1. Nature：中国科学家揭示人类早期胚胎染色体结构动态

在细胞周期的间期，染色质在细胞核内呈层次结构排列，在调控基因表达中具有重要作用。然而，三维染色质结构在人类胚胎发生过程中的动态变化尚不清楚。近日，山东大学陈子江团队与中科院北京基因组研究所刘江团队合作，发现CTCF在人类胚胎染色质结构建立中的关键作用。研究表明，不同于小鼠精子，人类精子细胞不表达染色质调节因子CTCF，其染色质不包含拓扑关联域（TADs）。随着人类受精，TAD结构在胚胎发育过程中逐渐建立。

此外，在2-细胞期，人胚胎中的A/B区化丢失，并在胚胎发生过程中重新建立。值得注意的是，阻断合子基因组激活（ZGA）可以抑制人类胚胎中TAD的形成，但不能抑制小鼠或果蝇。值得注意的是，CTCF在ZGA之前表达在非常低的水平，然后在观察到TADs时在ZGA阶段高表达。CTCF基因敲除胚胎中TAD的组织明显减少，提示在ZGA过程中建立TAD需要CTCF的表达。研究人员的结果表明，CTCF在人胚胎发育过程中三维染色质结构的建立中起着关键作用。在人类胚胎发育过程中，染色质调节因子CTCF在染色质层次结构的逐步发展中起着关键作用。

Xuepeng Chen, Yuwen Ke, Keliang Wu, et al. Key role for CTCF in establishing chromatin structure in human embryos. Nature, 2019.

DOI: 10.1038/s41586-019-1812-0

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1812-0

2. Science: 集成在可扩展半导体器件中的单自旋的电和光控制

碳化硅中的自旋缺陷具有出色的电子自旋相干性和近红外自旋光子界面的优点，所有这些材料均适用于现代半导体制造。芝加哥大学David D. Awschalom团队利用这些优势，将高度相干的单个中性空位自旋集成在商用p-i-n结构中，并制造了二极管来调节缺陷的局部电环境。这些器件可实现确定性的电荷状态控制和超过850 GHz的Stark频移调节。

研究表明，电荷耗尽会导致光线宽变窄50倍以上，接近寿命极限。这些结果证明了一种通过设计电气环境，同时使用经典的半导体器件来控制可伸缩的基于自旋的量子系统，从而缓解固态发射器中普遍存在的光谱扩散问题的方法。

Electrical and optical control of single spins integrated in scalable semiconductor devices，Science，2019

DOI: 10.1126/science.aax9406.

https://science.sciencemag.org/content/366/6470/1225

3. Science: 在时域中直接提取电子-声子耦合强度的方法

超快光谱学已成为阐明量子材料的微观描述和动力学性质的重要工具。特别是，通过跟踪非热电子的动力学，可以揭示材料的主要散射过程。不列颠哥伦比亚大学D. J. Jones和A. Damascelli团队提出一种使用时间和角度分辨光发射光谱法（TR-ARPES）在时域中提取电子-声子耦合强度的方法，进而在石墨中证明了这种方法的可行性。

在石墨中研究了在K点的光注入电子的动力学，检测了与强耦合光子的发射相对应的量化能量损失过程。研究表明，所观察到的由声子散射过程介导的光谱转移的特征时间尺度允许对特定模式的电子-声子矩阵元素进行直接定量提取。

Direct determination of mode-projected electron-phonon coupling in the time domain，Science，2019

DOI: 10.1126/science.aaw1662.

https://science.sciencemag.org/content/366/6470/1231

4. Nat. Commun.：反应性代谢产物的产生是肺癌糖酵解代谢的一个靶点

葡萄糖摄取和代谢增加是大多数癌症的突出表型，但临床上针对这种代谢改变的研究一直是一个挑战。在这里，麻省理工学院Matthew G. Vander Heiden研究团队提出证据表明，甲基乙二醛解毒的副产物乳酰谷胱甘肽（LGSH）在人和小鼠非小细胞肺癌（NSCLC）中均升高。甲基乙二醛是糖酵解的一种反应性代谢物，它与细胞中的亲核物质(包括碱性氨基酸)发生非酶反应，降低细胞适应度。

甲基乙二醛的解毒需要还原型谷胱甘肽（GSH），与正常肺相比，它在非小细胞肺癌中积累到一个较高水平。甲基乙二醛解毒酶乙二醛酶I（Glo1）的消融增强了甲基乙二醛的敏感性，并减少了小鼠肿瘤的生长，认为涉及反应性代谢物解毒的靶向途径是一种利用癌症中葡萄糖代谢增加的结果的方法。

Alba Luengo, Keene L. Abbott, Shawn M. Davidson, et al. Reactive metabolite production is a targetable liability of glycolytic metabolism in lung cancer, Nat. Commun., 2019.

https://doi.org/10.1038/s41467-019-13419-4

5. Sci. Adv.: 量身定制溶剂配位，高速室温刮涂大面积钙钛矿薄膜

小面积钙钛矿光伏电池的效率已提高到25％以上，而大多数报道的制造方法无法转移到可扩展的制造工艺中。黄劲松团队报告了一种通过调整溶剂配位能力在环境条件下以99 mm/s的速度快速刮除大面积钙钛矿薄膜的方法。

将挥发性非配位溶剂与Pb²⁺和低挥发性配位溶剂混合使用，可以在室温下实现快速干燥和较大的钙钛矿晶粒。可复制的制造产生的模块认证效率为16.4％，面积为63.7 cm²。该方法可以用于各种钙钛矿组合物。钙钛矿组件还显示出-0.13％/°C的较小温度系数，经过58次遮光后几乎可以完全恢复效率，远好于商用硅和薄膜太阳能组件。

Tailoring solvent coordination for high-speed, room-temperature blading of perovskite photovoltaic films, Science Advances, 2019

DOI: 10.1126/sciadv.aax7537

https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaax7537

6. Sci. Adv.: 通过2D手性杂化碘化铅钙钛矿实现自旋依赖性电荷传输

当传输介质的手性选择两种自旋½状态之一通过介质传输而另一种阻塞时，就会发生手性诱导的自旋选择性（CISS）。手性有机分子的单层表现出CISS，但由于需要单层来保持自旋选择性而使其效率和实用性受到限制。NREL的Matthew C. Beard和犹他大学Zeev Valy Vardeny团队在一个系统中展示了CISS，该系统将无机骨架与手性有机亚晶格相结合，诱导了手性到混合体系。

使用磁性探针原子力显微镜，发现取向手性二维层状碘化铅有机/无机杂化钙钛矿体系表现出CISS。电子通过钙钛矿薄膜的传输取决于探针尖端的磁化强度和手性分子的旋向性。薄膜可实现高达86％的最高自旋极化传输。在仅具有一个铁磁体电极的改进型自旋阀装置中的磁阻研究证实了自旋相关的电荷通过有机/无机层传输的现象。

Spin-dependent charge transport through 2D chiral hybrid lead-iodide perovskites，Science Advances，2019

DOI: 10.1126/sciadv.aay0571.

https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaay0571

7. Sci. Adv.：单原子Pt催化合成E-腙酯类和1H-吲唑骨架

未被保护的E-腙酯类是制备1H-吲唑和无数含氮生物活性分子的重要基础原料。尽管该类分子的合成有所进展，但是高效且立体选择性合成仍然较为困难。近日，来自新加坡国立大学的Ming Joo Koh和Kian Ping Loh教授合作采用富缺陷CeO₂纳米棒负载单原子Pt （Pt₁/CeO₂）为催化剂，与氨硼烷醇解作用一起，促进α-二重氮酯的E-选择性加氢制备一些列的N-H腙酯类，反应完成后总的转化频率高达566h^-1。

研究表明易获取的羧酸酯经一锅法加氢反应后能够原位生成α-二重氮酯底物。通过简明、扩展合成1H-吲唑衍生药物及其¹⁵N标记类似物，进一步证实了该方法的实用性。结合实验研究和密度泛函理论计算结果表明，Pt位点同时与氮N═N和酯羰基的配位是控制立体选择性的关键。

Cuibo Liu, Zhongxin Chen, Huan Yan, Shibo Xi, Kah Meng Yam, Jiajian Gao, Yonghua Du, Jing Li, Xiaoxu Zhao, Keyu Xie, Haisen Xu, Xing Li, Kai Leng, Stephen J. Pennycook, Bin Liu, Chun Zhang, Ming Joo Koh*, Kian Ping Loh*, Expedient synthesis of E-hydrazone esters and 1H-indazole scaffolds through heterogeneous single-atom platinum catalysis, Science Advances, 2019, 5, 1537.

DOI: 10.1126/sciadv.aay1537

https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaay1537?rss=1

8. JACS综述：超快光谱：最新技术和开放挑战

超快光谱技术使用超短光脉冲序列（具有飞秒至阿秒的持续时间）研究原子，分子，纳米结构和固体中的光诱导动力学过程。近年来，由于超短光脉冲生成技术的进步和复杂光谱技术的发展，该研究领域经历了突飞猛进的发展，这极大地增加了所研究过程的信息量。近日，米兰理工大学Giulio Cerullo等提供了有关该领域最新技术的非详尽概述，并指出了未来的挑战。

作者首先回顾了超快光学技术的进展，该领域现在可以使产生的可调光脉冲的持续时间缩短到几个光学周期；然后讨论了泵浦探测技术，并举例说明了其将非常高的时间分辨率（低至阿秒级范围）与广泛的光谱范围相结合的能力，作者还介绍了二维光谱学，并给出了证明其附加信息内容的结果；作者还回顾了超快X射线和电子衍射的成就，其提供了光化学过程中随时间变化的结构信息；最后，作者对未来的挑战进行了批判性分析。

Margherita Maiuri, Giulio Cerullo*, et al. Ultrafast spectroscopy: state of the art and open challenges. J. Am. Chem. Soc., 2019

DOI: 10.1021/jacs.9b10533

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10533

9. Angew：Fe-N-C催化剂降解中氧的作用机制

质子交换膜燃料电池中氧还原反应（ORR）性能高低对该技术的推动至关重要。无贵金属ORR催化剂近年来受到了极大的关注，其中包含FeNx活性位点的Fe-N-C催化剂被认为是最具潜力的催化剂。目前该领域的研究重点已由催化剂的活性转移至催化剂的稳定性能。研究者已在室温下和在惰性饱和酸性pH电解液中进行了加速压力测试（AST），对催化剂的耐久性能进行了广泛的研究。近日，来自法国国家科研中心的Frederic Jaouen、Frederic Maillard等考察了pH为1的电解质中氧对Fe-N-C催化剂性能降低的影响机制。研究表明，相比于Ar，Fe-N-C在O₂存在的AST中，催化剂发生了严重的降解，且其ORR性能降低是无氧条件下的4倍。

研究人员采用拉曼研究发现在有O₂的AST中发生了严重的碳腐蚀，即使在较低的过电位下，如0.3-0.7 V（vs RHE），而Ar的AST中没有任何腐蚀发生。在有氧负载循环AST中，大量的FeNx活性位点消失并生成了Fe的氧化物。进一步研究表明有氧条件下即便很低的过电位也会发生Fe活性位点与H₂O₂通过芬顿反应生成活性氧物种最终导致催化剂碳腐蚀现象的发生。

Kavita Kumar, Laetitia Dubau, Michel Mermoux, Jingkun Li, Andrea Zitolo, Jaysen Nelayah, Frederic Jaouen*, Frederic Maillar*, On the Influence of Oxygen On the Degradation of Fe‐N‐C Catalysts, Angew Chem , 2019.

DOI: 10.1002/ange.201912451

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201912451?af=R