Oxygen evolution from water poses a significant challenge in solar fuel production because it requires an efficient catalyst to bridge the one-electron photon capture process with the four-electron oxygen evolution reaction (OER). Here, a new strategy was developed to synthesize nonsupported ultrasmall cobalt oxide nanocubanes through an in situ phase transformation mechanism using a layered Co(OH)(OCH3) precursor. Under sonication, the precursor was exfoliated and transformed into cobalt oxide nanocubanes in the presence of NaHCO3-Na2SiF6 buffer solution. The resulting cobalt catalyst with an average particle size less than 2 nm exhibited a turnover frequency of 0.023 per second per cobalt in photocatalytic water oxidation. X-ray absorption results suggested a unique nanocubane structure, where 13 cobalt atoms fully coordinated with oxygen in an octahedral arrangement to form 8 Co4O4 cubanes, which may be responsible for the exceptionally high OER activity.

Abstract Zeolites, as efficient and stable catalysts, are widely used in the environmental catalysis field. Typically, Cu-SSZ-13 with small-pore structure shows excellent catalytic activity for selective catalytic reduction of NOx with ammonia (NH3-SCR) as well as high hydrothermal stability. This review summarizes major advances in Cu-SSZ-13 applied to the NH3-SCR reaction, including the state of copper species, standard and fast SCR reaction mechanism, hydrothermal deactivation mechanism, poisoning resistance and synthetic methodology. The review gives a valuable summary of new insights into the matching between SCR catalyst design principles and the characteristics of Cu2+-exchanged zeolitic catalysts, highlighting the significant opportunity presented by zeolite-based catalysts. Principles for designing zeolites with excellent NH3-SCR performance and hydrothermal stability are proposed. On the basis of these principles, more hydrothermally stable Cu-AEI and Cu-LTA zeolites are elaborated as well as other alternative zeolites applied to NH3-SCR. Finally, we call attention to the challenges facing Cu-based small-pore zeolites that still need to be addressed.

Duplication is a foundation of molecular evolution and a driver of genomic and complex diseases. Here, we develop a genome editing tool named Amplification Editing (AE) that enables programmable DNA duplication with precision at chromosomal scale. AE can duplicate human genomes ranging from 20 bp to 100 Mb, a size comparable to human chromosomes. AE exhibits activity across various cell types, encompassing diploid, haploid, and primary cells. AE exhibited up to 73.0% efficiency for 1 Mb and 3.4% for 100 Mb duplications, respectively. Whole-genome sequencing and deep sequencing of the junctions of edited sequences confirm the precision of duplication. AE can create chromosomal microduplications within disease-relevant regions in embryonic stem cells, indicating its potential for generating cellular and animal models. AE is a precise and efficient tool for chromosomal engineering and DNA duplication, broadening the landscape of precision genome editing from an individual genetic locus to the chromosomal scale.

Nitrogen oxide (NOx) emission from diesel vehicles has caused severe pollution to the atmospheric environment. Selective catalytic reduction of NOx with NH3 (NH3-SCR) technology has been widely used to remove NOx from diesel vehicle exhaust. Cu-SSZ-39 zeolites have exhibited excellent NH3-SCR catalytic activity and hydrothermal stability, giving them promise for practical application. A facile one-pot synthesis method to prepare Cu-SSZ-39 zeolites was developed, with complete crystallization achieved in 24 h. Moreover, the Cu content could be controlled by adjusting the amount of Cu-TEPA added without the need for complex post-treatment processes. Cu-SSZ-39 catalysts synthesized through the one-pot synthesis method exhibited excellent NH3-SCR activity and hydrothermal stability. The one-pot-synthesized Cu-SSZ-39 catalysts contained in situ generated CuO species, which can act as sacrificial sites to protect Cu2+ under sulfidation conditions. Considering their efficient synthesis process, excellent NH3-SCR activity, hydrothermal stability and sulfur resistance, one-pot-synthesized Cu-SSZ-39 catalysts hold great promise for future applications.

Methane (CH

Alfin-like (AL) is a small plant-specific gene family characterized by a PHD-finger-like structural domain at the C-terminus and a DUF3594 structural domain at the N-terminus, and these genes play prominent roles in plant development and abiotic stress response. In this study, we conducted genome-wide identification and analyzed the AL protein family in Gossypium hirsutum cv. NDM8 to assess their response to various abiotic stresses for the first time. A total of 26 AL genes were identified in NDM8 and classified into four groups based on a phylogenetic tree. Moreover, cis-acting element analysis revealed that multiple phytohormone response and abiotic stress response elements were highly prevalent in AL gene promoters. Further, we discovered that the GhAL19 gene could negatively regulate drought and salt stresses via physiological and biochemical changes, gene expression, and the VIGS assay. The study found there was a significant increase in POD and SOD activity, as well as a significant change in MDA in VIGS-NaCl and VIGS-PEG plants. Transcriptome analysis demonstrated that the expression levels of the ABA biosynthesis gene (GhNCED1), signaling genes (GhABI1, GhABI2, and GhABI5), responsive genes (GhCOR47, GhRD22, and GhERFs), and the stress-related marker gene GhLEA14 were regulated in VIGS lines under drought and NaCl treatment. In summary, GhAL19 as an AL TF may negatively regulate tolerance to drought and salt by regulating the antioxidant capacity and ABA-mediated pathway.