Nature | 开门4响！里程碑，潘建伟等团队实现4000公里以上的量子通信；储成才等团队实现水稻施氮肥少产量高

编者按

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粘附性G蛋白偶联受体（GPCR）是GPCR的主要家族，但是对于配体调节或结构的了解有限。

2021年1月6日，中国科学院上海药物所，北京大学，山东大学及浙江大学等多单位合作，徐华强，张岩及孙金鹏共同通讯在Nature 在线发表题为”Structures of the glucocorticoid-bound adhesion receptor GPR97–Go complex“的研究论文，该研究报告糖皮质激素应激激素激活粘附性G蛋白偶联受体G3（ADGRG3；也称为GPR97），一种典型的粘附性GPCR。与抗炎药倍氯米松或类固醇激素皮质醇结合的GPR97-Go复合物的冷冻电子显微镜结构表明，糖皮质激素与跨膜结构域的囊袋结合。

糖皮质激素的甾体核心与“拨动开关”残基W6.53堆积在一起，该残基感知配体的结合并诱导受体的活化。活性GPR97使用四元核和HLY基序来固定七跨膜束并介导G蛋白偶联。GPR97的细胞质侧有一个开放的腔，所有三个细胞内环都与Go蛋白相互作用，从而促进了GRP97的高基础活性。已发现Go蛋白胞质尾部的棕榈酰化对于与GPR97的有效结合至关重要，但在其他已解决的GPCR复杂结构中未观察到。该研究工作为配体与粘附GPCR的七个跨膜结构域结合以及随后的G蛋白偶联提供了结构基础。

另外，2021年1月6日，深圳华大生命科学研究院、昆明动物研究所及哥本哈根大学张国捷、浙江大学周琦和阿德莱德大学Frank Grutzner共同通讯在Nature 在线发表题为”Platypus and echidna genomes reveal mammalian biology and evolution“的研究论文，该研究发表了鸭嘴兽和短鼻针鼹（后简称针鼹）的基因组，并利用其信息对哺乳动物的演化以及单孔目性染色体演化进行了分析，为深入了解哺乳动物的重要演化历程提供了新的结果。

大量施用无机氮是作物产量显着增加的基础，但会对生态系统造成有害影响，因此，对于未来的可持续农业而言，提高作物的氮利用效率至关重要。2021年1月6号，Nature杂志在线发表了来自中科院遗传与发育生物学研究所储成才课题组题为“Genomic basis of geographical adaptation to soil nitrogen in rice”的研究论文，该研究表明水稻的氮利用效率的遗传基础与当地土壤的适应性相关。

量子密钥分发（QKD）具有实现安全通信和信息传输的潜力。在实验室中，点对点QKD的可行性从32厘米以上的实验室中概念验证的早期演示中就可以看出。此距离后来通过诱饵态QKD扩展到100公里，最近又通过与测量设备无关的QKD扩展到500公里刻度。几个小型QKD网络也已在实验室外进行了测试。但是，全球QKD网络需要一个实用（不仅是理论上）安全可靠的QKD网络，该网络可以被分布在广域上的大量用户使用。原则上，量子中继器可以为这种全球网络提供可行的选择，但不能使用当前技术进行部署。2021年1月6日，中国科学技术大学潘建伟，彭承志及陈宇翱共同通讯在Nature 在线发表题为”An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres“的研究论文，该研究演示了一个集成的空对地量子通信网络，该网络结合了包含700多个光纤QKD链路和两个高速卫星对地面自由空间QKD链路的大规模光纤网络。使用可靠的中继结构，地面上的光纤网络覆盖了2,000多公里，为实际设备的缺陷提供了实用的安全性，并保持了长期的可靠性和稳定性。对于典型的卫星通行证，卫星对地面QKD可以实现平均47.8 kb / s的平均密钥速率，比以前的速率高40倍以上。此外，其信道损耗可与对地静止卫星和地面之间的信道损耗相比，从而使通过地球同步卫星构建更通用和超长的量子链路成为可能。最后，通过集成光纤和自由空间QKD链路，QKD网络扩展到了2600公里以外的远程节点，使网络中的任何用户都可以与其他任何用户进行通信，总距离可达4600公里。

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