科学（20221104出版）一周论文导读

　　编译冯维维
　　Science，4November2022，Volume378Issue6619
　　《科学》2022年11月4日，第378卷6619期
　　物理学Physics
　　EvidenceforneutrinoemissionfromthenearbyactivegalaxyNGC1068
　　来自附近活动星系NGC1068的中微子发射证据
　　作者：ICECUBECOLLABORATION，R。ABBASIM。ACKERMANNJ。ADAMSJ。A。AGUILARM。AHLERSM。AHRENSJ。M。ALAMEDDINEC。ALISPACH，P。ZHELNINAuthorsInfoAffiliations，etc。
　　链接：
　　https：www。science。orgdoi10。1126science。abg3395
　　摘要：
　　科学观测证明了高能中微子的弥散背景，它们已被确认于河外起源。但很难确定造成这一背景的个别来源。冰立方合作项目重新分析了天体物理中微子的到达方向，然后寻找点源。
　　他们从附近的活动星系NGC1068（即Messier77）中发现了中微子发射的证据。它的性质与2018年发现的中微子源TXS0506056有很大不同，这使得研究人员认为，可能有不止一个种群对中微子背景做出了贡献。
　　Abstract：
　　Observationshaveshownadiffusebackgroundofhighenergyneutrinos，whichisknowntobeofextragalacticorigin。However，ithasbeendifficulttoidentifyinpidualsourcesthatcontributetothisbackground。TheIceCubeCollaborationreanalyzedthearrivaldirectionsofastrophysicalneutrinosandthensearchedforpointsources。TheyidentifiedevidenceforneutrinoemissionfromNGC1068（alsoknownasMessier77），anearbyactivegalaxy。ItspropertiesarequitedifferentfromTXS0506056，whichwasfoundtobeaneutrinosourcein2018，leadingtheinvestigatorstosuggestthattheremightbemorethanonepopulationcontributingtotheneutrinobackground。
　　Robustmultiqubitquantumnetworknodewithintegratederrordetection
　　具有集成错误检测性能的鲁棒多量子比特量子网络节点
　　作者：P。J。STAS，Y。Q。HUAN，B。MACHIELSE，E。N。KNALL，A。SULEYMANZADE，B。PINGAULTM。SUTULA，S。W。DING，C。M。KNAUT，M。D。LUKIN，etc
　　链接：
　　https：www。science。orgdoi10。1126science。add9771
　　摘要：
　　开发量子网络和长距离通信量子信息的能力需要具有高效光接口和长存储时间的量子存储节点。金刚石色中心具有较长的相干时间和高效的光学界面，是实现这一目标的理想材料。作者利用金刚石中的硅空位，并将这些特性集成到单个器件中。
　　他们演示了种寿命超过2秒的量子存储器和双量子位寄存器量子态的全光学控制。该平台具有内置的错误检测能力，为可扩展量子网络的发展提供了广阔的前景。
　　Abstract：
　　Theabilitytodevelopquantumnetworksandcommunicatequantuminformationoverlongdistancesrequiresquantummemorynodeswithefficientopticalinterfacesandlongmemorytimes。Becauseoftheirlongcoherencetimesandefficientopticalinterface，colorcentersindiamondarepromisingcandidatestoachievethisgoal。Stasetal。usesiliconvacanciesindiamondandintegratedthepropertiesintoasingledevice（seethePerspectivebyGangloff）。Theauthorsdemonstrateaquantummemorywithalifetimeexceeding2secondsandfullopticalcontrolofthequantumstatesofthetwoqubitregister。Withthecapabilityofbuiltinerrordetection，suchaplatformispromisingforthedevelopmentofscalablequantumnetworks。
　　气候Climate
　　UnprecedentedfireactivityabovetheArcticCirclelinkedtorisingtemperatures
　　北极圈上空前所未有的火灾活动与气温上升有关
　　作者：ADRIDESCALS，DAVIDL。A。GAVEAU，ALEIXANDREVERGER，DOUGLASSHEIL，DAISUKENAITO，ANDJOSEPPE？UELAS
　　链接：
　　https：www。science。orgdoi10。1126science。abn9768
　　摘要：
　　北极的火灾可以从永久冻土泥炭地释放出大量的碳。卫星观测显示，2019年和2020年大火烧毁了约470万公顷泥炭地，占整个19822020年期间西伯利亚北极地区烧毁总面积的44。
　　2020年的夏天是四十年来最温暖的夏天，大火烧毁了前所未有的大面积富含碳的土壤。研究表明，近几十年来与温度相关的火灾因素有所增加，并确定了这些因素与年燃烧面积之间的近指数关系。
　　在本世纪中叶之前，随着气候变暖，北极的大火可能会再次发生，因为温度趋势正在达到一个阈值，即温度的小幅上升与燃烧面积的指数增长相关。
　　Abstract：
　　Arcticfirescanreleaselargeamountsofcarbonfrompermafrostpeatlands。Satelliteobservationsrevealthatfiresburned4。7millionhectaresin2019and2020，accountingfor44ofthetotalburnedareaintheSiberianArcticfortheentire19822020period。Thesummerof2020wasthewarmestinfourdecades，withfiresburninganunprecedentedlylargeareaofcarbonrichsoils。Weshowthatfactorsoffireassociatedwithtemperaturehaveincreasedinrecentdecadesandidentifiedanearexponentialrelationshipbetweenthesefactorsandannualburnedarea。LargefiresintheArcticarelikelytorecurwithclimaticwarmingbeforemidcentury，becausethetemperaturetrendisreachingathresholdinwhichsmallincreasesintemperatureareassociatedwithexponentialincreasesintheareaburned。
　　TheJanuary2022eruptionofHungaTongaHungaHa’apaivolcanoreachedthemesosphere
　　汤加火山喷发物质到达中间层
　　作者：SIMONR。PROUD，ANDREWT。PRATA，ANDSIMEONSCHMAUS
　　链接：
　　https：www。science。orgdoi10。1126science。abo4076
　　摘要：
　　大规模、爆炸性的火山爆发可以将火山灰、气体和水等物质抛入平流层，对大气成分和气候产生可测量的影响。作者使用了2022年1月汤加火山喷发的地球同步卫星图像，这是有记录以来最大的喷发之一，显示其火山云达到了57公里的高度，远远超过平流层，进入中间层，高于之前记录的任何火山羽流。这是第一次看到羽流穿透平流层顶。
　　Abstract：
　　Large，explosivevolcaniceruptionscanloftmaterialsuchasash，gases，andwaterallthewayintothestratosphere，withmeasurableimpactsonatmosphericcompositionandclimate。Proudetal。usedgeostationarysatelliteimagesoftheJanuary2022HungaTongavolcanoeruption，oneofthelargesteruptionseverrecorded，toshowthatitsvolcaniccloudreachedanaltitudeof57kilometers，wellpastthestratosphereandintothemesosphereandhigherthananyvolcanicplumepreviouslyrecorded。Thisisthefirsttimeaplumehasbeenseentopenetratethestratopause。
　　生命科学LifeScience
　　Ondemandcellautonomousgenetherapyforbraincircuitdisorders
　　细胞自主基因按需治疗脑回路紊乱
　　作者：YICHENQIU，NATHANAELO’NEILL，BENITOMAFFEICLARAZOURRAY，AMANDAALMACELLASBARBANOJ，JENNAC。CARPENTER，GABRIELELIGNANI，etc。
　　链接：
　　https：www。science。orgdoi10。1126science。abq6656
　　摘要：
　　近三分之一的癫痫患者对目前可用的抗癫痫药物没有反应。科学家已经提出了几种基因治疗方法，但这些方法往往不加区别地针对特定大脑区域的所有神经元。
　　作者开发了一种基因治疗策略，可以自我选择在病理上过度活跃的神经元，并在闭环中下调它们的兴奋性。他们将编码钾通道的KCNA1基因置于一种即时早期基因启动子的控制之下，该启动子的活性由强烈的神经元放电启动。
　　一旦大脑回路活动恢复到基线水平，治疗就会自动关闭。这种方法原则上可以用于治疗任何神经精神障碍，其中只有一个神经元亚群在病理上过度活跃。
　　Abstract：
　　Nearlyonethirdofepilepsypatientsdonotrespondtocurrentlyavailableantiepilepticdrugs。Severalgenetherapyapproacheshavebeensuggested，butthesemethodstendtoindiscriminatelytargetallneuronsinagivenbrainregion。Qiuetal。developedagenetherapystrategythatselfselectsneuronsthatarepathologicallyoveractiveanddownregulatestheirexcitabilityinaclosedloop。TheyputtheKCNA1gene，whichencodesapotassiumchannel，underthecontrolofanimmediateearlygenepromoterwithactivitythatisswitchedonbyintenseneuronalfiring。Thetreatmentswitchesitselfoffoncebraincircuitactivityhasreturnedtobaseline。Thisapproachcouldinprinciplebeusedtotreatanyneuropsychiatricdisorderinwhichonlyasubpopulationofneuronsispathologicallyoveractive。
　　Thecontrolofcarpeldeterminacypathwayleadstosexdeterminationincucurbits
　　心皮决定通路的控制决定瓜类性别选择
　　作者：SIQIZHANG，FENGQUANTAN，XCHINGHUICHUNGFILIPSLAVKOVICRAVISURESHBHAIDEVANI，CHRISTELLETROADEC，FABIENMARCEL，HALIMAMORINC？LINECAMPS，ABDELHAFID
　　链接：
　　https：www。science。orgdoi10。1126science。add4250
　　摘要：
　　在瓜类中，花最初是双性性发育的，但进一步的发育导致心皮或雄蕊发育的停滞，使成熟的花细化为雄性或雌性。只有雌花才会出瓜。Zhang等人已经确定了参与两性原始花变成雄性或雌性花的基因。锌指转录因子WIP1会干扰心皮的发育，使雄花得以继续发育。相反，一种与产生激素乙烯有关的酶的表达，可能是由生长素信号支持的，支持和促进雌花的发育。
　　研究结果表明，性别基因的进化干扰了花的分生功能，导致了单性花的发育。
　　Abstract：
　　Inmelons，flowersinitiallydevelopbisexually，butfurtherdevelopmentbringsarrestofeithercarpelorstamendevelopment，refiningmatureflowersintomaleorfemale。Onlythefemaleflowersproducemelons。Zhangetal。haveidentifiedthegenesinvolvedinturningthebisexualprimordialflowerintoeitheramaleorfemaleflower。ThezincfingertranscriptionfactorWIP1interfereswithcarpeldevelopment，allowingmaleflowerdevelopmenttoproceed。Conversely，expressionofanenzymeinvolvedinproducingthehormoneethylene，perhapssupportedbyauxinsignaling，supportsandpromotesfemaleflowerdevelopment。Thefindingssuggestthatsexgenesevolvedtointerferewithflowermeristematicfunction，leadingtounisexualflowerdevelopment。