审校 小勺 小象 小冰
制版 阿金
生物学
Biology
The respiratory system influences flight mechanics in soaring birds
呼吸系统影响翱翔鸟类的飞行力学
（导读 领研网）胸下支囊（SPD）是鸟类呼吸系统的延伸，一直延伸到飞禽振翅的主要肌肉。本研究分析了 68 中飞禽物种的肺部器官，发现大多数翱翔鸟类都有 SPD，而其他物种没有，SPD 在翱翔鸟类谱系中至少进化了 7 次，而计算机模型表明，气囊膨胀会增加胸肌的杠杆臂，SPD 提高了鸟翼保持在水平位置的能力。结果表明与哺乳动物的肺不同，鸟类的肺不仅可用于呼吸，其肺部还有一种构造，可在翱翔时更好地运用飞行力学。[论文详细信息]
Myelin plasticity in the ventral tegmental area is required for opioid reward
腹侧被盖区髓鞘可塑性是阿片类药物奖励的必要条件
（导读 严冰冰）药物滥用可导致突触传递和神经环路功能的长期改变，而髓鞘改变可以引起神经环路可塑性变化从而影响环路功能和认知行为。本文探究髓鞘可塑性在多巴胺环路与奖赏学习中的作用，多巴胺神经元活动介导的髓鞘可塑性变化是阿片类药物奖赏作用的关键调节因素。光遗传激活多巴胺神经元、光遗传抑制 GABA 能神经元或给予吗啡都可诱发多巴胺神经元活动，进而引起少突胶质细胞响应。这些少突胶质细胞变化特异地发生在腹侧被盖区，而在内侧前脑束的轴突投射或靶向脑区伏隔核中则没有。使用遗传学方法阻断少突胶质细胞改变，可扰乱多巴胺在伏隔核的释放动力，损伤对吗啡的条件依赖。[论文详细信息]
Descending networks transform command signals into population motor control
下行网络将指令信号转化为群体神经元运动控制
（导读 严冰冰）运动指令通过下行神经元（DNs）从大脑传递到下游运动环路，将意图转化为动作。本文发现，果蝇的指令型 DNs 直接招募其他 DNs 构成的网络，以协调需要主动控制多个躯体部位的行为。过去认为，指令型 DNs 独立地驱动行为，但其实它们与大量 DNs 群体共同激活。连接组分析与实验调控揭示，这种功能招募可被指令型 DNs 与 DNs 网络之间的直接兴奋性连接所解释。这种下行神经元群体招募是行为控制所必需的：DNs 和许多下游下行神经元需要通过网络共激活来驱动复杂行为，否则只能驱动简单的刻板运动。这些 DN 网络形成行为特异性的神经元集群，并且相互抑制。[论文详细信息]
A body–brain circuit that regulates body inflammatory responses
调节身体炎症反应的躯体-大脑回路
（导读 严冰冰）外周免疫冲击可激活“躯体-大脑轴”，以调控免疫反应。促炎和抗炎的细胞因子与多种类型的迷走神经进行信息交流，告知大脑即将产生炎症反应。反过来，大脑紧密调控外周免疫反应的周期。使用遗传学方法沉默这条躯体-大脑回路，导致炎症反应失调、失控，而激活它可对免疫反应进行神经控制。通过单细胞 RNA 测序与功能成像技术，识别出神经免疫轴的组成组分；对其进行特异性调控，可有效地抑制促炎反应而增强抗炎状态。[相关报道：金皞/李梦彤等发现控制身体炎症反应的大脑回路，为自身免疫疾病等药物开发打开新思路]
Mental navigation in the primate entorhinal cortex
灵长类动物内嗅皮层的心理导航
（导读 严冰冰）本文对认知地图理论的基础假设进行验证，即认知地图可在没有外接输入的情况下支持内在计算。在心理导航任务中，猴子在看不到中间标志的情况下，使用操纵杆在成对的视觉标志之间产生一维向量。猴子可执行该任务并泛化到新的目标图片，提示它们依赖对地标的结构化表征。在内嗅皮层中，任务调制的神经元活动与地标的时序结构相匹配，并展示出连续吸引子网络的特征。路径整合的连续吸引子网络模型可通过赫布学习机制进行增强，解释了该系统如何内在地回忆地标。该模型也对内在地标可瞬时地减缓路径整合、重置动态并降低多样性做出了预测。这个预测也在对神经元发放多样性与行为数据的重分析中得到了证明。[论文详细信息]
A virally encoded high-resolution screen of cytomegalovirus dependencies
巨细胞病毒依赖性病毒编码高分辨率筛选
（导读 阿金）基因筛查改变了我们调查病毒感染所需的细胞因子的能力。本研究通过工程设计人类巨细胞病毒以直接从病毒基因组中表达单个引导 DNA 库，研发出病毒编码的 CRISPR-碱基直接读出筛查（VECOS），以汇集的形式表征病毒感染的不同阶段。研究人员由此识别出上百种宿主依赖性和限制因子，量化了其对病毒基因组复制、病毒颗粒分泌和分泌出的颗粒感染性的直接作用。测量结果表明改变人类巨细胞病毒生命周期最后阶段的扰动主要调控病毒颗粒质量而非数量。因此 VECOS 有助于系统性解析人类蛋白质在感染周期的作用。[论文详细信息]
Epigenetic inheritance of diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs
饮食诱导和精子携带的线粒体 RNA 表观遗传
（导读 领研网）准爸爸的饮食结构和体重会影响精子的质量，并由此影响孩子一生的健康。本研究通过儿童队列数据分析，发现在准妈妈体重正常的家庭中，准爸爸超重或肥胖会使后代的肥胖风险增加一倍。其中准爸爸的高脂肪饮食习惯会影响新生精子线粒体内的一些 tRNA 片段：mt-tsRNA。些精子与卵子结合后，其中的 mt-tsRNA 会转移到胚胎的细胞中，参与调控早期胚胎的基因表达。因此为了降低孩子日后患肥胖和糖尿病等疾病的风险，研究结果建议准爸爸们应该加强关注预防性保健。[相关报道：备孕期间，爸爸吃什么很关键！《自然》揭示吃得油腻影响精子质量和孩子健康]
Selective haematological cancer eradication with preserved haematopoiesis
保留造血功能的选择性血液系统癌症根除方法
（导读 领研网）对于很多血液系统恶性肿瘤来说，移植造血干细胞目前还是治愈的唯一机会。本研究开发了一种新的抗体偶联药物（ADC），ADC 以造血细胞上广泛表达的 CD45 为靶点，可识别患者体内的包括造血干细胞在内的各种血细胞，同时不会识别身体的其他细胞，从而可以用“更温和”的方式重建患者的整个造血系统。该方法有潜力为健康状态不适宜为干细胞移植做化疗的患者提供新的治疗选择。[相关报道：逐步“换血”，精确清除肿瘤！ADC新疗法登上《自然》]
Profiling phagosome proteins identifies PD-L1 as a fungal-binding receptor
吞噬体蛋白分析表明 PD-L1 是真菌结合受体
（导读 领研网）在癌症免疫治疗中，肿瘤细胞表面的配体 PD-L1 通过与受体 PD-1 结合抑制抗肿瘤免疫。本研究在调查免疫系统抗真菌免疫的过程中，意外发现免疫检查点 PD-L1 能帮助巨噬细胞识别真菌，并调动抗真菌免疫。通过酵母展示技术和细胞流技术，研究人员证实 PD-L1 其实是与真菌的核糖体蛋白 Rpl20b 结合，而且 Rpl20b 作为 PD-L1 的配体，与 PD-L1 的结合界面跟 PD-1 与 PD-L1 作用界面相似。该结果表明 PD-L1 在抗真菌感染中也发挥着重要作用。[论文详细信息]
Strand-resolved mutagenicity of DNA damage and repair
DNA 损伤和修复的链解析致突变性
（导读 阿金）DNA 碱基损伤是致癌突变的主要来源，通过损伤分离产生链相位突变模式和多等位基因变体。本研究利用上述特征揭示了诸如 DNA 复制和转录这样的链不对称过程塑造 DNA 损伤与修复的过程，尽管主导链与滞后链的复制机制不同，研究人员仍然观察到两种链相似的保真度和损伤耐受性。DNA 损伤诱导的突变主要受到 DNA 在修复效率中的可及性所影响。另外还揭示了通过破坏核苷酸切除修复驱动致癌突变的基因组条件。结果为理解 DNA 损伤形成、耐受以及修复过程中的链不对称机制提供新思路。[论文详细信息]
DNA mismatch and damage patterns revealed by single-molecule sequencing
单分子测序揭示 DNA 错配和损伤模式
（导读 领研网）身体内每个细胞的基因组在生命过程中会不断累计突变，诱发癌症或其他疾病。本研究报告一种单分子长读取测序方法：HiDEF-seq，由于大多数突变起源于仅存在于两条 DNA 链中的一条上的 DNA 变化，当一条 DNA 链在复制过程中没有被正确复制时就会发生这些变化。如果这些单链 DNA 的改变并没有被细胞所复制，那么这些改变就会有可能会成为永久性的双链突变。HiDEF-seq 技术能以极高的准确性检测双链突变，每分析 100 万亿个碱基对大约就会读取一个记录错误。该结果为在未来实验中使用 HiDEF-seq 技术奠定了一定基础，有望帮助理解 DNA 损伤和突变发生背后的分子机制。[论文详细信息]
Kainate receptor channel opening and gating mechanism
红藻氨酸受体通道的打开和门控机制
（导读 领研网）红藻氨酸受体是四聚体配体门控离子通道，介导兴奋性神经传递。本研究在激动剂谷氨酸以及正变构调节剂凝集素伴刀豆球蛋白 A 和 BPAM344 作用下的，红藻氨酸受体 GluK2 的冷冻电镜结构。结构解析不仅揭示了红藻氨酸受受体门控的分子基础，可以指导治疗神经系统疾病药物的开发。[论文详细信息]
Structural mechanism of angiogenin activation by the ribosome
核糖体激活血管生成素的结构机制
（导读 领研网）血管生成素是一种 RNase-A 家族蛋白，促进血管生成，并与癌症、神经退行性疾病和表观遗传有关，目前酶的激活和 tRNA 特异性机制仍待阐释。本研究使用生化分析和冷冻电镜揭示了血管生成素的激活机制，发现细胞质核糖体是血管生成素激活剂。血管生成素结合在 80S 核糖体的 A 位点。血管生成素的 C 端尾部通过与核糖体的相互作用重新排列以激活 RNase 催化中心。结果不仅解释了血管生成素的激活，还解释了核糖体提供的底物特异性。[论文详细信息]
Microbial competition for phosphorus limits the CO2 response of a mature forest
微生物对磷的竞争限制了成熟森林对二氧化碳的反应
（导读 领研网）随着未来大气中二氧化碳浓度不断地升高，陆地森林生态系统是否会产生额外碳汇，该问题仍待争议。本研究基于澳大利亚的成熟森林露天二氧化碳倍增实验平台，对位于西悉尼坎贝兰平原的一片超过 100 年树龄的成熟桉树森林进行实验，来探究生态系统磷循环如何响应大气二氧化碳浓度的升高。测量结果发现土壤微生物对土壤磷的矿化和固持限制了冠层树木在大气二氧化碳浓度升高下的磷吸收速率，从而限制了森林的额外固碳能力。[论文详细信息]
材料科学
Materials Science
Capturing carbon dioxide from air with charged-sorbents
使用带电吸附剂从空气中捕获二氧化碳
（导读 领研网）减少排放和从大气中去除温室气体对于实现净零排放和限制气候变化都十分必要。本研究介绍了一类称为“带电吸附剂”的新型设计吸附剂材料。这些材料通过类似电池的充电过程制备：将离子积累在低成本活性炭的孔隙中，然后插入的离子作为二氧化碳吸附的位点。研究人员通过充电过程在碳电极的孔隙中积累活性氢氧离子，并发现所得吸附剂材料可以通过（重）碳酸盐形成快速捕获环境空气中的二氧化碳。预计带电吸附剂将在化学分离、催化等领域找到众多潜在的应用。[相关报道：港中深教授一作——新型吸附剂材料，高效 CO2 捕获与再生]
Work hardening in colloidal crystals
胶体晶体的加工硬化
（导读 领研网）胶体晶体的力学性质与原子系统的力学性质大不相同，由于加工硬化过程，晶体材料在不断增大的剪切作用下可以发生塑性变形并变得更强。本研究展示了硬球胶体晶体表现出的工作硬化现象，通过共焦显微镜对颗粒进行成像，并分析位移和应变来研究主导滑移系统的塑性变形过程。实验结果表明随着位错密度的增加，胶体晶体的强度增加，并最终达到了经典的 Taylor 硬化行为。[论文详细信息]
Atomic dynamics of electrified solid–liquid interfaces in liquid-cell TEM
液体电池透射电子显微镜中带电固液界面的原子动力学
（导读 领研网）带电固液界面（ESLI）在与能源、生物和地球化学相关的各种电化学过程中起着关键作用。本研究开发了用于透射电子显微镜（TEM）的先进聚合物电化学液体电池，能够直接监测铜（Cu）催化的 CO2 电还原反应期间 ESLI 的原子动力学。观察揭示了一个波动的液体状无定形界面。它经历可逆的晶体-非晶结构转变，并沿着带电的 Cu 表面流动，从而介导晶体 Cu 表面重组和通过界面层的质量损失。该结果为利用原位成像能力探索原子动力学及其在涉及 ESLI 的广泛系统中的影响提供了许多机会。[相关报道：一台 TEM，发一篇 Nature！]
Reproducible graphene synthesis by oxygen-free chemical vapour deposition
通过无氧化学气相沉积进行可重复的石墨烯合成
（导读 领研网）石墨烯在铜上进行化学气相合成（CVD）技术已经取得了诸多进展。本研究提出微量氧是决定低压 CVD 生长的石墨烯生长轨迹和质量的关键因素。无氧化学气相沉积（OF-CVD）合成速度快且高度可重复，其动力学可以用紧凑模型描述，而添加微量氧会导致成核抑制和生长变慢/不完全。在无氧条件下生长的外延石墨烯没有污染，也没有可检测到的 D 峰。通过强调消除微量氧的重要性，该结果为未来的 CVD 系统设计和操作提供了指导。[相关报道：石墨烯再发 Nature，揭秘无氧化学 CVD 生长的高效路径]
Acceleration of radiative recombination for efficient perovskite LEDs
辐射复合过程的加速以实现高效钙钛矿发光二极管
（导读 领研网）随着平板显示和固态照明应用的不断发展，对更高效、更亮的薄膜发光二极管（LEDs）的需求日益增加，推动了对三维（3D）钙钛矿材料的研究。本研究利用双添加剂结晶方法，促进了四方相 FAPbI3 钙钛矿的形成，加速了辐射复合的过程，实现了高效的 3D 钙钛矿。该成果为开发高效、高亮度的薄膜 LEDs 提供了重要的理论和实验基础。[相关报道：南工大 3D 钙钛矿创纪录！32.0% EQE 登上 Nature]
Control of proton transport and hydrogenation in double-gated graphene
双门控石墨烯中质子传输和氢化的控制
（导读 领研网）石墨烯质子传输和氢化过程的能量障碍限制了实际应用。本研究展示了在电解质双门控石墨烯器件中通过独立控制电场强度和载流子密度，实现质子传输和氢化反应两个电化学过程的解耦以及选择性调控，显著加速了质子传输。并在同一器件的同一功能层中同时实现逻辑运算与记忆存储两个计算机基本功能。该成果为石墨烯基器件的开发与应用开辟新途径。[论文详细信息]
其他
【Planetary Science-行星科学】A secondary atmosphere on the rocky exoplanet 55 Cancri e
岩石系外行星 55 Cancrie上的大气探测
（导读 领研网）表征岩石系外行星是天文学的核心目标之一。本研究报告詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）首次探测到太阳系外岩石行星 55 Cancrie 周围的大气层，该行星半径约为地球的两倍，质量超过地球八倍。探测数据显示 55 Cancrie 的大气中包含碳基气体，说明可能富含二氧化碳或一氧化碳。该结果有助于理解太阳系的早期历史。[相关报道：JWST 首次探测到存在大气层的类地系外行星]
【Physics-物理】A site-resolved two-dimensional quantum simulator with hundreds of trapped ions
具有数百个囚禁离子的位点分辨二维量子模拟器
（导读 领研网）离子阱系统被认为是最有希望实现大规模量子模拟和量子计算的物理系统之一。本研究利用低温一体化离子阱技术和二维离子阵方案，大规模扩展离子量子比特数量，提高离子阵列稳定性，实现了 512 个离子的稳定囚禁和边带冷却，对 300 个离子实现可单比特分辨的量子态测量。该结果为深入研究多体非平衡态量子动力学提供了全新的强大工具。[论文详细信息]
【Computer Science-计算机】Detecting hallucinations in large language models using semantic entropy
使用语义熵检测大语言模型中的幻觉
（导读 领研网）大语言模型（LLM）很容易产生“幻觉”，生成不准确或没有意义的内容。本研究尝试量化一个 LLM 产生幻觉的程度，提出能检测幻觉子类别之一“编造”的内容。该方法不仅考虑了语言的微妙差别，以及回答如何能以不同的方式表达，从而拥有不同的涵义。结果表明所提出的方法能在 LLM 生成的个人简介、关于琐事、常识和生命科学这类话题的回答中识别出“编造”痕迹。该成果有助于提升 LLM 在更多应用场景中的置信度。[相关报道：如何识破大语言模型在胡编乱造]
【Archaeology-考古学】The time between Palaeolithic hearths
旧石器时代炉灶之间的时间差距
（导读 小天）解开旧石器时代人类活动的时间尺度是史前考古学最核心的挑战之一。本研究报告了来自西班牙 El Salt Unit X 的 6 个中石器时代炉灶之间的高分辨时间差异，时间跨度约 200 至 240 年，概率高达 99%，不同炉灶之间的时间差距从几十年到数百年间隔不等。结果从定量角度评估了人类占领事件的时间框架，时间尺度接近于一个人一生的寿命时长。[论文详细信息]
