1. Nature Methods：新的全基因組組裝算法
現(xiàn)有的長(zhǎng)讀匯編程序需要數(shù)千個(gè)中央處理單元的時(shí)間來(lái)組裝人類基因組，并且在吞吐量和成本方面都被測(cè)序技術(shù)所超越。近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所阮玨博士與美國(guó)哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院李恒博士合作，研發(fā)出一個(gè)名為wtdbg2的算法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)讀片段的快速、準(zhǔn)確組裝。
研究人員開(kāi)發(fā)了長(zhǎng)讀組裝程序wtdbg2（https://github.com/ruanjue/wtdbg2），其速度是已發(fā)布工具的2-17倍，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)?shù)倪B續(xù)性和準(zhǔn)確性。這為將來(lái)的人口規(guī)模的長(zhǎng)讀組裝鋪平了道路。
Jue Ruan, Heng Li. Fast and accurate long-read assembly withwtdbg2. Nature Methods, 2019.
DOI: 10.1038/s41592-019-0669-3
https://www.nature.com/articles/s41592-019-0669-3
2. Science Advances：硒化鐵FeSe量子點(diǎn)用于體內(nèi)多光子生物醫(yī)學(xué)成像
生物醫(yī)學(xué)成像的一個(gè)巨大需求是開(kāi)發(fā)具有高生物相容性和量子產(chǎn)率以及多光子吸收性能以提高穿透深度和空間分辨率的高效光致發(fā)光探針。于此，韓國(guó)忠南大學(xué)Jaebeom Lee等人報(bào)道了硒化鐵（FeSe）量子點(diǎn)（QDs）能滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。合成的量子點(diǎn)在800和1080 nm波長(zhǎng)處表現(xiàn)出雙光子和三光子激發(fā)特性，并且量子產(chǎn)率高（約40％），適合于第二窗口成像。
為了驗(yàn)證其生物適應(yīng)性，將聚乙二醇修飾的量子點(diǎn)與人類表皮生長(zhǎng)因子受體2（HER2）抗體連接，用于在HER2過(guò)表達(dá)的MCF7細(xì)胞和小鼠異種移植乳腺腫瘤模型中進(jìn)行體外/體內(nèi)雙光子成像。使用非線性飛秒激光在800 nm的激發(fā)波長(zhǎng)下成功地在距皮膚最大500μm的深度進(jìn)行了成像。這些發(fā)現(xiàn)可能為將生物相容的FeSe QD應(yīng)用于多光子癌癥成像開(kāi)辟了道路。
KwonJ, Jun SW, Choi SI, Mao X, Kim J, Koh EK, et al. FeSe quantum dots for in vivomultiphoton biomedical imaging. Science Advances. 2019;5(12):eaay0044.
https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaay0044
3. Nature Commun.：破骨細(xì)胞中的Netrin-1在多孔終板中的感覺(jué)神經(jīng)支配介導(dǎo)PGE2誘導(dǎo)的小鼠脊髓超敏反應(yīng)
脊椎疼痛是一個(gè)主要的臨床問(wèn)題，然而，其起源和潛在的機(jī)制仍不清楚。有鑒于此，中南大學(xué)胡建中研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合約翰?霍普金斯大學(xué)Xu Cao研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道破骨細(xì)胞在小鼠多孔終板中誘導(dǎo)感覺(jué)神經(jīng)支配，導(dǎo)致小鼠脊髓超敏反應(yīng)，證實(shí)了小鼠硬化終板多孔區(qū)的感覺(jué)神經(jīng)支配。腰椎不穩(wěn)(LSI)，或老化，誘導(dǎo)小鼠的脊椎超敏反應(yīng)。
在這些條件下，作者發(fā)現(xiàn)有高水平的PGE2激活感覺(jué)神經(jīng)，導(dǎo)致鈉通過(guò)NAV 1.8通道內(nèi)流，表明在感覺(jué)神經(jīng)中敲除PGE2受體4可以顯著降低脊髓超敏反應(yīng)。通過(guò)敲除骨細(xì)胞中的Rankl抑制破骨細(xì)胞的形成，顯著抑制LSI誘導(dǎo)的終板疏松、感覺(jué)神經(jīng)支配和脊髓超敏反應(yīng)。敲除破骨細(xì)胞中的Netrin-1可以消除感覺(jué)神經(jīng)對(duì)多孔終板的支配和脊髓的超敏反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，破骨細(xì)胞引發(fā)的終板疏松和感覺(jué)神經(jīng)支配是脊柱疼痛的潛在治療目標(biāo)。
ShuangfeiNi, Zemin Ling, Xiao Wang, et al. Sensory innervation in porous endplates byNetrin-1 from osteoclasts mediates PGE2-induced spinal hypersensitivity inmice, Nat. Commun., 2019.
https://www.nature.com/articles/s41467-019-13476-9
4. Angew：氫氧化物并非Cu上電化學(xué)還原CO生成C2+產(chǎn)物的助劑
基于較高濃度OH-濃度有利于促進(jìn)C-C耦合化學(xué)的假設(shè)，高堿性電解質(zhì)可以提高Cu表面上二氧化碳和一氧化碳的電化學(xué)還原過(guò)程中C2+產(chǎn)物的生成速率。近日，來(lái)自清華大學(xué)的陸奇博士和美國(guó)特拉華大學(xué)徐冰君教授合作通過(guò)系統(tǒng)改變絕對(duì)電極電位下的Na+和OH-的濃度研究了兩種離子對(duì)于電化學(xué)還原CO產(chǎn)物的影響，研究結(jié)果表明過(guò)高的陽(yáng)離子（Na+）濃度，而非OH-是促進(jìn)C2+產(chǎn)物生成的主要因素。
通過(guò)使用冠醚部分或全部螯合Na+，研究人員進(jìn)一步證實(shí)了電化學(xué)還原CO中Na+的影響機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)Na+的鰲合導(dǎo)致了C2+產(chǎn)物生成速率的急劇下降。而在相同電位下OH-之所以對(duì)可逆氫電極有促進(jìn)作用，主要是由于pH值較高的電解質(zhì)可引起較大的過(guò)電位，進(jìn)而影響產(chǎn)物生成速率。
JingLi, Donghuan Wu, Arnav S. Malkani, Xiaoxia Chang, Mu-jeng Cheng, BingjunXu*, Qi Lu*, Hydroxide is not a promoter of C2+ product formation inelectrochemical reduction of CO on Copper, Angewandte Chemie, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201912412
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201912412?af=R
5. Angew：二維納米片狀CuO@SAPO‐34的形貌可逆合成及其孔口催化環(huán)己烷氧化
超薄分子篩的合成極具挑戰(zhàn)，盡管已經(jīng)有了極少的突破性工作合成二維結(jié)構(gòu)分子篩，但是由于分子篩的晶化生長(zhǎng)是熱力學(xué)控制過(guò)程且二維超薄結(jié)構(gòu)在自然界中極其不穩(wěn)定，因而合成非層狀二維超薄結(jié)構(gòu)分子篩對(duì)于分子篩和材料化學(xué)家仍是極具挑戰(zhàn)性的工作。近日，來(lái)自南京大學(xué)丁維平教授、郭學(xué)鋒教授和新加坡科技研究局Ming Lin博士合作通過(guò)對(duì)一種超薄鋁的磷酸鹽原位轉(zhuǎn)化和重結(jié)晶發(fā)展了一種新型拓?fù)洳蛔兒铣杉夹g(shù)制備了離散的CuO@SAPO‐34二維納米片。
該二維分子篩納米片具有巨大的外表面，且表面暴露了大量的（010）隧道孔。籠狀結(jié)構(gòu)上有50%被銅的氧化物團(tuán)簇占據(jù)。該材料特殊的結(jié)構(gòu)特征催生了實(shí)際反應(yīng)中孔口催化的新概念，即直徑大于孔的反應(yīng)物分子不能夠進(jìn)入分子篩內(nèi)部，而僅有一部分在孔口與銅的氧化物團(tuán)簇反應(yīng)。該材料作為催化劑用于有氧條件下一鍋氧化環(huán)己烷制己二酸得到了迄今為止最高的催化性能。
XiangkeGuo, Mengxia Xu, Minyi She, Yan Zhu, Taotao Shi, Zhaoxu Chen, Luming Peng,Xuefeng Guo*, Ming Lin*, Weiping Ding*, Morphology Reserved Synthesis ofDiscrete Nanosheets of CuO@SAPO‐34 and Pore Mouth Catalysis for One‐potOxidation of Cyclohexane, Angewandte Chemie, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201911749
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201911749?af=R
6. Angew: 自穩(wěn)定強(qiáng)吸附超分子聚合物保護(hù)層助力高倍率大容量鋰金屬電池
構(gòu)建固態(tài)電解質(zhì)界面是改善金屬鋰負(fù)極可逆性的有效手段。在本文中，華南理工大學(xué)的Yunhua Chen與Xunhui Xiong等人通過(guò)簡(jiǎn)單的滴涂方法在鋰金屬表面構(gòu)建了一層由聚氧化乙烯（PEO）和四元?dú)滏I脲基嘧啶酮(UPy)構(gòu)成的自修復(fù)性聚合物保護(hù)層。
由于UPy官能團(tuán)與金屬鋰之間的持續(xù)反應(yīng)，這種原位形成的LiPEO-UPy 人工SEI膜對(duì)金屬鋰負(fù)極的保護(hù)作用十分顯著。該LiPEO-UPy 人工SEI膜的厚度僅為70nm, 這使得對(duì)稱電池能夠在5mA/cm2的電流密度和10mAh/cm2的大容量下穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)1000h。該工作為發(fā)展無(wú)枝晶鋰金屬負(fù)極開(kāi)辟了新的道路。
GangWang, Yunhua Chen, Xunhui Xiong et al, Self-Stabilized and Strongly AdhesiveSupramolecular Polymer Protective Layer Enables Ultrahigh-Rate andLarge-Capacity Lithium-Metal Anode, Angewdante Chemie International Edtion,2019
DOI: 10.1002/ange.201913351
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ange.201913351?af=R
7. Angew：具有分散性電子能帶的半導(dǎo)體二維MOFsCu3（C6O6）的表面合成
通過(guò)金屬和有機(jī)連接基的不同組合，人們可以設(shè)計(jì)出具有出色結(jié)構(gòu)，化學(xué)和功能可調(diào)的金屬有機(jī)框架（MOFs）。近日，香港科技大學(xué)Nian Lin，慕尼黑工業(yè)大學(xué)Li Huang等使用苯六酚分子在Cu（111）基底上合成了二維金屬有機(jī)框架（2D-MOF）。
通過(guò)掃描隧道顯微鏡，光譜學(xué)，X射線光電子能譜和DFT研究，作者確定了2D-MOF的結(jié)構(gòu)。為Cu3（C6O6），并通過(guò)O-Cu-O鍵穩(wěn)定。作者發(fā)現(xiàn)，該二維MOF在Cu（111）上吸附后，具有半導(dǎo)體帶結(jié)構(gòu)，其直接帶隙為1.5 eV。O-Cu-O鍵可提供有效的電荷離域作用，從而產(chǎn)生高度分散的導(dǎo)帶，其帶底有效質(zhì)量為0.45 me，這意味著該材料具有很高的電子遷移率。這些特征使得該二維MOF有望用于電子和光電領(lǐng)域。
RanZhang, Li Huang*, Nian Lin*, et al. On‐surface Synthesis of a Semiconducting 2D Metal‐Organic Framework Cu3(C6O6)Exhibiting Dispersive Electronic Bands. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201913698
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201913698
8. Angew：原子尺度實(shí)時(shí)觀測(cè)CO氧化反應(yīng)中Cu表面可逆活化
催化反應(yīng)過(guò)程中催化劑表面的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)及其化學(xué)信息對(duì)于理解決定催化劑性質(zhì)的機(jī)制至關(guān)重要。過(guò)渡金屬催化材料是一類重要的可替代貴金屬催化劑的新興具有巨大潛力的材料，然而其復(fù)雜的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)及不斷變化的價(jià)態(tài)使得其催化機(jī)理仍不明確。近日，來(lái)自天津大學(xué)羅浪里教授、韓優(yōu)教授、美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Chongmin Wang等采用原位球差校正環(huán)境透射電子顯微鏡首次在原子層面上捕捉到一氧化碳氧化反應(yīng)過(guò)程中Cu表面的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)條件下，Cu表面是活化的，有2-3層原子形成了可逆的亞穩(wěn)態(tài)相，且該結(jié)構(gòu)僅在反應(yīng)條件下才存在。研究人員進(jìn)一步揭示了CO和O2在反應(yīng)中的獨(dú)特作用。CO可導(dǎo)致Cu表面粗糙化并形成低配位的Cu原子，而O2則誘導(dǎo)了準(zhǔn)晶CuOx相的生成。DFT計(jì)算結(jié)果表明晶態(tài)CuOx能夠可逆轉(zhuǎn)化成無(wú)定型相，并且能夠促進(jìn)氣相反應(yīng)物的相互作用并催化CO氧化。
LangliLuo*, Yao Nian, Shuangbao Wang, Yang He, You Han*, Chongmin Wang*, Real timeatomic‐scalevisualization of Cu surface reversible activation in CO oxidation reaction,Angewandte Chemie, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201915024
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201915024?af=R
