专栏名称: 科研圈
“科学美国人”中文版《环球科学》运营,第一时间推送顶级学术期刊摘要、前沿研究成果、精彩讲座与会议报告,服务一线科研人员。
目录
相关文章推荐
社会学研究杂志  ·  作者手记|《等待》一文的等待过程 ·  3 天前  
科研圈  ·  Science一周论文导读|2025年1月24日 ·  昨天  
研之成理  ·  牛,这篇Nature ... ·  2 天前  
研之成理  ·  天津大学凌涛教授课题组Angew.:高活性以 ... ·  4 天前  
51好读  ›  专栏  ›  科研圈

Nature 一周论文导读 | 2025年1月16日

科研圈  · 公众号  · 科研  · 2025-02-05 12:54

正文


审校 小勺 小象 小冰

制版 阿金


生物学

Biology


Social state alters vision using three circuit mechanisms in Drosophila

果蝇在社交互动中通过三种神经回路机制改变视觉


(导读 领研网)基于目标或环境条件的变化来提取状态依赖性视觉注意力背后的神经机制使用难以捉摸。本研究分析了果蝇的神经连接以识别那些在攻击性雌性中改变视觉处理的回路,发现了三种不同的神经回路机制:第一种涉及来自传递选择性视觉特征和内部状态信息的神经元兴奋性输入汇聚,增强视觉和状态信息的整合;第二种是选择性视觉特征检测器的树突去抑制,增加特定视觉神经元在攻击期间的响应能力;第三种是切换开关,在LC10a和LC10c神经元之间切换视觉处理。 [ 论文详细信息 ]


Understanding the neural code of stress to control anhedonia

理解压力的神经编码以控制快感缺乏


(导读 严冰冰)快感缺乏症是重度抑郁症的核心特征。经历创伤社交压力后,易感小鼠会产生社交回避和快感缺乏,而其他小鼠则具有抗性。对基底外侧杏仁核(BLA)和腹侧CA1(vCA1)进行高密度电生理记录,发现易感性与抗性具有不同的神经特征。当小鼠主动寻求奖赏时,抗性小鼠BLA活动对不同奖赏选择表现出明显区分;而易感小鼠表现出沉思样特征,BLA神经元编码选择意图,即是否选择之前选择过的奖赏。对易感小鼠的vCA1-BLA输入进行调控,可挽救功能异常的神经特征,增强与抗性相关的神经动态,反转其快感缺乏行为。在小鼠休息时,易感小鼠自发BLA活动表现出更多种不同的神经元群体状态,可用于解码身份,并推断该小鼠是否有过压力经历,比只用行为表现的推断效果更好。 [ 论文详细信息 ]


A combinatorial neural code for long-term motor memory

长期运动记忆的组合神经密码


(导读 严冰冰)长期稳定的运动记忆如何储存尚不清楚。本文对小鼠习得动作的神经表征进行长期追踪,发现习得动作与环境信息联合,可被稳定获取,保护现有记忆不在新动作学习中被抹去。通过建立连续学习范式,训练小鼠在不同任务环境中进行方向性舔舐,同时对运动皮层神经活动进行长达6个月的双光子成像追踪。在同一任务环境中,驱动方向性舔舐的神经元活动是稳定的,几乎没有表征漂移。在学习新任务环境时,会产生新的准备活动,以驱动同样的舔舐动作。学习创造出并行的新运动记忆,而不是修改已有表征。重新学习在旧任务环境中执行相同动作可重新激活旧的准备活动,即使是几个月后。 [ 论文详细信息 ]


Timely TGFβ signalling inhibition induces notochord

及时抑制TGFβ信号传导可诱导脊索畸形


(导读 领研网)揭示脊索形成的分子机制并构建脊索体外模型不仅是发育生物学的核心问题,也有助于推动组织工程和再生医学发展。本研究通过整合单细胞转录组学和干细胞分化技术,在体外再现了脊索的形成过程,并揭示了该过程种TGFβ 信号对胚胎模式化构建和脊索样细胞形成的复杂调控机制。 [ 相关报道:首次在体外再现脊索的形成过程——利用新型体外模型揭示脊椎动物脊索发育的动态调控机制 ]


Learning the fitness dynamics of pathogens from phylogenies

通过系统发育了解病原体的适应动态变化


(导读 才生)病原体遗传多样性的动态变化是理解疾病生态学的基础概念之一。本研究报告一种名为Phylowave的全新方法:通过系统发育树动态监测病原体种群组成的变化。该方法不仅可以自动识别病原体中适应性增强的谱系,还能解析相关基因组突变。该结果为理解病原体演化提供新视角。 [ 论文详细信息 ]


Diatom phytochromes integrate the underwater light spectrum to sense depth

硅藻植物色素整合水下光谱以感知深度


(导读 小天)光是水生生物赖以生存的关键因素之一,而光的变化产生着重要影响。本研究深入探究了硅藻的光敏色素如何帮助硅藻确定水下深度,通过调查全球海洋收集水样中的环境DNA数据发现光敏色素基因主要分布在温带和极地地区的硅藻中,不存在于热带地区。另外,硅藻的光敏色素对远红光的敏感度较低,但能感知较深水域中的低强度蓝光和绿光。该结果为水生生态系统中光照与生物适应之间的关系提供了新见解。 [ 论文详细信息 ]


Macrophages excite muscle spindles with glutamate to bolster locomotion

巨噬细胞用谷氨酸激发肌束以增强运动能力


(导读 领研网)拉伸反射是机体运动系统的基本组成部分,其核心在于肌肉纺锤体,一种能适应肌内纤维张力波动的受体。本研究通过小鼠模型研究发现肌肉纺锤体中有特殊适应能力的巨噬细胞,能直接调节机体神经活性和肌肉收缩,通过释放神经递质谷氨酰胺,其行为与神经元相似。该结果为理解机体感觉和运动活动提供了新角度。 [ 论文详细信息 ]


Intravenous and intracranial GD2-CAR T cells for H3K27M + diffuse midline gliomas

静脉注射和颅内GD2-CAR T细胞治疗H3K27M + 弥漫性中线胶质瘤


(导读 领研网)现有的嵌合抗原受体T细胞(CAR-T细胞)疗法局限于血液系统恶性肿瘤,而对于实体瘤的治疗效果并不理想。本研究报告了一项CAR-T细胞疗法的临床试验结果,从11名弥漫性中线胶质瘤(DMG)患者身上采集T细胞,以100%的成功率制造出靶向GD2的自体CAR-T细胞,在接受CAR-T输注的9名患者中已有1名获得了的“完全应答”:肿瘤已经完全消失。同时多名患者体内的肿瘤缩小了一半以上。 [ 相关报道:5年生存率仅1%,治疗后肿瘤完全消失!CAR-T攻克致命脑瘤,最新《自然》发布临床试验结果 ]


Cancer cells impair monocyte-mediated T cell stimulation to evade immunity

癌细胞损害单核细胞介导的 T 细胞刺激以逃避免疫


(导读 领研网)肿瘤微环境是由肿瘤细胞及其周围细胞共同构成的复杂生态系统,对抗肿瘤免疫反应产生着深远影响。本研究探索了肿瘤微环境中免疫细胞的相互作用,发现炎症单核细胞对在肿瘤中激活T细胞发挥着关键作用,同时还阐明了肿瘤细胞通过调节PGE2和IFN-I来逃避免疫。结果表明联合使用免疫疗法和靶向PGE2或IFN-I的药物可恢复免疫原性,增强免疫疗效。 [ 论文详细信息 ]


Clinical functional proteomics of intercellular signalling in pancreatic cancer

胰腺癌细胞间信号传导的临床功能蛋白质组学


(导读 领研网)胰腺导管腺癌(PDAC)是目前最致命的癌症之一,具有非典型、高度间质性的肿瘤微环境。本研究开发出全新的临床功能蛋白质组学策略TMEPro,深入分析了PDAC肿瘤微环境中细胞之间的相互作用,识别出癌细胞和基质细胞间的重要信号传导轴,而受体膜外脱落机制为解析PDAC TME中的信号传导提供了新角度。该结果为新型生物标志物及药物靶点的发现提供了新方向。 [ 论文详细信息 ]


The mechanism of mRNA cap recognition

mRNA帽端识别机制


(导读  才生)翻译起始过程的效率和准确性直接影响蛋白质合成,对细胞正常功能至关重要。本研究开发出一种单分子荧光共振能量转移(smFRET)技术,解析出eIF4F复合物在mRNA上的动态行为,发现eIF4F不仅能够随机探索mRNA的不同位置,还能通过内部亚基间的协作,在识别帽端时表现出独特的“选择性”和“活化”模式。该结果为理解RNA结合蛋白质调控翻译起始效果提供通用框架。 [ 论文详细信息 ]


Centrophilic retrotransposon integration via CENH3 chromatin in Arabidopsis

拟南芥中通过CENH3染色质进行亲中心逆转录座子整合


(导读 领研网)着丝粒对于与细胞分裂相关的染色体均匀分布至关重要,着丝粒富含纵向重复序列和反转录转座子,并且已发现这些序列在着丝粒中经常互换。本研究发现称为ALE4的 Ty1/Copia 反转录转座子组在着丝粒中也很丰富,并且它们是相对较晚插入的,而且 Tal1 靶向含有CENH3的染色质。该结果通过了解反转录转座子的动力学,为以后阐明转座子在基因组功能位点进化中的重要性和影响。 [ 相关报道:东京大学Kakutani组揭示拟南芥着丝粒如何更快地进化 ]


New Silurian aculiferan fossils reveal complex early history of Mollusca

志留纪棘皮动物新化石揭示软体动物复杂的早期历史


(导读 领研网)软体动物是继节肢动物之后多样化程度排第二的类别,其演化史有待阐明。本研究描述了两个软体动物新发现的化石,可追溯回4.3亿年前,这两个新物种为蠕虫状生物,长有独特的棘,研究人员分别将其命名为Punk和Emo,该结果揭示了早期软体动物种群比它们的现代同类更具多样性。 [ 论文详细信息 ]


Diversity and biogeography of the bacterial microbiome in glacier-fed streams

冰川溪流细菌微生物群的多样性和生物地理学


(导读 小天)高山冰川的快速融化及相关溪流的随后消失由气候变化所导致。本研究通过宏条形码和宏基因组学,调查了地球主要山脉152个冰川补给溪流(GFS)的底栖微生物组中的细菌,发现GFS细菌微生物组在分类学和功能上不同于其他冰冻圈微生物组。GFS细菌的多样性有一半以上为特定山脉所特有,有些则为GFS所独有。而气候变化引发的冰川消融使这些独特的微生物组处于危险之中。该结果为进一步分析气候变化背景下的GFS生态系统微生物学提供新信息。 [ 论文详细信息 ]


化学

Chemistry


Transducing chemical energy through catalysis by an artificial molecular motor

人工分子马达催化传递化学能


(导读 菜菜)细胞表现出的一系列机械活动引发了一个基础问题,即化学反应加速通过分子催化剂实现化学能传递的机制。本研究展示了分子水平上化学能转变成机械力的形式:由人工催化驱动分子马达定向旋转驱动的交联聚合物凝胶的动力收缩和再膨胀。该成果为阐明生物马达产生力的作用机制以及人造分子纳米技术设计原理提供了新信息。 [ 论文详细信息 ]


Photocatalytic C–F bond activation in small molecules and polyfluoroalkyl substances

光催化激活小分子和多氟烷基物质中的C-F键


(导读 领研网)多氟/全氟烷基物质(PFAS)因在环境中持续存在而被称作“永久化学品”。本研究报告了一种利用光活化催化剂分解PFAS化学品的新方法:该催化剂吸收光,与化合物四正丁基氟化铵结合后,这种吸收蓝光的催化剂能分解PFAS中的C-F键。结果表明该系统可以利用当前已有的化学物,或能成为分解这些永久性化学品的一个新方法。 [ 论文详细信息 ]


β-C−H bond functionalization of ketones and esters by cationic Pd complexes

阳离子钯络合物将酮和酯β-C-H键官能化


(导读 领研网)C-H键激活是有机分子官能化最直接的方式。本研究报告了多种甲基β-C-H键官能化,包括分子间芳基化、羟基化和分子内C( sp 3 )–H/C(sp 2 )–H偶联酮和羧酸酯与单保护氨基中性酰胺(MPANA)配体。研究人员使用强酸添加剂促进乙酸根从钯催化剂上解离,开发出的MPANA配体有助于维持反应性阳离子钯中间体。该方法克服了酮和酯对钯的弱配位问题,实现了广泛转化和对环状底物的兼容性。 [ 论文详细信息 ]


材料科学







请到「今天看啥」查看全文