审校 小勺 小象 小冰
制版 阿金
生物学
Biology
Connectome-constrained networks predict neural activity across the fly visual system
连接组约束网络可预测果蝇视觉系统的神经活动
（导读 严冰冰）连接性数据在多大程度上有助于理解神经计算尚不清楚。本文发现，仅仅利用生物神经网络连接性的实验测量结果，就可以通过特定神经计算来预测神经活动。本文利用果蝇视叶运动通路中64种细胞类型的连接性实验数据来构建神经网络模型，但不包含单个神经元和单个突触属性的参数；再使用深度学习技术优化这些未知参数，让模型网络可以识别视觉运动。该模型可以对每个神经元进行预测，与26项研究中的实验测量结果一致。本文为使用连接组测量数据来探究神经环路功能机制提供了新策略，该策略在神经元稀疏连接时更可能成功。[论文详细信息]
Dopamine-mediated interactions between short- and long-term memory dynamics
多巴胺介导的短期和长期记忆动态之间的相互作用
（导读 严冰冰）本文发现果蝇大脑的蘑菇体中，交互作用的短期和长期记忆单元共同调控记忆，利用多巴胺信号编码固有和习得的感官效价。作者利用在体电压成像技术，在嗅觉关联配对任务中对500多只果蝇的神经元发放进行记录。原皮层后外侧1型多巴胺神经元（PPL1-DANs）异质性且双向地编码惩罚、奖赏及嗅觉线索的固有效价和习得效价。在学习过程中，这些效价信号调控蘑菇体输出神经元（MBONs）的记忆储存和消退。基于果蝇连接组和神经发放数据的计算模型可解释多巴胺信号如何调控短期与长期记忆环路间的交互作用。[论文详细信息]
CRISPR–Cas9 screens reveal regulators of ageing in neural stem cells
CRISPR–Cas9筛选揭示神经干细胞衰老的调节因子
（导读 领研网）衰老会影响神经干细胞（NSC）的能力，其活性随着年龄增长而逐渐降低，对新生神经元的供应速度减慢，促进记忆、认知功能衰退。本研究借助CRISPR筛选，从2万多个基因中找到与NSC活性相关的基因，其中参与葡萄糖转运过程的Slc2a4基因与NSC活性抑制有关，敲除该基因可以提升老年小鼠个体的新生神经元数量，恢复大脑韧性。[相关报道：让大脑重回年轻！《自然》：帮助神经元新生，“控糖”很重要]
Phages reconstitute NAD+ to counter bacterial immunity
噬菌体重建NAD+来对抗细菌免疫
（导读 领研网）细菌通过多种抗噬菌体防御系统来抵御噬菌体感染，而NAD+是噬菌体感染过程中所必需的分子。本研究表明NAD+重建通路1（NARP1）的两步过程，在感染细胞中将NAD+从其降解产物中重新合成的酶促通路。其中一种酶（ADPR-PP合成酶）将ADP-核糖磷酸化生成ADPR焦磷酸，第二种酶（烟酰胺ADPR-转移酶）将ADPR-PP和烟酰胺结合生成NAD+，从而克服细菌的抗病毒防御机制。[相关报道：噬菌体与细菌的“军备竞赛”——噬菌体通过重新合成NAD+抵抗宿主防御]
Gasdermin D-mediated metabolic crosstalk promotes tissue repair
Gasdermin D介导的代谢串扰促进组织修复
（导读 领研网）早期再生微环境的建立对于组织再生至关重要，Gasdermin D（GSDMD）依赖的细胞焦亡在遭受多种损伤时会释放炎症细胞因子。本研究发现巨噬细胞的GSDMD缺乏会延缓组织恢复，对局部炎症微环境或裂解性细胞焦亡过程影响不大。当组织损伤时，会激活巨噬细胞进入一种“超活化”状态，在细胞膜上形成GSDMD蛋白孔洞作为通道释放11,12-环氧二十碳三烯酸（11,12-EET）来促进组织修复。该结果揭示了巨噬细胞和肌肉干细胞之间的代谢物串扰机制，为损伤或衰老组织的再生治疗提供新见解。[相关报道：浙江大学王迪/池哲勖团队揭示利用炎症促进损伤或衰老组织修复的新机制]
Tumour evolution and microenvironment interactions in 2D and 3D space
二维和三维空间中的肿瘤演化和微环境相互作用
（导读 领研网）人类肿瘤图谱网络计划旨在构建人类肿瘤演变中细胞、结构和分子特征的三维图谱。本研究检验了6大肿瘤类型78例肿瘤病理的131处肿瘤区的队列数据，提出了“肿瘤微区”的定义，描述肿瘤结构及其所在环境。3D 细胞图谱显示肿瘤的核心具有更高的代谢活动，而边缘的抗原呈递等免疫活动更多。此外还确定了肿瘤内部有免疫细胞活性更高的“热区”和相反的“冷区”，由此可解释肿瘤细胞免疫耐药性。[相关报道：肿瘤图谱绘出癌症演化]
Temporal recording of mammalian development and precancer
哺乳动物发育和癌前病变的时间记录
（导读 阿金）本研究报告了小鼠胚胎发育过程中组织特异性细胞增殖的精确时间记录，对小鼠腺瘤的分析结合人类癌前期多组学和单细胞分析，证明15%~30%的结肠癌前期中多克隆起始的发生，提供多模态框架为在体记录、整合天然或合成遗传变化奠定新基础。[相关报道：《自然》专题：开创肿瘤研究新时代！12篇论文齐发，3D图谱揭示六大癌症的起源与演变]
Polyclonality overcomes fitness barriers in Apc-driven tumorigenesis
多克隆性克服了Apc驱动肿瘤发生中的适应性障碍
（导读 领研网）本研究发现大部分肠道肿瘤具有多谱系起源，抑癌基因APC的功能丧失突变是肠道肿瘤发生的起始步骤，此外多克隆肿瘤具有携带不同APC突变的亚克隆结构，其不同之处是由KRAS和MYC信号通路的差异所驱动。结果表明依赖于克隆间致癌途径的激活差异，克隆间相互作用起到了促进肠道肿瘤发生的作用。[相关报道：《自然》专题：开创肿瘤研究新时代！12篇论文齐发，3D图谱揭示六大癌症的起源与演变]
Biomolecular condensates mediate bending and scission of endosome membranes
生物分子凝聚体介导内体膜的弯曲和剪切
（导读 领研网）多囊泡体是细胞内的重要细胞器，在细胞质量控制过程中发挥关键作用。本研究揭示了植物蛋白FREE1相分离形成凝聚体，通过润湿作用诱导内体膜的内陷和不稳定性，足以在不依赖内体分选复合物和三磷酸腺苷的情况下介导腔内小泡的形成。[论文详细信息]
Machine-guided design of cell-type-targeting cis-regulatory elements
针对细胞类型的顺式调控元件的机器引导设计
（导读 领研网）顺式调控元件（CREs）控制基因表达、协调组织身份、发育时间并激发定义不同细胞类型的应答机制。本研究借助AI技术，基于机器学习合成了数千个全新的CRE，研究人员开发的DNA活性计算优化（CODA）平台可自主合成CRE序列，而且这些合成的CRE能模拟出训练中天然CRE的细胞类型特异性，包含了在目标细胞类型中表达基因的序列组合，以及抑制或关闭其他细胞类型中基因表达的序列。该结果将有助于开发专门的报告基因、CRISPR疗法、基因替代方法等应用。[相关报道：基因操控进入AI新时代！设计数千种DNA“开关”，有望带来精准基因治疗]
Rapid homologue juxtaposition during meiotic chromosome pairing
减数分裂染色体配对过程中的快速同源物并列
（导读 阿金）减数分裂的核心特征是母系与父系同源染色体（同源物）配对，识别同源物及其在空间中的并列位置由轴相关重组复合物介导。本研究通过四维荧光成像标记出的芽殖酵母染色体基因座的同源物并列，发现来自相当远的距离的相应基因座汇聚在一起，在很短时间内完成配对，即同源物快速并列（RHJ）。另外，RHJ发生在染色体获得前期染色体组织之后，在三分之一染色体长度上近乎同步，但在整个基因组内非同步。结果表明细胞骨架介导的运动对RHJ启动的时间和距离至关重要，确保其正常进程。[论文详细信息]
AARS1 and AARS2 sense l-lactate to regulate cGAS as global lysine lactyltransferases
AARS1和AARS2感知l-乳酸以调节cGAS作为赖氨酸乳酰转移酶
（导读 领研网）I-乳酸通过乳酸化修饰蛋白质。本研究发现丙氨酰-tRNA合酶1（AARS1）与丙氨酰-tRNA合酶2（AARS2）以及它们在大肠杆菌中的同源蛋白AlaRS能够感知L-乳酸积累，发挥介导蛋白组乳酸化的关键作用，使后者功能从结合DNA转变为排斥DNA，从而抑制cGAMP的合成。该结果揭示了AARS1/2作为乳酸感知蛋白和乳酸化修饰泛酶的重要角色。[论文详细信息]
LYCHOS is a human hybrid of a plant-like PIN transporter and a GPCR
LYCHOS是植物类PIN转运体与GPCR的人类混合体
（导读 领研网）溶酶体在调控真核生物代谢和细胞生长过程过发挥关键作用。本研究使用冷冻电镜解析出蛋白质LYCHOS的结构，发现人类LYCHOS是一种细胞转运体和G蛋白偶联受体（GPCR）的独特混合体，具有胆固醇传感蛋白的功能，通过激活mTORC1蛋白复合物促进细胞生长调节和代谢。该结果扩展了对GPCR的了解，为开发阻断异常细胞生长的药物开辟新途径。[论文详细信息]
天文学
Astronomy
Selection bias obfuscates the discovery of fast radio burst sources
选择偏差阻碍快速射电暴源的发现
（导读 小天）快速射电暴（FRBs）具有高能、短持续时长的特征。本研究利用非定向巡天发现的FRB宿主星系样本，提供实证证据表明在检测有巨大边缘倾角星系中的FRB时，存在显著的选择偏差，可能导致大幅低估了文献中报告的FRB率，且不利于先前推测的球状星簇作为FRB源头主要起源的理论。而FRB宿主星系的散射可能是导致观测偏差的原因。该结果表明需要更大样本的局部FRB，从而有助于稳定量化散射对边缘角度相关选择偏差的影响。[论文详细信息]
The cool brown dwarf Gliese 229 B is a close binary
寒冷褐矮星Gliese 229 B是靠近恒星的双星系统
（导读 领研网）Gliese 229B是人类发现的第一颗褐矮星。本研究使用欧洲南方天文台甚大望远镜中的GRAVITY一起，结合CRIRES+，根据褐矮星大气中的分子运动，揭示了Gliese 229B实际上由两颗褐矮星组成的双星系统，这对双星之间的距离仅有地月距离的16倍，每12天绕彼此运转一周，而其质量分别为木星的38倍和34倍。[相关报道：这颗神秘天体困扰了天文学家三十年，如今发现它其实是一对双星]
材料科学
Materials Science
Impurity-healing interface engineering for efficient perovskite submodules
杂质修复界面工程实现高效率钙钛矿模组
（导读 领研网）钙钛矿太阳能电池模组无法避免由于制备大面积薄膜而在晶界生成的多种化学杂质。本研究报告一种基于上述杂质进行二次化学转化的策略，通过引入修复剂环己烯基乙胺碘盐（CHEAI）可以将晶界的多种化学杂质完全转化为均一的二维CHEA2PbI4钙钛矿覆盖层，成功实现杂质修复的界面工程。并且该二维CHEA2PbI4钙钛矿具有高的稳定性，同时还拥有比传统二维钙钛矿高两个数量级的导电性。该结果为进一步提升大面积钙钛矿模组性能提供了重要思路。[论文详细信息]
Dynamic interface printing
动态界面打印
（导读 领研网）增材制造的应用范围越来越广阔，包括医学器件、航天部件、微制造策略以及人造器官等。本研究推出了一种创新动态界面3D打印技术（DIP），利用受限的气液界面和调制光，实现了快速、无支撑和高分辨率的生物打印，为生产复杂的细胞载体3D结构开辟了新途径。在实际应用中，研究人员成功生成了一种复杂的肾脏状水凝胶结构，载有人类胚胎肾细胞，显示出DIP作为快速生物制造工具的潜力。[相关报道：3D打印，玩出新花样！]
Scalable ultrastrong MXene films with superior osteogenesis
具有卓越成骨作用的可扩展超强MXene薄膜
（导读 领研网）碳化钛（Ti3C2Tx）MXene因其优异的机械和电学性能、光热转换能力、生物相容性和成骨诱导性而受到广泛关注。本研究展示了一种可扩展的策略，通过卷对卷辅助刮刀涂覆（RBC）结合顺序桥接制备高性能MXene薄膜，在近红外照射下表现出优异的光热转换和成骨效率。所得大面积MXene薄膜具有强层间相互作用，高度对齐和致密化，表现出高拉伸强度、韧性、电磁干扰屏蔽能力，以及良好的环境稳定性、光热转换和骨再生性能。[论文详细信息]
物理学
Physics
Smooth trends in fermium charge radii and the impact of shell effects
镄电荷半径的平滑变化趋势和壳层效应的影响
（导读 阿金）量子力学核-壳结构确定了最重核素（质子数大于100）存在的稳定性与极限，壳层效应同时也影响原子核的大小和形状。本研究报告了沿着镄同位素链测量的激光光谱数据，并扩展了关键区域内锘同位素链的数据。基于能量密度函数的系列核模型再现了观测到的原子核尺寸平滑演变过程。结果表明与较轻的原子核相比，壳层效应对原子核尺寸的影响有所减弱。[论文详细信息]
Softening of the optical phonon by reduced interatomic bonding strength without depolarization
降低原子化学键强度引起免于退极化效应的光学声子软化
（导读 领研网）横向光学（TO）声子软化可通过增强远距离库仑相互作用以克服短距离束缚力而实现。本研究发现岩盐矿结构氧化铍（re-BeO）反常低拥有10.6 eV的超宽带隙和高达271 ɛ0的介电阐述，rs-BeO中的Be原子较小，导致相邻两个氧原子的电子云高度重叠，并产生强烈的库仑派排斥力拉开原子间距、降低原子键强度和光学声子模频率。该发现为解决集成电路晶体管高K介电材料、铁电材料应用的难点提供新思路。[论文详细信息]
A graphite thermal Tesla valve driven by hydrodynamic phonon transport
由流体动力声子传输驱动的石墨热特斯拉阀
（导读 阿金）特斯拉阀有利于微流系统中流体流动的整流过程，启发研究人员设计出现代固态电子和热整流器。本研究报告一套声子流体动力学方法，在同位素富集的石墨晶体中实现热传导整流。在90nm厚的石墨晶体中，研究人员设计出微米级的特斯拉阀，在实验温度45K的条件下，在相反方向之间观测到热传导率具有15.2%的显著差异。该成果为使用声子集体行为在微尺度和纳米尺度电子器件中实现热管理提供了新途径。[论文详细信息]
其他
【Archaeology-考古】Large-scale medieval urbanism traced by UAV–lidar in highland Central Asia
无人机激光雷达追踪中亚高地大规模中世纪城市化
（导读 领研网）飞行探测和测距遥感技术是绘制城市考古遗址的强大工具。本研究分析了2022年7月再Tashbulak和Tugunbulak上方开展的22次激光雷达飞行数据，发现了与沿山脊线山墙相连的瞭望塔，梯田的证据，以及被石头和泥砖砌成的墙包围的一个中央堡垒。这一发现结果让研究人员对这两座古代城市有了更完整的观察，有助于理解当时它们对当时社会政治架构的影响。[相关报道：中世纪中亚的“双城记”]
【Public Health-公共卫生】Bureaucrat incentives reduce crop burning and child mortality in South Asia
行政激励措施减少南亚农作物焚烧和儿童死亡率
（导读 小天）南亚的空气污染问题对公共健康产生严峻威胁。本研究使用十多年来关于风力、火灾和健康等卫星数据以及人口普查调查结果，发现农业焚烧与行政激励措施之间的对应关系：当风向将空气污染吹响邻近的行政区，火灾会增加15%，而污染停留在当地火灾则减少14.5%。另外，针对农业焚烧的行政措施可减少未来的污染物，进而减少13%的火灾。结果强调了现有行政手段中的特定方针措施在得到适当激励之后，有助于改进环境管理和公共健康。[论文详细信息]
