《物理评论A》
科学家研究量子电动力学超材料
近日，美国斯坦福大学Josephine J. Yu与麻省理工学院Jamison Sloan等人合作研究了量子电动力学超材料。相关研究成果9月14日发表于《物理评论A》。
研究团队探讨了超强耦合作为一种手段来操纵超材料的光学响应。这种光学响应是基于超强耦合体系中单个组成单元的系综。研究人员开发了一个基于量子电动力系统线性响应的框架来研究光-物质耦合如何影响光学响应。他们首先应用这个框架来寻找耦合到单腔模式的双能级发射器的光学响应，这可以被看作是由该系统的重复单元构建的超材料的“超原子”。
研究发现，当耦合从弱耦合过渡到深强耦合时，光学行为范围从简单的两能级系统过渡到有效的透明。研究人员探索了这些超原子的一维链，证明其光学行为的可调性。该研究方案可能最终为设计具有低损耗、高受限模式以及可调谐单光子非线性的超材料提供一个框架。
最近的实验表明，光与物质之间的超强耦合是一条很有前途的路，可以改变材料的多种性质，例如电传输、化学反应速率，甚至是超导性。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.108.033509
《国家科学院院刊》
同步尖峰纳米振荡器中的随机跃迁过程研究
美国加州大学圣地亚哥分校Robert C.Dynes研究小组对同步尖峰纳米振荡器中的随机跃迁过程进行了研究。相关研究成果9月11日发表于美国《国家科学院院刊》。
这项研究报道了基于莫特材料的纳米级耦合尖峰振荡器的同步，其与传统的谐波振荡器的同步完全不同。研究人员研究了由于器件的紧密物理接近而引起的热相互作用介导的尖峰纳米振荡器的同步。通过控制驱动电压，可以使相邻振荡器之间实现同相1：1和2：1整数同步模式，这两种整数模式之间的跃迁是通过一种不寻常的随机同步机制发生的，而不是损失尖峰相干性。
在随机同步机制下，属于1：1和2：1整数模式的随机长度尖峰序列是混合的。这种随机性的出现是设计大规模峰值网络以实现新的计算范式时必须考虑的一个重要因素。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1073/pnas.2303765120
《自然-化学》
蛋白质从头设计组装无膜细胞器
英国布里斯托大学的 Derek N.Woolfson报道了蛋白质可以从头设计组装无膜细胞器。相关研究成果9月14日发表于《自然-化学》。
蛋白质从头设计的最新进展提供了多种离散的新蛋白质结构和复合物。该领域的一个新挑战是直接在细胞中使用这些设计来干预生物过程和增强自然系统。自下而上设计自组装物体，如微室和无膜细胞器就是这样一个挑战。
研究人员描述了在大肠杆菌中形成无膜细胞器的基因编码多肽的设计。为此，研究人员在单个多肽构建体中考虑了α-螺旋序列、本质无序的连接体和客户端蛋白的从头设计。研究人员调整了螺旋区域的性质，将蛋白质组装从停滞组装转变为动态凝聚。这些设计在细胞和体外使用生物物理方法和软物质物理学进行了表征。最后，研究人员使用设计的多肽在大肠杆菌中共划分一对功能酶，将产物的形成提高到接近理论极限。相分离在许多生物过程中被认为是重要的。大多数模仿和解构这种蛋白质的尝试都使用了工程化的天然蛋白质。
研究表明，蛋白质从头设计可以根据第一设计原理，在细胞中进行液-液相分离，并有可能组织多个蛋白酶的合成途径。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41557-023-01321-y
《自然-遗传学》
错配修复缺陷不足以引发肿瘤免疫原性
美国麻省理工学院的Tyler Jacks、Peter M. K. Westcott和英国欧洲生物信息学研究所Isidro Cortes-Ciriano小组发现，错配修复缺陷（MMRd）不足以引发肿瘤免疫原性。相关研究成果9月14日发表于《自然-遗传学》。
研究人员建立了MMRd肺癌和结肠癌的小鼠模型，发现这些模型中并没有T细胞浸润增强或免疫检查点阻断（ICB）反应，进而证明这是大量肿瘤内突变异质性的结果。
此外，研究还发现免疫监视重塑克隆结构，但没有塑造新抗原的总体负荷，并且T细胞对亚克隆新抗原的反应减弱了。研究表明，克隆而非亚克隆新抗原负荷可预测MMRd胃癌和结直肠癌临床试验中的ICB反应。这些结果为解释高肿瘤突变负荷（TMB）癌症中免疫逃逸提供了思路，并对旨在增加TMB的疗法具有重要意义。
据悉，DNA错配修复缺陷与高TMB和对ICB治疗敏感性有关。然而，大多数MMRd肿瘤对ICB没有持久反应，关于这些肿瘤中免疫监视和TMB的关键问题仍未解决。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41588-023-01499-4
小柯量子肿瘤论文
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