《国家科学院院刊》

倾斜度如何塑造冥王星和海卫一的地形和气候

法国巴黎狄德罗大学Tanguy Bertrand团队研究了倾斜度对冥王星和海卫一的地形与气候有何不同影响。相关研究成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。

研究人员在相同的初始条件和易变清单基础上，已知每个天体的轨道和旋转，呈现出冥王星和海卫一的长期不稳定性传输模拟。该模型重现了在冥王星和海卫一上观测到的挥发性冰表面分布。

研究结果显示，倾角是冥王星和海卫一表面外观和气候特性差异的主要驱动因素，并进一步支持了这两个物体有共同起源，但有不同动力历史的假设。

据介绍，海卫一和冥王星被认为有着共同的起源，它们最初都是在柯伊伯带形成的，但海卫一后来被海王星捕获。这两个天体显示出相似的大小、密度、大气和表面冰组成，存在挥发性冰、N2、CH4和CO。然而它们的外观，包括表面反照率和冰分布有很大的不同。其中一个差异是，由于海卫一绕海王星运行，经历了显著的潮汐加热，随后重新浮出表面，表面相对平坦，而冥王星没有潮汐活动，具有明显的地形。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2408226121

《物理评论A》

量子开关中的非马尔可夫制冷和热流研究

新加坡南洋理工大学Lock Yue Chew团队对量子开关中的非马尔可夫制冷和热流进行了研究。相关研究成果近日发表于《物理评论A》。

量子开关在量子信息和热力学任务中有多种应用。最近的研究表明，量子开关还具有非马尔可夫效应，这有助于提升通信能力和工作提取效率。因此，研究人员尝试在该工作中证明，这些非马尔可夫效应也可以增强热提取任务。

特别是研究人员将量子开关与独立通道的叠加进行了比较，在这种叠加中，两个量子通道被置于叠加态，但不具有非马尔可夫效应，并且研究人员证明了量子开关只能在预热化状态下优于独立通道的叠加，这也取决于非马尔可夫性的存在和程度。

这项研究表明，即使工作体的温度高于相互作用的热浴，仍然可以实现正的热提取，这使得研究人员能够利用这一特性构建一个制冷循环。

相关论文信息：

https://doi.org/ 10.1103/PhysRevA.110.022220

《科学》

补偿突变通过基因重复增强建设性中性演化

加拿大拉瓦尔大学Christian R. Landry等研究人员发现，补偿突变通过基因重复增强建设性中性演化。这一研究成果近日发表于《科学》。

研究人员表示，蛋白质的功能通常依赖于其组装成的复合物。在演化过程中，一些复合物从由单一基因编码的同源二聚体转变为由重复基因编码的异源二聚体。这种转变可以在没有适应性演化的情况下，通过分子间的补偿突变发生。

研究人员实验性地重复和演化了一个同源二聚体酶，以确定这种转变是否以及如何发生。研究人员发现了数百个使单个同源二聚体失活的有害突变，但当这些突变作为重复蛋白共同表达并形成异源二聚体时，能够产生功能性酶。这样的异源二聚体结构揭示了如何通过在复合物中引入不对称性缓冲功能丧失，使它们能够进行功能亚分化。因此，建设性中性演化可以通过基因重复后仅发生一个有害突变加以实现。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.ado5719

《免疫》

一种可解释语言模型预测抗体特异性

近日，美国伊利诺伊大学Nicholas C. Wu课题组发现，一种可解释的语言模型可用于基于精心策划的流感血凝素（HA）抗体预测抗体特异性。相关论文在线发表于《免疫》。

研究人员通过挖掘研究出版物和专利，整理了超过5000个流感HA抗体，揭示了HA头部和干部分子抗体之间的许多不同序列特征。研究人员利用该数据集开发了一种轻量级记忆B细胞语言模型（mBLM），用于基于序列的抗体特异性预测。

模型可解释性分析表明，mBLM能够识别HA干部分子抗体的关键序列特征。此外，通过将mBLM应用于未知表位的HA抗体，研究人员发现并实验验证了许多HA干部分子抗体。

该研究不仅增进了人们对流感病毒抗体反应的分子理解，还提供了一个有价值的资源，便于将深度学习应用于抗体研究。

据了解，尽管经历了几十年的抗体研究，但仅基于抗体序列预测其特异性仍然具有挑战性。主要障碍包括缺乏适当的模型和训练模型所需数据集的不可获得性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2024.07.022