| 新生儿通过产前语言经验在临界状态附近进行大脑调谐 |
Encinas, J. |
2026-05-22 |
PDF |
语言发展很早就开始了，甚至可能在子宫内就已启动。最新研究结果表明，新生儿对产前接触过的语言产生的神经反应，与对陌生语言的神经反应已存在差异。然而，这些差异化反应背后的神经动态机制仍鲜为人知。我们假设，这种差异化反应源于新生儿因产前语言经验而触发的临界态功能调谐——临界态是一种能最大化信息传递、动态范围和灵活性的状态。为验证这一假设，我们研究了新生儿在接触自然口语刺激前后的静息态脑活动：刺激语言包括产前语言法语、节奏相似的陌生语言西班牙语，以及节奏不同的陌生语言英语。结果显示，母语能引导大脑趋近临界态，平衡网络活动并增强时间相关性。重要的是，我们发现网络状态对节奏不同的语言不敏感，仅对节奏相似的语言产生部分响应。这些结果表明新生儿存在刺激驱动的临界态调谐机制，这可能是早期神经可塑性的基础，其依赖于产前经验，并可能响应早期功能与发育需求。 |
| 单词搜索与检索过程中额叶与颞叶区域之间的因果依赖关系 |
Winzer, B. |
2026-05-22 |
PDF |
言语流畅性是一项行为任务，要求从语义类别（类别流畅性）或以特定字母开头的单词（字母流畅性）中生成词汇。尽管词汇生成涉及额叶-颞叶-顶叶网络，但尚无研究探讨颞叶和顶叶区域（负责语义和语音知识表征）的损伤如何削弱左侧三角部和左侧岛盖部（左额下回中参与词汇搜索与提取的两个相邻区域）的神经反应。本研究对52例颞叶病变患者进行了临床功能磁共振成像，在完成类别和字母流畅性任务时采集数据。我们采用基于体素的病变活动映射技术，探究病变位置与三角部和岛盖部任务特异性神经反应强度之间的负相关关系。结果发现：在类别流畅性任务中，左侧前上颞回、左侧颞极、左侧海马、左侧岛叶及下方额枕下束的病变与左侧三角部神经反应减弱相关；右侧海马损伤则与左侧岛盖部神经反应减弱相关。相反，在字母流畅性任务中，左侧后上颞回、左侧缘上回、左侧顶叶岛盖、额枕下束及左侧弓状束的病变与左侧三角部和岛盖部神经反应减弱相关。这些结果表明，当不同搜索策略限制词汇表征的提取时，解剖学上可分离的脑网络与左额下回存在交互作用。 |
| 快速成对溯祖使得在不同人类群体中实现近期选择的基因分辨率扫描成为可能。 |
Korfmann, K. |
2026-05-22 |
PDF |
识别塑造近期人类适应的遗传变化，取决于我们从基因组数据中检测选择信号的能力。单倍型扫描的汇总统计量被广泛用于此目的，通过窗口聚合遗传信号，但连锁限制了分辨率，且当选择性清除接近固定时（如整合单倍型评分iHS），其检测效力可能下降。基于古DNA的扫描通过分析时间序列轨迹恢复信号，但大多数人类群体位于现有古DNA数据集的地理范围之外。成对溯祖时间提供了一种补充统计量的方法，可应用于任何现代群体，但由于单倍型对数量呈二次增长，在群体规模上密集计算这些时间面临计算挑战。我们推出gamma_smc_cu，这是Gamma-SMC算法（Schweiger和Durbin，2023）的GPU实现，用于推断成对最近共同祖先时间（TMRCA）。应用于1000基因组计划（3,202个定相样本，对应6,404条单倍型；26个群体和五种不同大陆祖先的829,638个群体内成对组合；约10^12次逐位点后验评估），在屏蔽片段重复后，生成了17,823个常染色体蛋白编码基因的基因级TMRCA景观。该扫描恢复了已知的选择性清除（LCT、SLC24A5、EDAR、FADS1、HERC2、ABCC11），并结合从贫乏到富集的变异类别谱，将单倍型块信号解析至基因水平。在七个案例研究中，两个在正文中展开——GRK2/ADRBK1（chr11q13.2；SAS+EUR）和TREML1/TREM2（chr6p21.1）——其余五个（IFIH1 chr2q24/IBS、CCDC92 chr12q24/CDX、SLC6A15 chr12q21/CHS、BPIFA2 chr20q11/GIH、CLEC6A chr12p13/CDX）在补充信息（SI）中呈现。值得注意的是，TREML1/TREM2是一个共享的走出非洲信号——在19个非非洲1000基因组面板中，有16个面板的群体内排名低于1%尾部，而PopHumanScan和五个标志性单倍型扫描均遗漏了它。先前10 kb窗口平均iHS扫描稀释了聚集在约5 kb基因体内的极端位点簇，而我们自己的基因级iHS独立地在三个南亚面板（BEB、STU、ITU；全基因组前0.4%）中恢复了该位点。我们通过近期西欧亚古DNA扫描的970万个逐变异选择后验值，对七个案例进行了交叉验证。BPIFA2被一致检测到（s约1.8%每代）。GRK2和CCDC92在侧翼变异中达到检测阈值，但未在其自身基因体内达到，而TREML1/TREM2簇低于该阈值。为校准新颖性，我们对照一个扩展的八个目录集审查了候选景观，该目录集涵盖精选单倍型扫描、当前最大的西欧亚古DNA线索以及近期26群体iHS细化；我们的绝大多数位点与至少一个先前条目重叠，仅少数——包括TREML1/TREM2——仍未被标记。本工作的贡献在于基因级分辨率、系统性古DNA交叉验证，以及一个可重复使用的TMRCA景观，用于补充古DNA面板。 |
| Cas9结合双链DNA小环的结构揭示DNA形状对Cas9靶标识别的影响 |
Lee, K.-Y. |
2026-05-22 |
PDF |
CRISPR-Cas9是一种RNA引导的内切核酸酶，可在特定位点切割双链DNA，并已被改造为强大的基因组操作工具。Cas9通过Cas9核糖核蛋白与DNA双链体之间协调的多种构象转变来识别其靶标。这些转变以及由此产生的Cas9靶向特异性，预计会受到被称为DNA形状的集体双链体物理特性的显著影响。为了增进目前对DNA形状与Cas9靶标识别之间相互作用的有限理解，我们解析了两种与嵌入松弛95碱基对DNA双链小环中的同源靶标结合的SpyCas9冷冻电镜结构。Cas9结合的DNA片段在PAM结合和R-loop起始中涉及的相互作用与Cas9结合线性DNA时观察到的相似。然而，R-loop仅限于少于三个碱基对，从而干扰了Cas9的切割。完全解析的小环DNA保留了其整体形状。当Cas9局部解开原间隔区时，闭环拓扑结构限制了配对PAM远端DNA双链体的运动，从而干扰了R-loop的延伸。这些数据为DNA形状与Cas9结构和功能之间的相互作用提供了详细见解，并可能为不同DNA拓扑环境中的基因组编辑和操作提供启示。 |
| JPT2/HN1L 以细胞类型特异性方式作为NAADP结合蛋白发挥作用 |
Ottenheijm, R. |
2026-05-22 |
PDF |
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NAADP）是一种第二信使，通过靶向多种钙离子通道（包括双孔通道TPC1/2、瞬时受体电位黏脂蛋白1 TRPML1或兰尼碱受体1型RYR1）引发细胞内钙库释放钙离子。NAADP激活钙通道需要结合蛋白（如JPT2/HN1L和LSM12）的参与。目前，这些蛋白的功能仅在少数细胞系和极有限的原代细胞中得到分析，但在已知利用NADP信号传导的细胞类型中，其生理相关性仍不明确。本研究通过构建JPT2/HN1L缺陷型（Jpt2/Hn1l-/-）小鼠，评估JPT2/HN1L蛋白对血小板聚集、心肌细胞、肥大细胞及CD4+ T细胞钙信号的影响。已知NAADP参与胶原相关肽（CRP）诱导的血小板聚集，但JPT2/HN1L缺失并未改变这一过程。功能性钙成像显示，JPT2/HN1L在NAADP介导的钙释放中具有显著的细胞类型特异性作用。在搏动的心室肌细胞中，β-肾上腺素能刺激已知会诱发致心律失常性自发性舒张期钙瞬变，而Jpt2/Hn1l-/-心肌细胞中该瞬变频率未发生改变。此外，抗原诱导的腹腔肥大细胞（PMCs）钙瞬变在Jpt2/Hn1l-/- PMCs中亦无变化。然而，CD4+ T细胞对JPT2/HN1L表现出显著依赖性。在T细胞受体/CD3刺激后，Jpt2/Hn1l-/- CD4+细胞中全局钙升高及早期NAADP驱动的钙微域（在TCR/CD3结合后数十毫秒内发生，作为下游免疫激活的起始信号）显著降低。我们得出结论：JPT2/HN1L是T细胞中NAADP介导钙释放的必需蛋白，但在心肌细胞、血小板和肥大细胞中（至少针对所用激动剂）并非必需。据此推测，LSM12可能补偿了JPT2/HN1L的缺失。综上，JPT2/HN1L并非普遍必需的NAADP结合蛋白，而是具有细胞类型特异性，并在T细胞钙信号中发挥关键功能。 |
| 铁可用性调控PIN介导的生长素运输与分布，从而调节拟南芥根的向地性生长。 |
Fang, Y. |
2026-05-22 |
PDF |
铁（Fe）是植物生长的必需微量元素，而生长素激素是调控根系向重力性等发育过程的关键因子。本研究探究了拟南芥中铁营养与生长素介导的根系生长之间相互作用的分子机制。表型分析显示，缺铁显著改变根系构型和根系向重力性，且这些表型在铁吸收突变体irt1-1中更为严重。遗传分析表明，缺铁并未加重pin2突变体eir1-4的向重力性缺陷，提示铁有效性通过PIN2依赖途径调控根系向重力性。进一步的转录组分析证实，缺铁显著改变了大量与生长素通路相关基因的表达，为观察到的生理关联提供了分子证据。综上，本研究揭示了铁有效性通过调控PIN介导的生长素运输与分布来调节根系向重力性生长，为理解植物如何整合营养信号与发育程序提供了新见解。 |
| 黄芩毛状根培养物中黄芩苷的分子与空间表征 |
Fedorova, A. M. |
2026-05-22 |
PDF |
本研究利用X射线衍射分析及一系列核磁共振波谱技术，对体外黄芩根培养物的水醇提取物中分离得到的黄芩苷进行了结构验证。样品的晶体分子结构被确认与黄芩苷一致。1H、13C{1H}、二维1H-1H COSY、1H-13C HSQC、1H-13C HMBC谱图证实，其化学位移、信号多重性、积分强度及自旋-自旋耦合常数均与目标化合物结构完全吻合。在谱图的脂肪族区域检测到微量杂质信号，总含量不超过5 mol%。这些结果证实了黄芩苷（一种备受关注的生物活性黄酮苷）的高纯度及结构独特性。 |
| 拟南芥幼苗去黄化过程中光形态建成抑制因子SPA2与SPA3的功能分化 |
Cao, Z. |
2026-05-22 |
PDF |
COP1/SPA泛素连接酶是光形态建成的关键抑制因子，光受体通过失活该连接酶启动光信号传导。四个SPA蛋白（SPA1-SPA4）在植物生长过程中赋予COP1功能特异性，但其分子机制尚不明确。本研究采用转基因幼苗中的结构域交换策略，探究SPA2与SPA3的功能分化。结果表明，在光照生长的幼苗中，两者N端激酶结构域分别决定了SPA2与SPA3的蛋白质稳定性差异。SPA2的不稳定性与其N端结构域在光照下特异性结合光敏色素A的能力相关，提示光敏色素A促进CUL4DET1/COP1依赖的SPA2降解，但不影响SPA3。我们发现SPA2与SPA3的卷曲螺旋结构域和WD重复结构域在抑制光形态建成活性上存在显著差异，其中SPA2的这两个结构域具有更强的抑制活性。因此，SPA2兼具强效抑制活性与光诱导不稳定性。我们得出结论：SPA2响应光照而进化的不稳定性，可抵消其固有的强抑制活性，从而在黑暗条件下维持幼苗黄化，并在幼苗出土接触光照后通过SPA2降解快速降低COP1活性，启动光合生长。 |
| 由碳浓缩机制介导的CO2固定使蓝藻能够快速响应氮缺乏。 |
Saldivar, E. V. |
2026-05-22 |
PDF |
蓝藻是海洋中主要的生物质生产者，其生态成功依赖于对二氧化碳和氮等营养物质动态可用性的响应能力，这需要不同的适应机制。为应对氮缺乏，蓝藻会可逆地进入休眠模式。在低二氧化碳水平下，二氧化碳浓缩机制（CCM）支持其碳固定。尽管已有研究表明CCM和氮同化共享部分调控通路，但CCM如何影响对氮缺乏的响应仍未被充分探索。本研究利用缺乏CCM组分的沿海蓝藻聚球藻PCC 7002突变体，揭示了CCM介导的高碳固定速率调控β-蓝藻对氮缺乏的响应速度。我们首先发现，在大气二氧化碳浓度下，CCM突变体无法诱导典型的氮缺乏响应。然而，在较高二氧化碳浓度下，CCM突变体能够诱导氮缺乏响应。通过结合Rubisco动力学模型与不同二氧化碳浓度下氮响应速度的测量，我们证明氮缺乏响应速度与Rubisco羧化速率呈线性正相关。进一步研究表明，CCM对氮响应的调控也存在于亲缘关系较远的淡水蓝藻细长聚球藻PCC 7942中，提示该调控机制在β-蓝藻中具有广泛作用。本研究证实，蓝藻CCM的二氧化碳固定是氮缺乏响应的关键调控因子，有利于对动态环境做出快速响应。 |
| 权力越大，责任越大：科学导师如何影响早期研究人员的福祉 |
Simon Martinez de Goni, X. |
2026-05-22 |
PDF |
科研指导对早期职业研究人员（ECRs）的体验至关重要，然而从ECR视角探讨其在塑造福祉与留任率方面的作用仍缺乏充分研究。我们分析了来自65个国家2604名博士前、博士后及前研究人员的匿名调查反馈。总体而言，76%的受访者表示导师态度对其心理健康产生中度或重度影响。尽管多数人出于职业使命感进入学术界，但在前研究人员中，与导师的负面经历（48%）与工作不稳定、经济困境并列成为最常见的离职原因之一。伤害最常关联于沟通不畅、忽视福祉、微观管理和竞争氛围。相比之下，ECR更看重支持型而非命令式指导、定期沟通、合理期望及尊重个人时间。这些发现表明导师行为是影响ECR福祉与留任率的关键且可调节因素，并凸显了加强机构问责制、导师培训及将指导视为科研文化核心要素的资助激励措施的必要性。 |