审校 小象 小冰
制版 阿金
生物学
Biology
Brain-wide dynamics linking sensation to action during decision-making
决策过程中的全脑动态连接感觉与行动
（导读 严冰冰）本文训练小鼠报告模糊视觉输入的变化，并记录小鼠全脑神经元活动。在学习之后，大多数脑区的稀疏神经元群体中都涌现出证据整合，以驱动运动准备的活动。视觉响应从感觉区域的瞬时激活中转移至额叶运动皮层、丘脑、基底节、中脑和小脑的持续表征，实现并行证据积累。这些脑区中共享的群体活动特征编码了视觉证据和运动准备，与运动执行的动力特征不同。在运动准备亚区的神经元活动受证据整合神经元所驱动，而证据整合神经元活动在运动起始时坍塌，允许整合过程重置。在前运动区，证据整合的时间尺度与局部脑区固有动力特征是独立的，因此依赖于任务经验。综上，学习将数个脑区的证据积累和行动准备对齐，导致决策过程中高度分散而并行的感觉运动转换。[相关报道：首次绘制大脑的决策过程]
Encoding of female mating dynamics by a hypothalamic line attractor
下丘脑线性吸引子编码雌性交配动力学
（导读 严冰冰）雌性小鼠腹内侧下丘脑的雌激素受体1型阳性神经元控制交配接受程度。本文使用非监督动力系统分析交配过程中这些神经元的钙信号活动，发现一个钙信号缓慢爬升的维度，生成神经元状态空间的线性吸引子。活动雌性小鼠的神经扰动可导致群体活动松弛回到吸引子。在交配过程中，群体活动整合雄性线索以沿着吸引子攀升。吸引子维度的神经活动与交配接受度正性相关。长期钙成像发现吸引子动力在发情期中出现再消失，依赖于激素。[论文详细信息]
Causal evidence of a line attractor encoding an affective state
线吸引子编码情感状态的因果证据
（导读 严冰冰）雄性小鼠遇到侵略性情况时，下丘脑神经元表现出线性吸引子动力，可能编码攻击性内在状态的强度和持续时间。本文发现在头部固定小鼠观察攻击行为时，这些神经元也表现出线性吸引子动态。使用双光子钙成像和光遗传扰动技术，识别并调控这些线性吸引子相关神经元，on-manifold扰动导致光遗传刺激的整合和持续的神经活动，驱动系统沿吸引子发展，而瞬时off-manifold扰动导致迅速松弛回到吸引子。单细胞激活和成像发现这些神经元之间的选择性功能连接。不同小鼠之间的吸引子稳定性差异与这些神经元的功能连接相关。递归神经网络模型发现致密的亚网络连接性和缓慢的神经递质传递与实验现象最相符。[论文详细信息]
Selective utilization of glucose metabolism guides mammalian gastrulation
葡萄糖代谢的选择性利用指导哺乳动物原肠胚形成
（导读 领研网）代谢是关键的发育调控因子，在指导细胞程序中利用营养物质以塑造发育中哺乳动物胚胎的机制作用仍待阐释。本研究通过对发育中的小鼠胚胎、干细胞模型和胚胎衍生组织进行单细胞分辨率成像，绘制了葡萄糖摄取的空间和时间模式图，发现葡萄糖代谢的初始波发生在后外胚层细胞，并随着发育过程向前扩展。随后的糖酵解波支持中胚层细胞原理原始条纹，促进横向扩张。另外葡萄糖代谢影响ERK信号通路，对原肠胚形成期间 的细胞分化和迁移至关重要。该结果强调了葡萄糖代谢与遗传和信号机制的协调作用。[论文详细信息]
Tuft cells act as regenerative stem cells in the human intestine
簇细胞在人类肠道中充当再生干细胞
（导读 领研网）在小鼠体内肠道簇细胞（tuft cells）是一种长寿的有丝分裂后细胞类型，可分为两个亚群：tuft-1和tuft-2。本研究利用实验室培育的微型人类肠道类器官，发现当免疫线索触发肠道簇细胞时，它们就会分裂并制造新细胞。不同于祖细胞和干细胞，肠道簇细胞在严重损伤后仍能存活下来，并促进肠道上皮细胞的再生。结果表明簇细胞在人体肠道中形成了一个干细胞后备池，组织发生损伤时会发挥作用，可能会对再生医学产生一定影响。[论文详细信息]
A brain-to-gut signal controls intestinal fat absorption
脑-肠道信号控制肠道脂肪吸收
（导读 领研网）肠道中的脂肪吸收是否受到脑-肠轴的调控，该问题仍待阐释。本研究表明大脑能够直接调控肠道的脂肪吸收，当这条“脑-肠轴”通道受到抑制时，肠道对脂肪的吸收随之减少，另外还发现天然化合物葛根素可以抑制脑-肠轴中的一群特定神经元，展现出治疗肥胖的潜力。[相关报道：上海交大王卫庆/王计秋团队揭示“脑肠轴”调控体重新机制，中药葛根素或可用于减肥]
Glucose-sensitive insulin with attenuation of hypoglycaemia
葡萄糖敏感型胰岛素可减轻低血糖
（导读 领研网）糖尿病患者需要补充性注射胰岛素来控制血糖，但由于血糖水平波动难以预测，因此很难选择合适 的胰岛素剂量。本研究在实验式和动物模型中展示了一种能防止血糖骤降的改良胰岛素，其活性可根据血液中葡萄糖水平的变化而变化，其中的NNC2215分子可作为切换开关。该成果为糖尿病患者提供一个更灵活的方式来补充胰岛素。[相关报道：新型胰岛素可防止血糖骤降]
Amplification of autoimmune organ damage by NKp46-activated ILC1s
NKp46激活的ILC1会放大自身免疫器官损伤
（导读 领研网）自身免疫病的发病具有隐匿性、遗传倾向、难治性与复发性。本研究揭示了NKp46调节ILC1-巨噬细胞-肾实质细胞轴在不影响自身免疫条件下促进肾脏炎性级联反应放大，导致组织损伤，该结果为自身免疫宿主易感的分子机制提供深层次理解以及对慢性炎症性疾病的免疫治疗具有重要意义。[相关报道：NKp46活化ILC1放大自身免疫组织损伤]
A pathology foundation model for cancer diagnosis and prognosis prediction
癌症诊断和预后预测的病理基础模型
（导读 领研网）现有的癌症诊断AI可以在少数的肿瘤类型中实现一定程度的诊断和预测，但这还远非AI的全部实力。本研究报告全新一代的肿瘤诊断AI——CHIEF（临床组织病理学图像评估基础），它能够在多达19种癌症类型中发挥肿瘤诊断、肿瘤微环境定位，治疗策略引导，生存率预测等多种能力，并且预测准确性要优于过往的AI诊断系统。[相关报道：AI全新里程碑！全面革新19种癌症诊断，有望推动癌症诊疗质的飞跃]
Two-factor authentication underpins the precision of the piRNA pathway
双重因素验证确保piRNA通路的精确性
（导读 领研网）PIWI互作RNA（piRNA）通路引导年轻、活跃的转座子在雄性小鼠生殖发育过程中的DNA甲基化。本研究阐释了DNA甲基化的双重验证机制：SPIN1能够通过识别H3K4me3-K9me3双重标记的年轻LINE1转座子，并通过与SPOCD1的相互作用介导初步识别。这一过程是piRNA指导MIWI2识别新生转录本的前提条件，DNA甲基化启动前的第一步验证机制。而MIWI2与新生转录本的结合则是第二步验证机制，从而最终确保DNA甲基化的精确性。[相关报道：双重验证机制确保piRNA通路的精确性]
RNA m5C oxidation by TET2 regulates chromatin state and leukaemogenesis
TET2氧化RNA m5C调节染色质状态和白血病形成
（导读 领研网）高达60%的成年白血病病例，以及其他一些类型的癌症，与TET基因有关。本研究发现TET2发生缺陷时实际上影响的也是RNA的甲基化修饰，TET2编码的TET 甲基胞嘧啶双加氧酶调节染色质相关的逆转录转座子RNA（caRNA）发生m5C甲基化的频率，进而影响染色质的开放状态。所以，TET2缺失使染色质进一步开放，增加干细胞内的转录，重新打开生长途径——失控的生长最终可能导致癌症。[相关报道：破解常见突变的致癌之谜！何川/徐明江团队《自然》发文，为多种疾病提供全新靶点]
The genetic architecture of protein stability
蛋白质稳定性的遗传结构
（导读 领研网）深度神经网络在各种蛋白质效应预测和设计任务中展现了其卓越的能力。本研究通过富集功能性蛋白质序列探索了具有超过30维和超过1010种基因型的高维蛋白质序列空间的遗传结构。结果表明蛋白质的遗传结构相对简洁，加性能量模型在预测性能上表现优异。此外，通过量化突变之间的成对能量耦合，显著提高了模型的预测能力，且这些耦合与蛋白质的三维结构密切相关。因此，蛋白质的遗传结构简单且易于理解，在一定程度上可归结为加性能量与少量稀疏的成对结构耦合的共同作用。[相关报道：蛋白质稳定性的遗传结构]
Continental-scale nutrient and contaminant delivery by Pacific salmon
太平洋鲑鱼输送大陆规模的营养物和污染物
（导读 小天）迁徙动物带来的大量营养物质流动对食物网络产生生态益处。本研究结合40年来大西洋鲑鱼每年的返程携带的营养物质与污染物质浓度，量化了种群结构中的变化对海洋至淡水输入到北美西部的影响。更高的鲑鱼返回增加了30%的营养物质和20%的污染物质，主要贡献者为粉鲑鱼，它们寿命偏短，在海洋食物网络中处于更低的层面，但具有最高的营养物质/污染物质比。最终结果展示了长期环境变化与营养物质和污染物质在大空间尺度下流动的相互作用关系，为探索其他迁移物种的相似模式提供参考。[论文详细信息]
Islands are key for protecting the world’s plant endemism
岛屿是保护世界植物特有性的关键
（导读 小天）岛屿是生物演化的天然实验室，支撑着许多其他地方没有的物种的生存。本研究提供了一份所有出现在岛屿上的已知维管植物标准化名录，其中记录下其地理和系统发育分布以及保护风险。研究人员分析了总共304,103种植物，发现94,053种植物为岛屿上原生物种，其中63,280种为岛屿特有物种，占据全球植物多样性的21%，四分之三受限于大型岛屿或孤立岛屿。与全球植物群相比，岛屿特有植物在生命树中的分布非随机。目前，51%的特有植物面临生存威胁，在有记录的全球灭绝事件中55%的事件发生在岛屿上。该结果量化了岛屿生命的独特性，为深入研究岛屿植物群提供新基础。[论文详细信息]
Terrestrial photosynthesis inferred from plant carbonyl sulfide uptake
从植物吸收羰基硫化物推断陆地光合作用
（导读 领研网）陆地总初级生产力（GPP）是生物圈最大的碳流通，因此是衡量陆地植物通过光合作用从大气中清楚二氧化碳量的重要指标。本研究利用羰基硫化物（OCS）作为光合作用的替代物来量化光合作用活动，该指标可清晰展示OCS和二氧化碳从叶片进入叶绿体进行碳固定的过程，以数值形式表示OCS在叶片中的扩散和OCS扩散与光合作用之间的关系。该结果为气候预测模型提供新依据，有助于减少热带森林GPP预测的不确定性。[论文详细信息]
天文学
Astronomy
Quasi-periodic X-ray eruptions years after a nearby tidal disruption event
邻近的潮汐瓦解事件发生数年后的准周期性X射线暴发
（导读 小天）准周期性暴发（QPE）是来自星系核软X射线的明亮暴发现象，可重复数小时或数周。本研究报告检测到来自AT2019qiz的九次X射线QPE，平均重复时间约为48小时，研究人员建立模型，并通过吸积盘的紫外线核核光学发射表明一颗绕行的天体与吸积盘相撞，从而可能解释观测到的QPE现象。[论文详细信息]
Two waves of massive stars running away from the young cluster R136
两波大质量恒星逃离年轻的R136星团
（导读 小天）大质量恒星主要诞生于星系团或星簇中，其辐射场、星际风核超新星强烈影响其局部环境。本研究报告星团R136中的大质量恒星以惊人速度逃逸该星团，其中约23%至33%的最亮恒星是逃逸恒星，意味着它们形成时的环境可能极为动态。该结果不仅拓展了对恒星物理学的理解，也为后续观测提供新视角。[论文详细信息]
计算机科学
Computer science
Scalable watermarking for identifying large language model outputs
用于识别大型语言模型输出的可扩展水印
（导读 领研网）基于大语言模型的聊天机器人所生成的文本核人类书写的内容难以区分，存在污染网络文字信息的可能。本研究报告一种文本水印方案SynID-Text，在不影响大模型训练过程的条件下，只修改采样过程，以特定方式偏移大语言模型生成的文本，从而给生成的文字添加水印，且可被相关软件检测出来。[相关报道：为AI生成文本加水印]
Parallel molecular data storage by printing epigenetic bits on DNA
通过在DNA上打印表观遗传位来实现分子数据并行存储
（导读 领研网）DNA具有超高存储密度，且在避免潮湿核紫外线照射情况下可保存数十万年之久，因此DNA作为存储介质的潜力巨大。本研究报告一种受表观遗传学启发的DNA数据存储新方法：表观比特，可提高将数据写入DNA的速度核成本效益。研究人员将一张中国汉代拓片图像和一张熊猫照片存储进DNA，后将照片准确地印刷并检索出来。该技术有望为可持续、高密度数据存储技术的需求提供解决方案。[相关报道：利用表观遗传，将大熊猫照片存进DNA，实现更高效的DNA数据存储]
材料科学
Materials Science
Peptide programming of supramolecular vinylidene fluoride ferroelectric phases
超分子偏氟乙烯铁电相的肽编程
（导读 领研网）有机铁电材料能够与生物系统接口或集成到软电子设备中，展现出极大的应用潜力。本研究通过生物启发策略解决了聚偏氟乙烯（PVDF）基材料中铁电相热力学不稳定和高矫顽场的问题，通过肽两亲分子引导的自组装，实现了低聚偏氟乙烯的有序排列，生成了一种热力学稳定的带状铁电超分子结构。该结果为软铁电材料的开发提供了新途径。[相关报道：四院院士，再发Nature！]
Harnessing plasticity in sequential metamaterials for ideal shock absorption
利用序列超材料的可塑性实现理想的减震效果
（导读 领研网）机械超材料表现出低密度条件下的高刚度，能量吸收增强、形状变形、顺序变形等有趣特征。本研究发现了超材料中塑性和屈曲不稳定性之间的微妙平衡：屈服屈曲。研究人员由此设计出一种超材料，该材料以任意的步骤序列顺序屈曲，同时保持承载能力，同时结合了刚度和耗散，并可多次使用，还表现出卓越的减震性能。该结果将可塑性添加入超材料工具箱，使其具备大规模生产的潜力。[相关报道：超材料登上Nature——用屈服屈曲技术，实现高效减震]
其他
【Physics-物理】Electronic rotons and Wigner crystallites in a two-dimensional dipole liquid
二维偶极液体中的电子旋子和维格纳晶体
（导读 阿金）朗道提出的解释超流体液氦的关键概念是被称为旋子（roton）的量子粒子基本激发态。本研究报告在碱金属粒子二维偶极液体中观测到电子旋子，观测数据揭示了旋子的非周期性色散特征，可通过有限动量条件下的局部最小能量来表征。且随着偶极密度的降低，相互作用在动能中主导地位、旋子能隙都逐渐降至0。结果表明电子旋子（以及赝能隙）的主要起源是强相关效应。[论文详细信息]
【Chemistry-化学】Stereospecific radical coupling with a non-natural photodecarboxylase
与非天然光脱羧酶的立体特异性自由基偶联
（导读 菜菜）光酶是一种光能生物催化剂，主要依赖辅因子或非天然氨基酸激发起催化活性。本研究报告一种非天然光脱羧酶的设计方法，基于酶结合催化中间体的激发，由工程化I类醛羧酶活性位点内的羟醛生成烯胺离子，吸收紫外光，并作为单电子态氧化剂发挥作用。该结果强调了活性位点可将立体化学信息从手性自由基前体传递至产物，最终获得的“手性记忆”可有效解决手性自由基快速外消旋的问题。[论文详细信息]
【气候】Signature of the western boundary currents in local climate variabilit
西边界流对局部气候变化的影响
（导读 小天）西边界流是沿大洋西部边缘大陆坡的狭窄海域，也是全球海洋中能量最强的现象。本研究通过高空间分辨率数据分析表明，西边界流的海洋表面温度（SST）的变化在气候变化中表现出更稳定的特征，南北半球主要边界流中温暖SST的异常情况与局部地区降雨增加以及上升运动异常情况的独特特征相关联。结果表明温带海洋动力学过程影响局部地区气候变化性，在更高空间分辨率的地球系统模拟中可观测到这样的关联。[论文详细信息]
【Social Science-社会科学】The evolution of private reputations in information-abundant landscapes
信息丰富景观中的中私人声誉演变
（导读 小天）声誉对人类社会至关重要，个体基于自身在社会中的不同位置得到区别对待。本研究表明表明通过积累个体的若干观察来分配私人声誉可准确捕捉其行为、在没有强制机制的情况下促进紧急协议的达成，并保持合作，但前提需要个体对不良行为有一定容忍度。该发现对一阶和二阶判断规范准则都使用。该评估方法可概述为：看两次，原谅一次，在人类文化早期就已出现，并成为社会启发理论的基础。[论文详细信息]
