能量同時(shí)增長(zhǎng)；在遠(yuǎn)離相變點(diǎn)處，流場(chǎng)先變得有序，而動(dòng)能隨后慢慢升高，最終形成高能量的有序流。

基于生態(tài)因子對(duì)水力學(xué)參數(shù)適應(yīng)閾值的水文連通性評(píng)估

中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所張奇研究員團(tuán)隊(duì)的譚志強(qiáng)、李云良等科研人員基于已有研究開(kāi)發(fā)了一個(gè)新的水文連通性評(píng)價(jià)工具CAST1.0。相關(guān)成果發(fā)表于Water Research。全球氣候變化背景下，筑壩、圍堤、建庫(kù)等人類(lèi)活動(dòng)削弱甚至阻隔了湖泊與江、河的連通，并造成嚴(yán)重的生態(tài)影響。因此，需要一套穩(wěn)健、易操作的工具實(shí)現(xiàn)對(duì)水文連通性的定量評(píng)估。CAST1.0是一個(gè)以參數(shù)/閾值推薦、數(shù)據(jù)預(yù)處理、連通性分析和結(jié)果預(yù)覽為主要功能，耦合干濕變化及水鳥(niǎo)、魚(yú)類(lèi)、浮游藻類(lèi)和大型底棲動(dòng)物適宜的水深、流速、水溫閾值的“有效水文連通性”定量評(píng)估軟件。目前，該系統(tǒng)在鄱陽(yáng)湖得到成功應(yīng)用。

水文連通及相關(guān)生態(tài)因子概念圖（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所網(wǎng)站）

耦合生態(tài)因子適應(yīng)性閾值的水文連通性評(píng)估方法框架（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所網(wǎng)站）

鐵介導(dǎo)的土壤有機(jī)碳循環(huán)機(jī)制研究

天津大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)學(xué)院陳春梅副教授與美國(guó)佐治亞大學(xué)、愛(ài)荷華州立大學(xué)、特拉華大學(xué)的同行合作，在鐵介導(dǎo)的土壤有機(jī)碳循環(huán)機(jī)制研究取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于Nature Communications。土壤有機(jī)碳庫(kù)是全球碳循環(huán)的重要組成部分。土壤礦物與有機(jī)碳的相互作用對(duì)土壤有機(jī)碳穩(wěn)定儲(chǔ)存至關(guān)重要，其中鐵氧化物的作用尤為關(guān)鍵。鐵循環(huán)對(duì)土壤有機(jī)碳穩(wěn)定存儲(chǔ)的綜合影響亟待評(píng)估。研究結(jié)果顯示，在氧化還原交替的土壤中，鐵介導(dǎo)的有機(jī)碳分解可以抵消鐵氧化物對(duì)有機(jī)碳的保護(hù)作用，因此鐵不能從本質(zhì)上保護(hù)有機(jī)碳；活性鐵礦物需要通過(guò)自身的物理化學(xué)保護(hù)來(lái)促進(jìn)有機(jī)碳在土壤中的穩(wěn)定性。

日環(huán)食對(duì)低頻時(shí)碼授時(shí)的影響

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家授時(shí)中心馮平課題組關(guān)于日環(huán)食對(duì)低頻時(shí)碼授時(shí)的影響研究取得了新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于Sensors。研究人員分析了日環(huán)食對(duì)低頻時(shí)碼信號(hào)的影響，排除了太陽(yáng)活動(dòng)和地磁場(chǎng)變化的影響，確認(rèn)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)變化是由日環(huán)食對(duì)電離層影響導(dǎo)致。當(dāng)日環(huán)食發(fā)生時(shí)，由于太陽(yáng)被遮擋，導(dǎo)致電離層的電離度（離子和電子）降低，其愈合逐漸加速，底層高度隨之提升。這一變化使低頻時(shí)碼信號(hào)在傳播過(guò)程中衰減變小，到達(dá)地面時(shí)得到增強(qiáng)。復(fù)圓后，隨著太陽(yáng)射向地球的帶電粒子密度恢復(fù)，低電離層反射高度逐漸降低，低頻時(shí)碼信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)也緩慢恢復(fù)到參考日值。

城市電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模發(fā)展過(guò)程中電池利用率和能耗評(píng)估

北京理工大學(xué)電動(dòng)車(chē)輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室孫逢春院士、王震坡教授團(tuán)隊(duì)與美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校終身教授、香港大學(xué)副校長(zhǎng)申作軍合作，在大規(guī)模電動(dòng)汽車(chē)評(píng)估領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于PNAS。評(píng)估城市電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池利用和能量消耗情況具有重要意義。該研究通過(guò)結(jié)合大規(guī)模城市電動(dòng)汽車(chē)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和人工智能算法，報(bào)告了電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模應(yīng)用與小規(guī)模應(yīng)用所不同的重要規(guī)律，如動(dòng)力電池利用率差異性和電動(dòng)汽車(chē)能量消耗季節(jié)性波動(dòng)。引入氣候數(shù)據(jù)，將模型拓展到世界多個(gè)地區(qū)，對(duì)比分析了電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池利用率、能耗相關(guān)重要規(guī)律在世界不同地域的差異性。

納米材料環(huán)境生物效應(yīng)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)研究

南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院胡獻(xiàn)剛教授團(tuán)隊(duì)在拓展機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)納米材料的生物效應(yīng)，以及通過(guò)增強(qiáng)機(jī)器學(xué)習(xí)的可解釋性，在探索納米材料生物效應(yīng)的機(jī)理方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于Science Advances。作者提出了一個(gè)基于樹(shù)的隨機(jī)森林特征重要性和特征網(wǎng)絡(luò)交互分析框架（TBRFA），該框架通過(guò)多指標(biāo)重要性分析方法，利用隨機(jī)森林的工作機(jī)制建立了特征交互網(wǎng)絡(luò)，揭示了潛在的影響納米材料生物效應(yīng)的交互因素。這項(xiàng)研究為納米材料的生態(tài)環(huán)境安全性評(píng)估提供新的策略；該機(jī)器學(xué)習(xí)算法除了適用于納米材料環(huán)境效應(yīng)分析，也可用于重金屬、有機(jī)物污染等環(huán)境生物效應(yīng)的預(yù)測(cè)、評(píng)估。

TBRFA框架示意圖（圖片來(lái)源于南開(kāi)大學(xué)新聞網(wǎng)）

沿海城市清潔條件下大氣PM2.5中硫酸鹽的形成機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所陳進(jìn)生研究團(tuán)隊(duì)研究了COVID-19封鎖期間我國(guó)東南沿海城市大氣PM2.5主要來(lái)源，并探討了清潔大氣條件下PM2.5中硫酸鹽形成的新機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于Environmental Pollution。COVID-19封鎖期間，沿海城市大氣污染物濃度下降了27.3%～67.8%，而O3濃度則上升了28.1%。基于正矩陣因子分析（PMF）模型的高時(shí)間分辨率（逐小時(shí)）源解析結(jié)果顯示，COVID-19封鎖期間交通源、揚(yáng)塵源和工業(yè)源對(duì)PM2.5的貢獻(xiàn)分別減少9.0%、8.5%和8.0%，二次生成和燃燒源的貢獻(xiàn)明顯增加。另外，COVID-19封鎖期間大氣SO2濃度下降67.8%，而PM2.5中硫酸鹽濃度維持在封鎖前的較高水平。

升溫加劇西藏糧食作物產(chǎn)量的減產(chǎn)效應(yīng)

中國(guó)科學(xué)院青藏高原所生態(tài)系統(tǒng)功能與全球變化團(tuán)隊(duì)斯確多吉、樸世龍等聯(lián)合北京大學(xué)、美國(guó)科羅拉多州立大學(xué)等單位學(xué)者，利用西藏糧食作物產(chǎn)量（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“作物產(chǎn)量”）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及氣候變化觀測(cè)數(shù)據(jù)，定量解析1985—2015年升溫對(duì)西藏作物產(chǎn)量的影響，預(yù)估升溫對(duì)西藏作物產(chǎn)量作用的未來(lái)變化。相關(guān)成果發(fā)表于Engineering。20世紀(jì)80年代至20世紀(jì)末，升溫對(duì)西藏作物產(chǎn)量無(wú)顯著影響；但自21世紀(jì)初以來(lái)，升溫顯著降低了西藏作物產(chǎn)量，氣溫每升高1℃，作物產(chǎn)量下降0.22±0.14噸/公頃。總體來(lái)看，升溫對(duì)西藏作物產(chǎn)量的負(fù)面作用隨溫度增加而加劇。進(jìn)一步預(yù)估，在未來(lái)升溫的情景下，西藏作物產(chǎn)量的溫度敏感性可能加劇。

孟加拉國(guó)東北部洪水應(yīng)急疏散規(guī)劃研究

中國(guó)科學(xué)院、水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所陳寧生研究員與國(guó)內(nèi)外合作者開(kāi)展了孟加拉國(guó)洪水應(yīng)急疏散規(guī)劃研究。相關(guān)成果發(fā)表于Geoscience Frontiers。研究者應(yīng)用MCLP模型分析了整個(gè)研究區(qū)內(nèi)緊急避難中心的最佳分布，提出了改進(jìn)舉措，以確保更好地覆蓋所有需求點(diǎn)。結(jié)果表明，重新配置緊急避難中心分布可以在10分鐘的時(shí)間尺度內(nèi)滿(mǎn)足47.88%的隱患點(diǎn)需求，比之前提高了19.7%，在60分鐘的需求時(shí)間尺度時(shí)可達(dá)到全覆蓋（可滿(mǎn)足全部62147個(gè)需求點(diǎn)）。MCLP模型優(yōu)化了孟加拉國(guó)洪災(zāi)緊急避難規(guī)劃，提升了應(yīng)急效率，可有效減少洪水受災(zāi)區(qū)人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。