| 锥体细胞特异性的半球不对称性塑造了静息和探索行为期间背腹侧CA1的动态活动。 |
Kim, C. S. |
2026-05-16 |
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海马体沿背-腹轴和左右轴组织，但这两个轴是否以及如何在特定神经元群体中跨行为状态相互作用仍不清楚。本研究结合脑片电生理与双位点光纤光度法，在表达CaMKII-jGCaMP8s和SynI-jRCaMP1b于不同纵向位点的小鼠中，比较了对侧半球配置下背侧与腹侧CA1区的活动。腹侧CA1锥体神经元表现出比背侧CA1神经元更高的内在兴奋性和更强的AMPA受体介导的突触反应。在体实验中，家笼休息期间CaMKII定义的锥体神经元记录显示，背侧CA1（而非腹侧CA1）存在左偏事件率不对称性，而全神经元SynI记录中未发现类似不对称性。因此，自发性事件率的表观背-腹差异具有配置依赖性，并归结为局限于CaMKII定义群体的半球特异性细胞类型效应。超前滞后分析表明，背-腹侧时间协调同样随配置重组，且局限于锥体细胞偏向记录。在旷场中心进入事件中，两种配置下背侧CA1均在进入前优先被募集，而非协调性进入则显示对侧腹侧CA1在进入后相对抑制。综上，这些发现表明背-腹侧CA1组织不能从半球合并设计中推断，并确定左背侧CA1锥体细胞特异性不对称是塑造海马纵轴自发性活动与行为驱动募集的固有结构特征。 |
| 目标导向行为初始学习过程中丘脑核团的快速连接变化 |
Jarrett, C. |
2026-05-16 |
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丘脑对学习至关重要，在学习过程中会动态地与皮层下及大脑皮层区域互动。在此过程中，丘脑作为丘脑皮层系统中的关键连接枢纽和同步器发挥作用。然而，尽管高阶丘脑核团已知对这一过程特别重要，但单个高阶和一级丘脑核团的具体贡献，以及它们与皮层网络和皮层下区域的个体参与情况，在学习初始阶段仍未被探索。基于此，我们分析了在旨在研究反馈驱动刺激-反应学习中初始学习过程的范式下获取的功能性磁共振成像数据，以探索丘脑的贡献。我们研究了不同丘脑核团与其他皮层下区域及皮层网络之间与学习相关的动态功能连接变化。结果显示，学习初始阶段与以下变化相关：（1）丘脑核团与额顶叶及扣带-岛盖网络之间的功能连接减弱，（2）丘脑核团与默认模式及显著性网络之间的功能连接增强，（3）丘脑核团与壳核之间的功能连接减弱，以及（4）高阶丘脑核团之间的功能连接减弱。此外，（5）这些动态变化主要由丘脑背内侧核驱动。总体而言，这些结果表明高阶丘脑核团在初始学习及产生新颖目标导向行为中发挥关键作用。这通过增强与驱动目标导向行为的特定皮层网络的功能连接，以及减弱与驱动运动选择性的纹状体区域的功能连接得以体现。 |
| 关系生物学结构在弱信号下改进了因果GWAS变异体的精细定位。 |
Estaji, E. |
2026-05-16 |
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连锁不平衡（LD）使得GWAS因果变异与相关邻近变异难以区分；解决这一问题即精细定位问题，且挑战具有物种特异性：人类面临密集且祖先来源不平衡的LD，酵母和拟南芥存在异常长的LD，而作物种质资源的注释稀疏且碎片化，导致人类生物样本库的整理流程失效。贝叶斯精细定位方法将注释作为平坦的逐变异先验纳入模型，却丢弃了连接变异与组织特异性eQTL、通路及蛋白质-蛋白质相互作用的关系结构。在变异-基因-通路因子图上运行的层次置信传播（HBP）以5-40倍速度达到贝叶斯基线水平；其注释自适应补充版本——图增强精细定位（GAFM）——在弱信号条件下以27:2的优势超越SuSiE，并在泛英国生物样本库四个祖先群体中以单变异分辨率成功定位LDLR、APOE、LPL、GCKR和ANGPTL3。在3000份水稻基因组粒重+粒形数据集中，基于混合先验的后验重加权GAFM/HBP及其集成方法（GAFM-MX、HBP-MX、ENS）对21个与数据集匹配的稳定QTN实现了47.6%的精确位置恢复率（top-1-PIP），为所有方法中最高，超过SuSiE（28.6%）和SBayesRC（14.3%），且每个位点的计算速度是SuSiE的200-700倍。在四个物种的692个先导变异中，非均匀的逐变异先验（而非均匀高覆盖度）使图结构能够打破LD关联：在原本均匀的人类缓存中添加调控元件标记后，HBP在321个泛UKB先导变异上的窄区间定位比例从0%跃升至88%（优于GAFM）。这些结果将多组学精细定位重新定义为非均匀先验整理问题而非均匀覆盖问题，并将GWAS后分析重构为基于生物结构的消息传递而非扁平注释的加权回归。 |
| 昼夜节律钟编程的预期性抗病毒免疫调控肠道病毒感染易感性 |
Oshinowo, T. O. |
2026-05-16 |
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病毒感染易感性差异显著，但遗传、免疫状态或暴露水平无法完全解释这一现象。本研究发现，感染时间对感染结局具有决定性影响，肠道病毒载量可因感染时间不同产生高达100倍的差异。在缺乏功能性生物钟的小鼠中，这种时间依赖性调控完全消失。我们证实抗病毒转录因子IRF1是昼夜节律转录因子BMAL1的直接靶标，从而在感染前形成基础抗病毒基因程序的节律性表达。IRF1缺失会消除该程序，并导致病毒复制的时间依赖性差异消失。该调控回路在肠道髓系细胞中运作，建立预先存在的抗病毒状态。这些发现表明，生物钟在感染发生前即已编程宿主肠道的易感性。 |
| 过氧化氢以定位和p53依赖的方式诱导对DNA损伤的抵抗。 |
Keijer, J. P. |
2026-05-16 |
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生物体需要能够适应不断变化的环境才能生存。低剂量应激源引发的适应性反应使生物体对该应激源的高剂量产生抗性，这种现象被称为毒物兴奋效应，甚至可延长生物体的寿命。尽管多项研究认为线粒体衍生的活性氧（ROS，如H2O2）是重要因素，但应激诱导毒物兴奋效应的确切机制尚不明确。本研究采用化学遗传学H2O2生成模型，以定位依赖性方式研究ROS依赖性适应性反应。我们发现，在核小体处短暂、亚致死水平的H2O2生成可提供p53依赖性的保护，使细胞抵抗后续高剂量H2O2的损伤，而令人惊讶的是，线粒体H2O2生成并未产生此效果。多组学分析揭示，p53诱导的毒物兴奋效应伴随着代谢重编程，增强了还原能力，且这种增强的应激抗性主要归因于其下游靶点p21。重要的是，短暂稳定p53还能增强对化疗诱导DNA损伤的防护能力，这表明p53依赖性毒物兴奋效应可被用于在治疗p53突变肿瘤患者时，选择性保护健康的p53野生型组织免受化疗损伤。 |
| 整合预测的栖息地变化与现有种群趋势，以优先保护、监测和研究印度鸟类。 |
Diengdoh, V. L. |
2026-05-16 |
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理解物种对全球变化的脆弱性，需要将未来环境变化预测与经验种群趋势相结合的方法；在生物多样性丰富但数据有限的的热带地区，这类综合评估仍然有限。本研究开发并应用了一种可扩展、面向决策的框架，将气候与土地覆盖预测与现有当代种群数据相结合，以评估印度鸟类在物种层面的脆弱性及保护、监测和研究优先事项。通过集成机器学习栖息地适宜性模型，我们预测了955个物种在当前及2100年两种情景（SSP3-7.0和SSP5-8.5）下的栖息地适宜性。随后将这些预测与印度鸟类状况评估中的种群趋势相结合。研究发现栖息地响应高度异质：507个物种在两种未来情景下均预测将失去适宜栖息地，327个物种预测将获得栖息地，121个物种呈现混合或不确定响应。预测变化的方向和幅度在栖息地特化类群内部及之间差异显著，总体损失超过增益。栖息地预测与种群趋势的综合分析显示，121个（主要为湿地）物种面临持续种群下降和未来栖息地丧失，构成需立即采取保护行动的高优先级目标。另有300个主要为森林关联的物种预测将失去栖息地，但缺乏可靠种群趋势数据，凸显重大监测缺口，而栖息地轨迹混合或不确定的物种成为关键研究重点。通过明确整合预测栖息地变化、当代种群轨迹和数据可用性，本研究推进了在加速全球变化下优先开展保护行动、监测和研究的可迁移框架。 |
| 有害突变、显性效应和基因流对结构化种群中连锁中性变异的联合影响 |
Lesturgie, P. |
2026-05-16 |
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大多数物种在地理上具有结构分布，并在基因组中性区域留下特征性信号。当中性区域与有害突变连锁时，这些信号可能发生扭曲。在此类区域中，纯化选择可通过背景选择（BGS）降低遗传多样性，或对于隐性突变通过关联超显性（AOD）增加多样性。尽管BGS和AOD在随机交配群体中的效应已得到充分表征，但其在结构化群体中的影响仍鲜有探索。本研究采用前向模拟方法，在迁移、选择、显性和重组参数范围内，基于隔离-迁移模型展开分析。我们首先通过基因型方法量化有害突变对标准汇总统计量（π、Dxy、FST、DAFi）的影响，随后证明基于祖先重组图的方法——通过追踪每个种群一个二倍体样本的树序列——在将遗传变异与潜在溯祖过程直接关联的同时，能复现相同模式。当重组率足够低时，我们发现弱共显性突变呈现BGS驱动模式，表现为多样性降低和遗传分化（FST）增加。对于隐性突变，我们首先识别出AOD驱动模式（多样性增加且FST降低），随后过渡至BGS驱动模式。谱系同样受有害突变影响：BGS缩短溯祖时间并促使谱系向谱系分选拓扑结构偏移，而AOD延长溯祖时间并促使谱系向不完全谱系分选拓扑结构偏移。基因流会削弱这些模式，使FST和拓扑结构接近中性预期，而多样性和溯祖时间对种群动态保持稳健。我们的研究为BGS、AOD及其在含基因流结构化模型中的过渡提供了明确证据。重要的是，这些过程在基因树上留下独特且可解释的信号，凸显了基于ARG的方法在推断结构化群体中连锁选择与显性效应方面的潜力。 |
| 雌性生殖液快速进化以优先选择同种精子。 |
Pinzoni, L. |
2026-05-16 |
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避免与遗传不兼容的配偶（无论是过于相似还是过于分化）受精，是有性生殖生物面临的核心挑战。自然选择可能偏好交配前和交配后的机制，而交配后过程可能弥补交配前选择的限制。在交配后情境中，雌性生殖液（FRF）能调节精子性能并影响受精结果，但其对生殖隔离的贡献尚不明确。我们以两种自然杂交的剑尾鱼姊妹种——Xiphophorus birchmanni 和 X. malinche（两者在针对异种个体的交配前行为上存在分化）为对象，检验了FRF是否介导对异种及近亲精子的排斥。FRF的作用在物种间差异显著：在X. malinche中，FRF增强了同种精子相对于异种精子的运动速度，这与交配后排斥杂交的机制一致；而在X. birchmanni中，FRF并未表现出对同种精子的偏好。近亲交配回避的证据较弱，且未发现对遗传相似与不相似精子的排斥之间存在权衡。这些结果表明，雌性生殖液可通过交配后雌性选择成为快速演化的生殖隔离轴。 |
| 无构象变化的别构进化：内部动力学驱动转录抑制因子超家族的功能多样化 |
Antelo, G. T. |
2026-05-16 |
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变构作用使蛋白质能够将环境信号与功能输出相耦合，然而变构机制在进化过程中如何实现多样化仍知之甚少。本研究通过整合信息论生物信息学、DNA识别的结构表征以及快速内部动力学的核磁共振测量，在广泛存在且功能多样的砷阻遏蛋白（ArsR）超家族中探讨了这一问题。我们鉴定出定义ArsR蛋白结构支架的保守残基，以及编码诱导物和DNA特异性的亚家族特异性位点。在过硫化物传感器SqrR中，DNA结合复合物的晶体结构揭示了操作子特异性如何由有限残基集编码，这与序列预测结果一致，并通过跨不同ArsR调控因子的体外转录实验进行了功能验证。我们进一步证明SqrR中DNA结合的变构抑制无需大规模构象重排，而是与内部动力学变化相关——这与此前在锌传感器CzrA中观察到的现象一致。综合这些结果支持一个模型：构象熵在保持变构连接性的同时放松了序列约束，从而推动了蛋白质超家族内的功能多样化。 |
| 药用植物荨麻（Urtica dioica）的基因组序列揭示了类黄酮代谢的遗传基础 |
Wolff, K. |
2026-05-16 |
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异株荨麻（Urtica dioica），又称刺荨麻，是一种广泛分布的植物，可指示土壤中高氮含量。它最广为人知的是触碰后引发的刺痛感。异株荨麻也被视为药用植物，有报道称其对多种疾病具有疗效。基于纳米孔长读长测序数据，我们构建了高度连续的基因组序列。总组装大小为1.1 Gbp，N50为40.7 Mbp。整合RNA-seq数据及其他物种的线索，完成了蛋白质编码基因的高质量注释。这一基因组资源使我们能够鉴定参与类黄酮生物合成的基因，其中重点关注花青素生物合成基因——这些基因对高光照和氮缺乏胁迫响应至关重要，叶片变红即为其表现。该基因组资源为未来研究刺荨麻中多种医学重要化合物的生物合成途径奠定了基础。 |