通過重編程恢復(fù)年輕的表觀遺傳信息和視力

Nature封面：折返時(shí)間。Nature雜志第7836期封面文章報(bào)道了在視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞內(nèi)表達(dá)3個(gè)山中（Yamanaka）轉(zhuǎn)錄因子，能將它們重編程到一個(gè)更年輕的表觀遺傳狀態(tài)，并將眼內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞的時(shí)鐘往回?fù)堋Ｑ芯空甙l(fā)現(xiàn)，這些轉(zhuǎn)錄因子恢復(fù)了組織內(nèi)年輕的DNA甲基化模式及其轉(zhuǎn)錄組。這能讓視神經(jīng)受損的小鼠重新生長(zhǎng)出軸突，青光眼小鼠模型和老年小鼠的視力喪失被逆轉(zhuǎn)。結(jié)果表明，哺乳動(dòng)物組織內(nèi)保留了一份年輕信息的記錄，部分由DNA甲基化編碼，獲得這些信息可以改善組織功能，并有望逆轉(zhuǎn)衰老效應(yīng)。

人類癌細(xì)胞系轉(zhuǎn)移圖

Nature封面：研究人員根據(jù)MetMap分析結(jié)果創(chuàng)建了花瓣圖，展示了癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移模式。Nature雜志第7837期封面文章報(bào)道了MetMap，一個(gè)用來確定人類癌細(xì)胞系轉(zhuǎn)移潛能的條形碼系統(tǒng)，系統(tǒng)的建立來自對(duì)代表21種實(shí)體瘤的500個(gè)左右細(xì)胞系的分析。大部分的癌癥死亡病例都與腫瘤在體內(nèi)的轉(zhuǎn)移擴(kuò)散有關(guān)，但是關(guān)于這個(gè)過程背后的基礎(chǔ)生物學(xué)機(jī)制，還存在很大的認(rèn)知空白。研究人員使用該圖評(píng)估了乳腺癌的腦轉(zhuǎn)移，發(fā)現(xiàn)這個(gè)過程與脂質(zhì)代謝的變化有關(guān)，這一點(diǎn)或許能作為未來的治療靶標(biāo)。

神秘的恐龍前種群填補(bǔ)了翼龍起源空白

Nature封面：一種名為“Ixalerpeton polesinensis”的兔蜥藝術(shù)示意圖。Nature雜志第7838期封面文章報(bào)道了兔蜥（lagerpetid）這種身形細(xì)長(zhǎng)的生物很有可能是翼龍的姐妹類群。翼龍是第一種演化出動(dòng)力飛行能力的脊椎動(dòng)物，但是要追溯翼龍精確的演化起源一直很有難度。研究人員通過對(duì)骨骼殘骸進(jìn)行微計(jì)算機(jī)斷層掃描和3D重建，確定了兔蜥與翼龍共有的獨(dú)特特征，比如內(nèi)耳形狀。雖然從陸棲脊椎動(dòng)物到飛行脊椎動(dòng)物的具體過渡依然未知，但Martin Ezcurra團(tuán)隊(duì)收集的證據(jù)照亮了理解翼龍解剖學(xué)特征的第一步。

2020年度《自然》十大人物

Nature封面：2020年度《自然》十大人物。Nature雜志第7839期封面文章反映的是2020年最大的事件：新冠肺炎（COVID-19）大流行和新冠肺炎疫苗的研發(fā)。2020年是不同尋常的一年，回顧過去艱辛的12個(gè)月，《自然》挑選出了10位影響2020年科學(xué)進(jìn)程的人物。全球社會(huì)不遺余力地研究、抗擊新冠病毒（SARS-CoV-2），最后以前所未有的速度研發(fā)出了候選疫苗，等待監(jiān)管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)使用，希望疫苗能夠幫助全球走出新冠肺炎疫情?！蹲匀弧肪庉媯兲暨x出的2020年度十大人物既不是獎(jiǎng)勵(lì)也不是排名，只是講述他們引人入勝的故事，反映出科學(xué)中的關(guān)鍵事件。

高鎳單晶陰極研究

Science封面：充入高壓的微米級(jí)陰極晶體中滑動(dòng)現(xiàn)象示意圖。Science雜志第6522期封面文章報(bào)道了如何使富含鎳的單晶陰極堅(jiān)固高效。美國能源部太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家使用高鎳含量的單晶材料作為陰極，實(shí)現(xiàn)了性能“兼得”。研究人員通過使用高性能單晶作為模型材料，觀察了高鎳陰極的變化，研究電壓如何觸發(fā)單晶從原子級(jí)到微米級(jí)的結(jié)構(gòu)變化及其對(duì)陰極電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，在單晶富鎳陰極中觀察到沿（003）平面的可逆晶格滑動(dòng)和微裂紋。論文開發(fā)了一種擴(kuò)散引起的應(yīng)力模型，以了解平面滑移的起源，并提出了穩(wěn)定高鎳陰極的方法。

希望之光

Science封面：2020年度突破。Science雜志第6523期封面文章報(bào)道的是一篇特約作者喬恩·科恩（Jon Cohen）關(guān)于新冠肺炎疫苗進(jìn)展的個(gè)人文章。隨著2020年新冠肺炎大流行，科學(xué)家們被動(dòng)員起來開發(fā)和測(cè)試了數(shù)十種針對(duì)新型冠狀病毒的候選疫苗。許多研究者旨在刺激針對(duì)病毒突出的尖峰蛋白的抗體，這使得它能夠感染人類細(xì)胞。如果疫苗能夠訓(xùn)練身體產(chǎn)生抗體，并在與受體結(jié)合的精確位置鎖定針頭，它就可能“中和”病毒。在創(chuàng)紀(jì)錄的時(shí)間里，幾種疫苗顯示出了強(qiáng)有力的效力證據(jù)，給飽受困擾的世界帶來新希望。

控制內(nèi)部不均勻性的納米尺度以增強(qiáng)脫鹽膜中水傳輸

Science封面：反滲透膜的三維納米結(jié)構(gòu)（金）。Science雜志第6524期封面文章報(bào)道了控制膜的納米結(jié)構(gòu)是咸水淡化的關(guān)鍵。生物膜可以獲得非常高的滲透性，同時(shí)保持理想的選擇性，這是依賴于膜蛋白來實(shí)現(xiàn)的?？茖W(xué)家將這種設(shè)計(jì)策略應(yīng)用于脫鹽膜，通過合成與研究一系列聚酰胺脫鹽膜，表現(xiàn)出不斷增加的透水性和活性層厚度，并具有恒定的氯化鈉選擇性。透射電鏡測(cè)量確定納米級(jí)三維聚酰胺密度圖，并預(yù)測(cè)透水性能。密度波動(dòng)不利于水的傳輸，只有系統(tǒng)控制好納米級(jí)聚酰胺不均勻性，才能在不犧牲脫鹽膜鹽選擇性前提下，實(shí)現(xiàn)最大化滲透水。

微管蛋白糖基化控制軸突動(dòng)力蛋白活性、鞭毛搏動(dòng)和男性生育力

Science封面：一只缺乏糖基化的老鼠精子在轉(zhuǎn)圈。Science雜志第6525期封面文章報(bào)道了微管蛋白糖基化控制精子運(yùn)動(dòng)機(jī)制。研究人員發(fā)現(xiàn)微管蛋白的一種特殊的稱為糖基化（glycylation）的酶修飾是讓精子保持直線游動(dòng)的關(guān)鍵，對(duì)這種修飾進(jìn)行干擾可能是人類某些形式的男性不育癥的根源。糖基化是微管蛋白的翻譯后修飾，主要存在于纖毛和鞭毛中，有助于協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)鞭毛跳動(dòng)的軸突動(dòng)力蛋白馬達(dá)。缺乏糖基化導(dǎo)致鞭毛異常跳動(dòng)，導(dǎo)致圓形而不是直精子游泳。這反過來嚴(yán)重影響了男性的生育能力。