Nature一周论文导读 | 2026年2月26日

Squeaking at soft–rigid frictional interfaces

软-硬摩擦界面的尖叫声

尖叫声是认们日常生活各方面持续存在的伴随现象，无论是橡胶底鞋在硬木地板上滑动、粉笔划过黑板、自行车刹车，还是带着髋关节置换物行走。

当两个刚体相互滑动时，人们普遍认为尖叫声源于自激的黏滑振荡，而黏滑振荡则由摩擦系数随滑动速度增加而降低所触发。

然而，大尺度界面的滑动可能涉及裂纹或滑移脉冲的传播。当软体在硬体上滑动时，这种区别尤为明显，此时的大变形和材料失配会通过张开幕式滑移脉冲导致脱离。

以往研究主要集中在慢速滑动，此时脉冲传播缓慢且不产生尖叫声。尽管软-硬界面的尖叫声被认为与黏滑振荡有关，但其机制仍不清楚。

作者通过实验研究了在能产生尖叫声的速度下滑动的软-硬界面。高速成像和声学分析表明，张开幕式脉冲以近似于软材料剪切波速的速度传播，在不同材料中调节着局部滑移。

在平坦样品中，这些脉冲不规则并产生宽频声发射。引入薄的表面脊线能约束脉冲传播，使其重复频率一致，与滑动块的第一剪切模态相匹配，并在此频率产生尖叫声。

这些发现揭示了一种结构驱动的机制，该机制能稳定双材料摩擦中的破裂。几何约束抑制了竞争模态，将不规则的二维动力学转化为相干的一维脉冲序列，为从工程表面到地质断层的摩擦破裂研究提供了新的见解。[论文详细信息]

Sub-second volumetric 3D printing by synthesis of holographic light fields

基于全息光场合成的亚秒级体三维打印

体素化增材制造已成为复杂结构柔性生产的一项前景广阔的技术，在工程、光子学和生物学等领域具有多样化应用。然而，当前方法在分辨率与体构建速度之间仍面临取舍，限制了高分辨率三维结构的高效、柔性生产。

研究者提出一种名为“全息光场数字非相干合成”的方法。该方法利用高速旋转潜望镜通过连续多角度投影来生成高分辨率的三维光分布，无需样品旋转。DISH方法通过对不同角度的全息图进行迭代优化，在远超物镜景深的1厘米范围内保持了19微米的打印分辨率，并能在仅0.6秒内实现毫米级物体的高分辨率原位三维打印。

研究者使用多种粘度的丙烯酸酯材料验证了DISH方法的广泛兼容性。将DISH与流体通道相结合，他们实现了在低粘度材料中批量生产复杂多样的三维结构，展示了其在多个领域广泛应用的潜力。[论文详细信息]

Imaging a terahertz superfluid plasmon in a two-dimensional superconductor

二维超导体中太赫兹超流体等离激元的成像

超导能隙定义了超导体中无耗散输运和集体现象出现的基本能量尺度。在层状高温铜氧化物超导体中，库珀对被限制在弱耦合的二维铜氧面内，在低于能隙的毫电子伏特能量范围内进行的太赫兹光谱研究，为了解垂直于超导层的集体超流体响应提供了重要信息。

然而，在铜氧面内，集体超流体响应表现为能量远超超导能隙的等离激元电荷振荡，并被强耗散所掩盖。

研究者报道了少层Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+x中低于能隙的二维超流体等离激元的光谱学证据，并对其深亚衍射极限的太赫兹电动力学进行了空间分辨成像。

通过将超导体置于自旋电子太赫兹发射器的近场中，揭示了这个独特的共振——该共振在体材料样品中不存在，且仅在超导相中被观测到——并通过绘制其几何各向异性和色散关系确定了其等离激元属性。

至关重要的是，这些测量为理解二维空间中与动量和频率相关的超导转变提供了直接视角。[论文详细信息]

Continuous-wave narrow-linewidth vacuum ultraviolet laser source

连续波窄线宽真空紫外激光源

位于约148.4纳米处的²²⁹Th核同质异能跃迁具有异常低的能量，为实现相干核操控和核钟提供了独特机遇。

近期，特别是将大块²²⁹Th核素掺入透明晶体以及脉冲真空紫外激光器的发展，已能对该跃迁进行初步的激光光谱研究。然而，由于缺乏高功率、窄线宽的真空紫外激光，相干核操控一直未能实现。

研究者报道了一种通过四波混频在镉蒸气中产生的、波长为148.4纳米的连续波激光。该光源输出功率超过100纳瓦，预期线宽远低于100赫兹，并支持宽范围波长调谐。

相较此前所有190纳米以下的单频激光，其线宽实现了五个数量级的改善。他们发展了一种空间分辨外差技术，对四波混频诱导的相位噪声施加了严格的上限，从而验证了实现亚赫兹量级真空紫外激光线宽的可行性。

这项工作解决了研制²²⁹Th核钟的核心挑战，并建立了一个宽可调谐、超窄线宽的真空紫外激光平台，有望应用于量子信息科学、凝聚态物理和高分辨真空紫外光谱学等领域。[论文详细信息]

Environmentally driven immune imprinting protects against allergy

环境驱动的免疫印记对过敏的保护作用

过敏性疾病是由针对环境抗原的过度II型免疫反应引起的。过敏状态的特征是存在过敏原反应性免疫球蛋白E，它在遇到过敏原时会触发肥大细胞脱颗粒，表现为瘙痒、水肿，严重时可导致过敏性休克。

在过去的一个世纪里，过敏性疾病的患病率显著增加，这表明环境因素而非遗传因素介导了这种变化。尽管存在许多将环境与过敏联系起来的假说，但环境介导的过敏保护的生物学机制尚不清楚。

研究者利用过敏性疾病小鼠模型证明，暴露于免疫刺激环境会产生交叉反应性适应性免疫记忆，这种记忆在遇到过敏原时会阻碍II型免疫反应。研究者发现，交叉反应性适应性免疫的参与可以预防未来的过敏致敏，并抑制已建立的过敏反应。

在耐受原性环境中的交叉反应性也能预防过敏，即使在蛋白质序列相似性很低的情况下，这种效应也能扩展到抗原复杂的暴露环境。研究结果揭示了环境与过敏之间的机制性关系，对自然环境中适应性免疫的功能具有普遍意义。[论文详细信息]

Atmospheric H2 variability over the past 1,100 years

过去1100年大气氢气浓度的变化

如果氢气能源技术作为绿色能源转型的一部分被广泛采用，预计人为源的氢气排放量将会上升。尽管大气中的氢气本身不具有辐射活性，但它通过化学效应影响甲烷、臭氧和水汽，从而对地球气候产生增温作用。

预测大气对人为扰动的响应颇具挑战性，部分原因在于现代仪器记录的时间跨度有限。

对冰芯中氢气的测量可以延长观测记录，提供关于人为和自然扰动以及生物地球化学过程在长时间尺度上对氢气水平控制的信息。然而，由于氢气在冰中具有高渗透性，对冰芯中氢气的测量非常困难。

研究者展示了一项从格陵兰岛冰芯中获取的、跨越过去一千年的历史大气氢气记录。该记录显示，从工业革命前到现代，大气氢气浓度上升了70~111%，这与化石燃料燃烧直接排放的增加以及大气中氢气前体物浓度的升高相一致。

前工业时代记录还显示，在小冰河期期间，氢气水平下降了4~25%，这表明氢气的生物地球化学循环可能对气候变化敏感。研究表明，在评估人为氢气排放增加带来的辐射影响时，应考虑氢气源汇对气候变暖的敏感性。[论文详细信息]

Science一周论文导读 | 2026年2月26日

Sensitive CAR T cells redefine targetable CD70 expression in solid tumors

高敏性CAR-T细胞重新定义实体瘤中可靶向的CD70表达

实体瘤抗原异质性对包括嵌合抗原受体T细胞在内的癌症免疫疗法构成重大挑战。

与B细胞恶性肿瘤中的CD19不同，目前尚未在实体瘤中发现具有全细胞表达且在正常关键细胞中缺失的理想靶点。CD70是一个颇具前景的候选分子，其在生理状态下仅限于免疫细胞亚群表达，但在多种癌症中异常表达。

研究者发现，肿瘤中CD70的异质性表达受表观遗传调控，单个细胞表达水平从高到低跨度极大，以致常规检测方法显示为阴性。

通过使用共表达共刺激分子CD80和4-1BBL的高敏非HLA依赖型T细胞受体，研究者有效清除了原型CAR-T细胞无法识别的CD70异质性肿瘤。这些发现为治疗多种实体瘤提供了潜在新策略。[论文详细信息]

A precessing jet from an active galactic nucleus drives gas outflow from a disk galaxy

活动星系核的进动喷流驱动盘状星系中的气体外流

为复现观测到的星系特性，宇宙学模拟要求大质量星系必须经历活动星系核的反馈过程，以调控其内部的恒星形成。

然而，对这些反馈过程的能量学与时间尺度认知仍十分有限。研究者整合了对活动星系VV 340a的光学、红外、亚毫米波和射电多波段观测。

该星系中心超大质量黑洞驱动着低功率喷流。研究者发现该喷流存在进动现象，周期为（8.2±5.5）×10⁵年，并以每年19.4±7.9个太阳质量的速率驱动气体外流。

喷流对气体产生激波，形成从星系核延伸数千秒差距的高电离等离子体。该外流从星系中排出的气体量足以影响其恒星形成速率。[论文详细信息]

Acceleration hotspots of North American birds’ decline are associated with agriculture

北美鸟类数量加速下降的热点地区与农业活动相关

人类活动可能加速了物种种群数量的下降，但这一加速过程尚未得到充分研究。

研究者利用1987年至2021年间1033条北美繁殖鸟类调查路线数据，分析了261种鸟类、54个科及10种栖息地的种群数量变化及其加速趋势。

结果显示，全美范围内每条路线观测到的鸟类平均数量呈下降趋势，下降热点集中于北美南部及温暖地区，而下降加速热点则位于中大西洋地区、中西部及加利福尼亚州，与农业活动密集区空间分布高度吻合。

总体而言，122种鸟类（占比47%）呈现显著下降，其中63种的下降趋势仍在加速，67种的平均增长率持续走低，这引发了人们对北美大部分鸟类种群状况的担忧。

研究表明，鸟类数量下降总体呈加速态势，其空间分布特征提示农业活动强度可能是这一趋势的关键驱动因素。[论文详细信息]

Interbreeding between Neanderthals and modern humans was strongly sex biased

尼安德特人与现代人类的杂交呈现显著性别偏向性

性别偏向性在混血及其他人口统计学过程中是人类演化的常见特征。针对尼安德特人与解剖学现代人（AMHs）之间的混血现象，性别偏向性假说被用于解释为何现代人X染色体中的尼安德特人血统比例显著低于常染色体。

研究者通过观测到尼安德特人X染色体中AMHs血统相对富集62%，揭示了两者杂交的主要模式为尼安德特男性与现代女性之间的结合。

分析模型与数值模拟表明，与纯粹的性别差异化迁徙模式相比，择偶偏好是解释该性别偏向性更直白的成因。[论文详细信息]

Convergent and lineage-specific genomic changes shape adaptations in sugar-consuming birds

趋同与谱系特异性基因组变化共同塑造食蜜鸟类的适应性进化

高糖饮食可导致人类代谢性疾病，然而多个鸟类谱系却趋同适应了以富含糖分的花蜜或果实为食。研究者通过生成9个新基因组和90个组织特异性转录组，探究了蜂鸟、鹦鹉、吸蜜鸟和太阳鸟的分子适应机制。

比较筛选发现，食蜜鸟类蛋白质编码序列与调控区域均存在过量重复选择信号，提示遗传元件的重复利用。

食蜜鸟类基因序列或表达变化涉及血压调控、脂质代谢、氨基酸代谢及碳水化合物代谢相关基因，实验证实吸蜜鸟己糖激酶3存在功能改变。

MLXIPL作为糖脂代谢稳态的关键调控因子，在所有食蜜鸟类谱系中均表现出趋同的序列与调控变化；实验表明蜂鸟MLXIPL具有增强的糖诱导转录活性，凸显其在高糖饮食适应性中的关键作用。[论文详细信息]

A cellular basis for the mammalian nocturnal-diurnal switch

哺乳动物昼夜行动转换的细胞基础

在恐龙主导白昼的时期，早期哺乳动物是夜行性的。白垩纪—古近纪灭绝事件后，哺乳动物向昼行性活动的转变加速，但其潜在机制尚不明确。

研究者发现了一种保守的细胞内热力学机制，可能促进了这一转变。与夜行性哺乳动物细胞相比，昼行性哺乳动物细胞内的蛋白质合成、磷酸化过程及昼夜节律计时对温度变化的敏感性较低。

比较基因组学揭示，包括雷帕霉素靶蛋白复合体（mTOR）在内的核心信号通路经历了加速进化，增强了昼行性动物细胞时钟对热扰动和渗透压扰动的鲁棒性。

在夜行性小鼠中，抑制mTOR信号可使细胞、组织及行为向昼行性活动模式转变。这些发现揭示了昼夜转换的遗传与生化基础，强调了细胞信号网络如何编码时间生态位选择等复杂表型。[论文详细信息]

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一审：冯晨，二审：平静波，三审：杨保华