Nature 一周论文导读 | 2025年3月6日

审校 小勺 小象 小冰

制版 阿金

（导读 严冰冰）多巴胺（DA）和五羟色胺（5HT）可以调控关联学习。本文构建小鼠模型，可在同一只动物上同时调控DA和5HT。顺行示踪发现伏隔核（NAc）是DA信号与5HT信号交汇的热点。对DA与5HT轴突的活动以及DA与5HT活动进行记录，发现奖赏可提高NAc的DA信号而降低5HT信号。光遗传分别扰乱DA或5HT的奖赏响应对正性条件配对范式只有轻微影响，而同时沉默两种信号可显著损伤学习与强化。光遗传同时重现DA和5HT奖赏信号足以驱动新关联的建立，比单独调控DA或5HT的效果更好。 [ 论文详细信息 ]

（导读 严冰冰）海马脑区的神经元与不同变量相关，包括空间、时间、感官信号、奖赏和行为，其响应程度依赖于任务需求。本文提出，海马神经元对不同感官模态的响应很可能对应了任务过程中的行为进程，而非对外部线索的表征。研究设计了一种小鼠行为范式，包含空间信息、听觉线索、奖赏和环境信息。利用高密度电生理记录，发现神经元响应上述各模态，外部变量对海马发放的直接影响十分有限。海马活动受到行为计划的影响，且被目标不确定性所调控，指向意向目标的行为计划可选择并更新内部生成的细胞集群序列。 [ 论文详细信息 ]

（导读 领研网）土壤碱化和全球变暖对未来农业带来重大挑战。本研究提出精准调控植物激素赤霉素（GA）到合适的中等水平是同时提高水稻碱-热抗性和产量的关键，并发现ATT2有潜力成为“后绿色革命”基因，为应对全球气候变暖引发的粮食安全问题提供了新方法，对盐碱地的开发利用和未来农业的可持续发展具有重要意义。 [ 论文详细信息 ]

（导读 才生）菌根真菌构建网络来与植物根系收集和交换营养源。本研究为监测活体交换网络的构建，研究人员创造出一套定制设计的机器人，用于高通量延时成像，可同时跟踪超过50万各真菌节点，随后测量了网络内近10万条细胞质流动轨迹，发现菌根真菌将网络构建成自主调节流动波，不断生长的尖端脉冲拉动吸收营养的菌丝体的膨胀波，其密度通过融合自主调节。这一设计策略有助于缓解相互冲突的交换需求。随着时间的推移，网络维持着高度恒定的运输效率，将营养输送回根系，同时自发添加回路以缩短连接新交换伙伴的通路。该结果提供证据证明共生真菌调控网络层面的结构和流动以满足营养交换需求。 [ 论文详细信息 ]

（导读 领研网）抗菌化合物是控制细菌感染的关键武器，但在实际临床治疗中，即便使用敏感抗生素，仍存在细菌感染难以根治的情况。本研究调查了沙门氏菌在抗生素治疗下的清除限制因素，通过小鼠模型和模拟组织发现抗生素恩诺沙星和头孢曲松对沙门氏菌的抗菌活性较差，主要原因是严重的营养饥饿限制了沙门氏菌的复制。结果表明营养饥饿是导致抗生素难以清除沙门氏菌的主要原因。 [ 论文详细信息 ]

（导读 领研网）在地球深部的产甲烷生态系统中，甲基化合物是碳循环的关键参与者，甲基营养型产甲烷古菌的广泛存在。本研究聚焦于一种从油田分离的嗜热厌氧细菌 Zhaonella formicivorans 。实验发现，该菌能将甲酸通过歧化反应转化为甲醇，这一过程在热力学上极为苛刻，甲醇的微量积累即可抑制反应。古菌通过高表达甲醇-类咕啉蛋白甲基转移酶系统，高效利用甲醇驱动产甲烷过程。该结果填补了地下生态系统中甲基化合物来源的理论空白，重新定义了微生物互养的能量交换范式。 [ 相关报道：承磊等揭示地下产甲烷生态系统中的碳循环新机制 ]

（导读 领研网）新冠疫情爆发以来，SARS-CoV-2出现了众多变异株，其刺突蛋白发生了显著进化，这使得病毒能够逃避中和抗体的作用，从而感染免疫人群。本研究基于DMS数据计算不同表位类别抗体的相对权重，结合交叉中和效力和抗体药代动力学，估计了暴露于武汉-Hu-1变异株抗原后中和Delta变异株和Omicron（BA.1）变异株的概率。结果表明SARS-CoV-2的持续演化是由变异株特异性群体免疫驱动的。 [ 论文详细信息 ]

（导读 才生）广谱中和抗体（bNAbs）有潜力预防人类HIV-1病毒的感染。本研究使用猴缺陷免疫病毒（SIV）感染恒河猴，发现尽管强效的bNAbs可急性病毒血症的发作，但随着bNAbs保持着较高的水平，同时也会发生亚临床感染。当抗体浓度比预防完全病毒血症突破性感染的浓度高出2至400倍时，就会产生亚临床感染。该结果表明免疫预防可能会掩盖亚临床感染，从而影响HIV-1 bNAb临床实验的结果阐释。 [ 论文详细信息 ]

（导读 领研网）病理性炎症与全球超过一半的死亡息息相关，但研究和治疗炎症性疾病的主要障碍是缺乏可靠的非侵入性检测方法。本研究开发了基于白细胞共同抗原CD45的PET探针，由纳米抗体、C端特异性标记PEG基团和用于和放射性同位素89Zr结合的deferoxamine（DFO）螯合剂组成，能够在急性肺损伤模型如急性呼吸窘迫综合征模型（ARDS)、肠炎模型和人源化小鼠模型中精准监控组织特异性炎症性改变的动态变化，该探针拥有巨大的临床转化意义和应用前景，为通过精确的全身炎症轮廓评估、指导炎症性疾病的诊断和治疗决策提供了工具。 [ 相关报道：CD45-PET：非侵入性全身炎症成像的高敏感性和特异性工具 ]

（导读 领研网）在蛇毒复杂的成分中，三指毒素（3FTx）是一种存在于眼镜蛇等致命毒蛇体内的非酶类毒液蛋白，可以造成严重的组织损伤、抑制烟碱乙酰胆碱受体（nAChR），最终导致危及生命的神经毒性。本研究基于RFdiffusion设计处微小尺寸的蛋白结合剂，针对三指毒素家族中的长链α-神经毒素、短链α-神经毒素和细胞毒素。结果表明这种强效、稳定且易于制造的毒素中和蛋白有望为更安全、更具成本效益且广泛使用的下一代抗蛇毒疗法奠定基础。 [ 相关报道：AI又一项重磅突破！诺奖得主David Baker最新《自然》，用AI找到致命蛇毒的解药 ]

（导读 严冰冰）环境信息如何塑造神经活动以灵活调节行为模式，目前尚不清楚。本文关注果蝇的歌唱行为，发现单一通路可依据感官历史而动态切换作用模式。雄性果蝇在远离/靠近雌性果蝇时，分别演唱简单歌曲（单曲循环）/复杂歌曲（随机播放）。其背后的机制包括对腹神经索（VNC）环路的相互抑制与回返性激活。向大脑-VNC兴奋性通路输入简短的感官刺激，可驱动产生简单歌曲，而长期的感官输入则去抑制VNC环路，驱动产生复杂歌曲。本文构建小型环路模型，证明前述机制足以重现自然状态下的歌曲动态。整合经典环路模块可促进环路灵活性，有利于动物间的动态交流。 [ 论文详细信息 ]

（导读 领研网）癌症突变可产生新的蛋白质-蛋白质相互作用，导致功能异常。本研究揭示了KBTBD4癌症突变通过重编程PPI促进HDAC1/2降解的机制，HDAC1/2抑制剂可以将突变的KBTBD4与HDAC1/2分离，以稳定相关的辅阻遏物复合物，随后研究人员展示了其与分子胶UM171的机制相似性。该结果为开发针对髓母细胞瘤的治疗策略提供了新的靶点和理论基础。 [ 论文详细信息 ]

（导读 领研网）Argonaute蛋白质家族是参与RNA干扰（RNAi）的一系列蛋白质，可分为AGO类和PIWI类。PIWI类蛋白主要在配子发生过程中发挥作用，它能和piRNA结合，通过抑制转座子，确保生殖能力。本研究发现结合piRNA的PIWI蛋白在与靶标序列结合后，会经历从“开放”状态到“锁定”状态的构象变化，这有助于碱基配对并提高靶标切割效率。研究人员还发现还发现了一个中间状态的“逗号”构象，这种构象可能会招募一种辅助蛋白，以增强PIWI蛋白的切割活性。该结果为配子保护的机制提供了重要见解。 [ 相关报道：西湖大学新研究，首次揭示“RNA 剪刀”切割全过程 ]

（导读 才生）颜那亚人作为游牧民族，从公元前3300年左右开始出现在横跨黑海和里海北部的草原，在几个世纪内其基因印记遍布欧亚大陆。本研究汇总了435名个体的古代DNA数据，发现从公元前4400年左右开始，不同基因链混合在一起，形成了高加索-下伏尔加渐变群（CLV）。包括颜那亚人等许多后来族群，其祖先都来自这个混合族群。生活在伏尔加河岸的CLV祖先向南迁移，越过高加索山脉进入安纳托利亚，带去了最早版本的印欧语。