Sirtuin 3 (SIRT3) is one of the seven mammalian sirtuins, which are homologs of the yeast Sir2 gene. SIRT3 is the only sirtuin with a reported association with the human life span. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1alpha (PGC-1alpha) plays important roles in adaptive thermogenesis, gluconeogenesis, mitochondrial biogenesis and respiration. PGC-1alpha induces several key reactive oxygen species (ROS)-detoxifying enzymes, but the molecular mechanism underlying this is not well understood.Here we show that PGC-1alpha strongly stimulated mouse Sirt3 gene expression in muscle cells and hepatocytes. Knockdown of PGC-1alpha led to decreased Sirt3 gene expression. PGC-1alpha activated the mouse SIRT3 promoter, which was mediated by an estrogen-related receptor (ERR) binding element (ERRE) (-407/-399) mapped to the promoter region. Chromatin immunoprecipitation and electrophoretic mobility shift assays confirmed that ERRalpha bound to the identified ERRE and PGC-1alpha co-localized with ERRalpha in the mSirt3 promoter. Knockdown of ERRalpha reduced the induction of Sirt3 by PGC-1alpha in C(2)C(12) myotubes. Furthermore, Sirt3 was essential for PGC-1alpha-dependent induction of ROS-detoxifying enzymes and several components of the respiratory chain, including glutathione peroxidase-1, superoxide dismutase 2, ATP synthase 5c, and cytochrome c. Overexpression of SIRT3 or PGC-1alpha in C(2)C(12) myotubes decreased basal ROS level. In contrast, knockdown of mSIRT3 increased basal ROS level and blocked the inhibitory effect of PGC-1alpha on cellular ROS production. Finally, SIRT3 stimulated mitochondrial biogenesis, and SIRT3 knockdown decreased the stimulatory effect of PGC-1alpha on mitochondrial biogenesis in C(2)C(12) myotubes.Our results indicate that Sirt3 functions as a downstream target gene of PGC-1alpha and mediates the PGC-1alpha effects on cellular ROS production and mitochondrial biogenesis. Thus, SIRT3 integrates cellular energy metabolism and ROS generation. The elucidation of the molecular mechanisms of SIRT3 regulation and its physiological functions may provide a novel target for treating ROS-related disease.

Experimental advances with laser intensities above $1\text{ }\text{ }\mathrm{TW}/{\mathrm{cm}}^{2}$, with pulse durations between roughly 50 and 5 fs, have led to the discovery of new atomic effects that include examples of startlingly high electron correlation. These phenomena have presented an unexpected theoretical challenge as they lie outside the domains of both of the nominally applicable theories, namely, straightforward perturbative radiation theory and quasistatic tunneling theory. The two liberated electrons present a new few-body collective effect. When they are not released independently, one by one, the term nonsequential double ionization has been adopted. Theoretical avenues of attack have emerged in two categories, which are strikingly different. They can be labeled as ``all-at-once'' and ``step-by-step'' approaches. Although different, even conceptually opposite in some ways, both approaches have been successful in confronting substantial parts of the experimental data. These approaches are examined and compared with their results in addressing key experimental data obtained over the past decade.

In this work, the effects of the addition of transition metals (Mn, Fe, Co, Ni, Cu) on the structure and performance of the doped carbon catalysts M-PANI/C-Mela are investigated. The results show that the doping of various transition metals affected structures and performances of the catalysts significantly. Doping with Fe and Mn leads to a catalyst with a graphene-like structure, and doping with Co, Ni, and Cu leads to a disordered or nanosheet structure. The doping of transition metals can enhance the performance of the catalysts, and their ORR activity follows the order of Fe > Co > Cu > Mn > Ni, which is consistent with the order of their active N contents. We suggest that the various performance enhancements of the transition metals may be the result of the joint effect of the following three aspects: the N content/active N content, metal residue, and the surface area and pore structure, but not the effect of any single factor.

The discovery of topological acoustics has revolutionized fundamental concepts of sound propagation, giving rise to strikingly unconventional acoustic edge modes immune to scattering. Because of the spinless nature of sound, the ``spinlike'' degree of freedom crucial to topological states in acoustic systems is commonly realized with circulating background flow or preset coupled resonator ring waveguides, which drastically increases the engineering complexity. Here we realize the acoustic pseudospin multipolar states in a simple flow-free symmetry-broken metamaterial lattice, where the clockwise (anticlockwise) sound propagation within each metamolecule emulates pseudospin down (pseudospin up). We demonstrate that tuning the strength of intermolecular coupling by simply contracting or expanding the metamolecule can induce the band inversion effect between the pseudospin dipole and quadrupole, which leads to a topological phase transition. Topologically protected edge states and reconfigurable topological one-way transmission for sound are further demonstrated. These results provide diverse routes to construct novel acoustic topological insulators with versatile applications.

We observe the excitation and tuning of electromagnetically induced transparency (EIT) by the interference between different excitation pathways of the dark mode in a planar terahertz metamaterial. The EIT unit cell consists of a cut wire as the bright resonator and a pair of split ring resonators (SRRs) as the dark element. The dark mode resonance is excited by both the electric and magnetic fields when the SRR pair translates along the wire without altering the lateral distance between the resonators. The electric and magnetic pathways of exciting the dark mode allows for a giant amplitude modulation of the EIT resonance.

Realizing directional acoustic signal transmittance and reception robust against surrounding noise and competing signals is crucial in many areas such as communication, navigation, and detection for medical and industrial purposes. The fundamentally wide-angled radiation pattern of most current acoustic sensors and transducers displays a major limitation of the performance when it comes to precise targeting and probing of sound particular of interest in human speaking and hearing. Here, it is shown how topological acoustic valley transport can be designed to enable a unique beamforming mechanism that renders a superdirective needle-like sound radiation and reception pattern. The strategy rests on out-coupling valley-polarized edge states, whose beam is experimentally detected in the far-field with 10° width and a sound-intensity enhancement factor ≈10. Furthermore, anti-interference communication is proposed where sound is received from desired directions, but background noise from other directions is successfully suppressed. This type of topological acoustic antenna offers new ways to control sound with improved performance and functionalities that are highly desirable for versatile applications.

Advanced materials for electrocatalytic water splitting are central to renewable energy research. In this work, three-dimensional (3D) hierarchical frameworks based on the self-assembly of MoS2 nanosheets on graphene oxide were produced via a simple one-step hydrothermal process. The structures of the resulting 3D frameworks were characterized by using a variety of microscopic and spectroscopic tools, including scanning and transmission electron microscopies, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and Raman scattering. Importantly, the three-dimensional MoS2/graphene frameworks might be used directly as working electrodes which exhibited apparent and stable electrocatalytic activity in hydrogen evolution reaction (HER), as manifested by a large cathodic current density with a small overpotential of −107 mV (−121 mV when loaded on a glassy-carbon electrode) and a Tafel slope of 86.3 mV/dec (46.3 mV/dec when loaded on a glassy-carbon electrode). The remarkable performance might be ascribed to the good mechanical strength and high electrical conductivity of the 3D frameworks for fast charge transport and collection, where graphene oxide provided abundant nucleation sites for MoS2 deposition and oxygen incorporation led to the formation of defect-rich MoS2 nanosheets with active sites for HER.

Topological phases of matter that have been recently extended to topological phases of sound can confine acoustic energy at the corners of higher-order topological insulators. We broaden this concept by incorporating parity-time symmetry and show new topologically protected confinement rules that are dictated by the geometrical arrangement of gain and loss units. Particularly, our findings reveal how sound trapping occurs at all corners when parity-time symmetry is intact, beyond the exceptional point within the broken phase; however, opposite corners sustain either sink- or sourcelike states that could lead to novel non-Hermitian guides for sound.

Acoustic analogues of electronic topological insulators allow a wealth of opportunities for manipulating sound with unconventional acoustic edge modes that are immune to backscattering. However, acoustic devices based on topological edge states still lag, due to a lack of tunability and adaptability to functional needs. This study proposes a path to remote control and structural improvement, to achieve broadband, reconfigurable topological systems. In particular, it takes advantage of reflection-free sound propagation to engineer robust phase-delay detours. This approach could be used in various functions, including signal buffering and pulse processing.