1. Nature：組蛋白變體H2A.Z對DNA復制起始位點的調控
DNA復制是一個嚴格調控的過程，可確保在細胞周期中精確復制基因組。在真核生物中，復制起點的許可和激活受DNA序列和染色質特征的調節。但是，基于染色質的調節機制仍未完全表征。近日，中國科學院生物物理研究所的李國紅課題組與朱明昭課題組合作，揭示組蛋白變體H2A.Z對DNA復制起始位點的調控。研究人員發現，在HeLa細胞中，含有組蛋白變體H2A.Z的核小體富含在其賴氨酸20殘基（H4K20me2）上二甲基化的組蛋白H4和結合的起源識別復合物（ORC）。
體外研究表明，含H2A.Z的核小體直接與組蛋白賴氨酸甲基轉移酶SUV420H1結合，促進了H4K20me2的沉積，而這又是ORC1結合所必需的。全基因組研究表明，來自H4K20me2、ORC1和新生DNA鏈的信號與H2A.Z共定位，并且H2A.Z的敲低導致整個基因組中H4K20me2、ORC1和新生鏈信號的減少。與其他來源相比，H2A.Z調控的復制起點具有更高的激發效率和更早的復制時機。這些結果表明，組蛋白變體H2A.Z在表觀遺傳學上調控早期復制起點的許可和激活，并通過SUV420H1-H4K20me2-ORC1信號軸維持復制時機。
Haizhen Long, Liwei Zhang, Mengjie Lv, et al. H2A.Z facilitates licensing and activation ofearly replication origins. Nature, 2019.
DOI: 10.1038/s41586-019-1877-9
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1877-9
2. Nat. Commun.: 純有機團簇激子的超長紫外/機械激發室溫磷光
純有機室溫磷光（RTP）因其具有多種應用潛力而受到廣泛關注。然而，高效的超長RTP（URTP）仍然很少實現。于此，香港科技大學唐本忠院士、合肥微尺度物質科學國家研究中心張國慶聯合香港大學DavidLee Phillips等人通過將1,8-萘醛酸酐溶解在某些有機固體基質中，實現了壽命大于600ms、總量子產率大于20%的URTP。同時，當主體是機械發光的時，URTP也可以通過機械激發來實現。
飛秒瞬態吸收研究表明，在微量的1,8-萘醛酸酐存在下，主體的系統間交叉大大加快。因此，研究人員提出一個跨越主客體的團簇激子在客體作為RTP態的能量阱之前形成一個瞬態。基于對客/宿主組合的深入理解，此處提出的團簇激子模型將有助于擴展純有機URTP材料的種類。
Zhang,X., Du, L., Zhao, W. et al. Ultralong UV/mechano-excited room temperaturephosphorescence from purely organic cluster excitons. Nat Commun 10, 5161(2019)
DOI:10.1038/s41467-019-13048-x
https://doi.org/10.1038/s41467-019-13048-x
3. JACS: 碳上的含氧基團高效電催化CO2還原反應的本質
碳材料上的含氧基團對某些反應具有較高的催化活性，例如二氧化碳還原反應(CO2RR)，然而目前對含氧基團高效電催化反應的本質依然理解不足。近日，中科院長春應用化學研究所徐維林研究員和宋平等人研究了制備了一系列不含金屬的單層石墨烯納米盤(GNDs)用于高效電催化還原反應的二氧化碳(CO2RR)生產甲酸(HCOO-)，他們含氧基團的表面含量不同，研究發現GNDs的CO2RR催化性能與表面羧基含量呈正相關。
密度泛函理論計算表明，GNDs的CO2RR的高催化活性并非來自于單獨的羧基或其他含氧基團，而是來自于GNDs上羧基與鄰近的其他類型含氧基團(即羥基、環氧化合物和羰基)的協同作用。受到此啟發，他們進一步發現，如果GND催化劑可以“交替工作和休息”，那么它對CO2RR的電催化活性可以通過簡單的電氧化方法循環再生表面羧基而循環再生，使它對CO2RR的催化性能具有優異的長期耐久性。該工作加深了對含氧基團在催化中的作用的認識，為高性能無金屬碳基催化劑的設計和合成提供了新的策略。
FaYang; Xianyin Ma; Wen-Bin Cai; Ping Song; Weilin Xu. Nature ofOxygen-Containing Groups on Carbon for High-Efficiency Electrocatalytic CO2 Reduction Reaction. Journal of the AmericanChemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b11123
https://doi.org/10.1021/jacs.9b11123
4. JACS: 超分子水凝膠的新組裝模式
雖然在高分子體系中，凝膠化過程和較低的臨界溶液溫度（LCST）行為是公認的，但在超分子凝膠化過程中，低分子量凝膠劑（LMWGs）很少表現出LCST行為。在此，湖南大學董盛誼和西北大學Bo Zheng等人報道了一個具有LCST型熱響應性和LCST觸發的超分子凝膠化過程的LMWG系統。
溫度在該體系中起著至關重要的作用，不僅影響LCST的相分離，而且觸發了凝膠化過程。所得水凝膠的骨架（三維結構）是經過LCST相分離的LMWG的分層組裝體。因此，只有當凝膠化溫度高于LCST行為的臨界轉變溫度（Tcloud）時，LMWG才能實現凝膠化，這與許多超分子或聚合物水凝膠體系不同。
ShuanggenWu, Qiao Zhang, Yan Deng, Xing Li, Zheng Luo, Bo Zheng, and Shengyi Dong.Assembly Pattern of Supramolecular Hydrogel Induced by Lower Critical SolutionTemperature Behavior of Low-Molecular-Weight Gelator. Journal of the AmericanChemical Society 2019.
DOI:10.1021/jacs.9b11290
https://doi.org/10.1021/jacs.9b11290
5. Angew：舊瓶裝新酒：超分子作用延長冠醚室溫磷光
超分子大環載體在智能材料中的應用由來已久。然而，它們在晶體水平上的三重態發射和調控卻很少被研究。于此，唐本忠院士團隊報道了一種利用傳統冠醚制備超長通用的室溫磷光（RTP）。探索了一種通過K+絡合調節鏈長和形態鎖定的超分子策略，作為調節固體磷光壽命的一般方法。
形成復合物后伴隨著看不見的可見磷光，最大壽命增加了10倍。還可以輕松地制造基于此激活的RTP策略的深度加密。 因此，這項工作為超分子大環打開了一個新的世界，其固有的客體響應能力為多功能智能發光材料提供了新途徑。
Wei,P., Zhang, X., Liu, J., Shan, G.‐G., Zhang, H., Qi, J., Zhao, W., Sung, H.H.‐Y.,Williams, I.D., Lam, J.W.Y. and Tang, B.Z. (2019), New Wine in Old Bottles:Prolonging Room‐Temperature Phosphorescence of CrownEthers by Supramolecular Interactions. Angew. Chem. Int. Ed..
https://doi.org/10.1002/anie.201912155
6. Angew: 堿金屬延長鈣鈦礦的載流子壽命，鈍化和消除鹵化物間隙缺陷
諸如鹵化物間隙之類的缺陷在合成過程中不可避免地形成，充當電荷復合中心，誘發鹵化物鈣鈦礦的降解，并為這些廣泛使用的材料的多種應用造成主要障礙。最近的實驗發現，堿金屬摻雜劑可大大改善鈣鈦礦的性能。使用最新的從頭算起非絕熱分子動力學，北京師范大學Run Long團隊證明了堿帶來了多種有利影響，并使原子機理合理化。在存在堿金屬摻雜劑的情況下，鹵化物間隙的形成能最多增加四倍，因此缺陷濃度降低。
當存在缺陷時，堿金屬會牢固地與其結合。鹵化物間隙物引入了中間能隙狀態，可迅速俘獲電荷載流子。堿消除了陷阱狀態，有助于維持高電流密度。除電荷俘獲外，間隙還加速電荷復合。值得注意的是，通過鈍化間隙，堿使載流子的壽命比無缺陷的鈣鈦礦高出七倍，比有缺陷的鈣鈦礦高出三十倍。這些現象是由于鹵化鈣鈦礦的不同化學，結構，靜電和量子特性之間復雜的相互作用而產生的。通過堿金屬摻雜改善鈣鈦礦性能的詳細機理理解，為鈣鈦礦中廣泛的太陽能和電光應用中的鈍化缺陷鈍化策略提供了重要見解。
AlkaliMetals Extend Carrier Lifetimes in Lead Halide Perovskites by Passivating andEliminating Halide Interstitial Defects, Angew, 2019
https://doi.org/10.1002/anie.201911615
7. AM：還原氧化石墨烯（rGO）實現平面鋰層的定向生長
鋰（Li）金屬負極憑借著高的理論容量（3860 mAh g?1）和低的氧化還原電位（?3.04 V vs. NHE）在可充電鋰金屬電池（LMB）中具有巨大潛力，尤其是鋰硫（Li-S）電池。然而，鋰枝晶的不可控生長阻礙了鋰負極在高能安全電池中的應用。關于鋰負極的研究很多，但很少關注鋰金屬的固有電結晶特性及其潛在機理。基于此，西北工業大學的謝科予教授與北德克薩斯大學的Zhenhai Xia和特拉華大學的Bingqing Wei合作，在自組裝的還原氧化石墨烯(rGO)上實現了平面鋰層的引導生長，而不是隨機生長。采用原位光學觀測的方法對該平面Li層的形態演變進行了監測。
此外，使用第一性原理分子動力學模擬揭示了電沉積/剝離過程中的潛在機理。實驗和模擬結果表明，當Li原子沉積在rGO上時，由于Li與rGO襯底之間的平面晶格匹配良好，Li原子的每一層都沿著Li晶體的（110）晶面生長，從而導致了Li的平面沉積。基于這種特殊的形貌特征，制備了一種具有高度柔性的以rGO引導的平面Li層作為負極的鋰硫(Li-S)全電池，其具有穩定的循環性能、高比能和功率密度。這項工作豐富了對鋰電結晶無枝晶的基本理解，并為實際應用提供了指導。
NanLi, Kun Zhang, Keyu Xie, Wenfei Wei, Yong Gao, Maohui Bai, Yuliang Gao, QianHou, Chao Shen, Zhenhai Xia, Bingqing Wei. Reduced-Graphene-Oxide-GuidedDirectional Growth of Planar Lithium Layers. Advanced Materials,2019,1907079.
DOI:10.1002/adma.201907079
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907079
8. AM：涉及溶劑化的納米離子: 二維納米材料層流膜的新機遇
由多層二維納米材料(2D‐NLMs)組成的納米多孔層流膜正日益被開發成一種獨特的材料平臺，用于理解納米約束下的溶劑化離子傳輸，并探索與納米離子相關的新型應用，如離子篩分、能量存儲和收集以及其他新的離子器件。近日，墨爾本大學李丹等人從離子相互作用的角度討論了涉及溶劑化的納米離子的基本原理及其對離子傳輸行為的影響，總結了對溶劑化納米離子研究材料的關鍵要求，并展示了2D‐NLMs的一些獨特功能。
作者還選取了一些使用2D‐NLMs來解決與納米約束離子傳輸和存儲相關的關鍵科學問題的一些示例，以展示其在納米離子研究和應用方面的巨大潛力和能力。最后，作者對這一新興領域的挑戰和機遇提出了個人看法。
HualinZhan, Zhiyuan Xiong, Chi Cheng, Qinghua Liang, Jefferson Zhe Liu, Dan Li.Solvation‐InvolvedNanoionics: New Opportunities from 2D Nanomaterial Laminar Membranes. AdvancedMaterials. 2019
DOI: 10.1002/adma.201904562
https://doi.org/10.1002/adma.201904562
9. ACS Nano：自傳感自冷卻的集成智能運動服
智能服裝在人體監測和自適應的眾多可穿戴領域中具有潛在的應用前景。然而，目前的可穿戴傳感器往往存在與正常服裝不能無縫集成、傳感能力受限、并帶來負面的穿戴體驗的缺點。在此，青島大學曲麗君和田明偉、深圳大學張學記、北京科技大學許太林等人采用多尺度無序多孔彈性纖維作為傳感元件，制備了集成化智能服裝，展示了其固有的自主自感知(即應變和溫度傳感)和自冷卻能力。
纖維的多尺度無序多孔結構有助于中紅外人體輻射的高透明性和可見光的后向散射，使皮膚和衣服之間的微環境溫度比棉織物至少降低約2.5℃。改性后的多孔纖維在毛細管輔助吸附石墨烯油墨后，還具有實時應變和溫度傳感能力，具有較高的應變系數和熱阻系數。作為概念驗證，集成的智能運動服實現了體溫測量，跟蹤大規模肢體運動，采集細微的人體生理信號，以及內在的自我冷卻能力的有效整合。
XiliHu, Mingwei Tian, Tailin Xu, et al. Multiscale Disordered Porous Fibers forSelf-Sensing and Self-Cooling Integrated Smart Sportswear. ACS Nano,2019.
https://doi.org/10.1021/acsnano.9b06899
10. iScience：通過智能AIE探針可視化帕金森病模型中脂滴的動過程
帕金森病（Parkinson'sdisease，PD）是一種受多種因素影響的復雜的神經退行性疾病，脂質滴（lipid drops，LDs）因其與神經元活動的相關性而越來越被認為是PD的主要參與者。然而，LDs的長期動態變化及其相關活性尚不清楚。于此，華南理工大學唐本忠院士、楊中民教授、彭明營教授和王志明教授等人制備了名為2-DPAN的聚集誘導發射（AIE）探針，首次使用它來可視化PD的6-羥基多巴胺模型中LDs的動態過程，并證實了LDs的聚集峰/平臺降低。
進一步發現了LDs與線粒體活性變化密切相關。值得注意的是，脂肪酶加速了細胞死亡的進程，而不飽和脂肪酸油酸預刺激的LDs則通過抑制過多的活性氧和脂肪酸生成來減少死亡過程，從而保護線粒體。2-DPAN的應用證明了LDs在神經元內穩態中的重要性，而LDs的有效調節可能阻止或抑制PD的進展。
LihuaLi, Fan Zhou, Qun Gao, Yao Lu, Xingyi Xu, Rong Hu, Zhiming Wang, Mingying Peng,Zhongmin Yang, Ben Zhong Tang, Visualizing Dynamic Performance of LipidDroplets in a Parkinson’s Disease Model via a SmartPhotostable Aggregation-Induced Emission Probe, iScience, 2019.
https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.10.027
11. Chem. Rev.：定義明確的非均相催化材料：從納米顆粒到孤立的單原子位點
在非均相催化中使用定義明確的材料將為開發先進的催化劑以應對能源和環境方面的挑戰提供許多新的機會。近日，清華大學李亞棟，牛志強等對納米顆粒和孤立的單原子位點在催化反應中的作用進行了總結。在第二部分中，作者討論了納米結構催化劑的尺寸，形狀和金屬-載體相互作用的影響。
作者總結了一些案例研究，以說明在某些反應條件下，定義明確的納米粒子的結構演化動力學。在第三部分中，作者回顧了錨定在不同類型載體上的孤立單原子位的合成和催化應用。在最后一部分中，作者通過強調定義明確的催化劑在催化劑開發中的挑戰和機遇，并對它們的活性位點有一個基本的了解，進而進行了總結。
ZhiLi, Zhiqiang Niu,* Yadong Li,* et al. Well-Defined Materials for HeterogeneousCatalysis: From Nanoparticles to Isolated Single-Atom Sites. Chem. Rev.,2019
DOI:10.1021/acs.chemrev.9b00311
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.9b00311
