| 干旱主导了工程化脂质库对高粱生理和碳分配的影响。 |
Liu, Y. |
2026-05-30 |
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确定控制工程化代谢性状如何影响整株碳分配的环境极限，对于开发气候适应性生物能源系统至关重要。含油量提升的高粱为提高地上能量密度提供了有前景的策略，但其对根系碳投资和土壤碳输送的系统性影响（尤其在干旱条件下）尚未得到充分表征。本研究通过整株连续13CO2标记、根系和根际土壤的深度特异性采样，以及光合作用、气孔解剖结构、组织氮含量和根系非结构性碳水化合物（NSCs）的协同测量，首次全面评估了这些相互作用。在充分灌溉条件下，含油量提升产生了显著的地上生理变化，包括气孔略长、气孔密度降低、叶片氮含量和生物量显著升高，以及叶片13C富集度增加。重要的是，这些地上变化并未转化为近期光合产物向地下库分配的显著改变。相比之下，干旱作为主导调控因子，通过抑制光合作用和叶片水分状态、增加根系氮和NSC储备、显著促进近期同化物在浅层根系中的滞留，重组了两种基因型的碳流。深度特异性13C模式显示，干旱减少了深层根系的新碳整合，同时增加了深层根际土壤的13C富集度，表明干旱改变了根系生长碳投资与深层根际沉积碳输入之间的平衡。最终，土壤水分有效性成为地下碳分配和垂直碳输送的决定性因素，其影响超越了工程化脂质库的作用。这些发现为工程化生物能源作物中碳流的环境约束提供了新的机制性见解，并确定了水分驱动的限制是将合成代谢创新转化为稳健生态系统级碳成果的主要瓶颈。 |
| 声景反映了群居海鸟的繁殖物候。 |
Eddington, V. M. |
2026-05-30 |
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迁徙海鸟是海洋生态系统变化的重要指示物种，但在繁殖季节常因密集的集群、偏远的繁殖地以及对研究者干扰的敏感性而难以监测。被动声学监测为传统调查提供了一种低侵入性的替代方案，然而大型集群中高频率的叫声重叠使得依赖识别个体发声的方法变得复杂。本研究将声学能量作为监测集群海鸟繁殖物候的简易声景指标进行评估。通过比较研究方法，我们在南极半岛西部的阿德利企鹅（Pygoscelis adeliae）繁殖地和缅因湾的普通燕鸥（Sterna hirundo）繁殖地部署了自动录音设备。我们分析了声学能量的季节变化模式，并将其与已知的繁殖阶段及集群观测数据进行比较。两种物种的声学能量均呈现与关键物候阶段（包括求偶、孵化、育雏和离巢）相对应的季节性特征。这些阶段伴随着集群层面的行为转变，如集群驻留、领地互动和亲代-子代交流，共同塑造了繁殖期的声景结构。研究结果表明，集群声学能量能够捕捉海鸟群落的关键物候转变，为监测偏远或快速变化环境中的繁殖动态提供了一种可扩展、低侵入性的方法。 |
| 中性进化下，结构可从无序中涌现。 |
Iyengar, B. R. |
2026-05-30 |
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突变通常被认为会破坏蛋白质结构的稳定性。然而，许多蛋白质天然处于无序状态，而突变对这类蛋白质的影响（尤其在缺乏选择压力的情况下）仍不明确。本研究开发了一个计算模型，用于探究突变对随机序列和天然序列（包括源自进化保守蛋白及进化新生的从头蛋白）结构无序性的影响。我们发现，虽然结构蛋白倾向于失去结构，但无序蛋白在无定向选择时呈现相反趋势——结构有序性增强。这种双向动态变化对突变偏好、遗传密码结构及序列来源均具有稳健性，表明其源于序列-结构景观的拓扑特性，而非内在定向机制。我们的结果与序列空间中结构序列与无序序列相互交织的弥散景观模型一致。这些发现表明，中性进化可促进结构形成，并可能在强选择作用前推动从头蛋白的早期结构进化。 |
| 等位基因特异性表达揭示了栽培番茄与野生番茄之间果实表型差异背后的复杂顺式和反式调控分化。 |
Zhao, J. |
2026-05-30 |
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番茄（Solanum lycopersicum）是最重要的农作物之一，也是肉质果实生物学研究的模式系统。然而，驯化瓶颈导致其遗传多样性有限，制约了作物的进一步改良。野生近缘种代表丰富的表型多样性资源，但这类表型多样性的分子基础仍 largely 未知。由于基因表达变异是表型多样性的主要驱动力，我们对栽培番茄与三个跨越不同进化距离的野生近缘种杂交产生的F1杂种，在三种果实组织和多个发育阶段进行了全基因组等位基因特异性表达分析。通过分析，我们构建了顺式与反式调控变异的多物种图谱，揭示了顺式调控效应在物种、组织和发育阶段间表达分化中的主导作用。大多数顺式效应具有组织特异性和/或发育阶段特异性，凸显了组织背景在调控变异中的重要性。调控机制与遗传模式随进化距离变化，亲缘关系较远的物种表现出更强的顺式调控贡献。最终，我们鉴定出与果实营养价值和风味品质相关的生物合成途径（包括类胡萝卜素、黄酮类、生物碱、糖类和挥发性物质）中存在广泛的调控分化。本研究为番茄果实发育的调控变异提供了高分辨率图谱，并为果实营养与风味性状的调控进化提供了新见解。 |
| 局部温度和湿度与农场环境中抗菌药物耐药性大肠杆菌分离株的比例相关：对农场监测的考量 |
Vass, L. |
2026-05-30 |
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证据表明，当地气温升高与环境细菌中抗菌药物耐药性（AMR）的更高流行率相关。本研究调查了当地气候与从英国53个奶牛场的2766份农场环境样本中分离出的抗菌药物耐药性大肠杆菌比例之间的关联。为此，开发了一种非线性贝叶斯模型，该模型专门考虑了低大肠杆菌丰度下检测灵敏度的降低，并用于从菌落计数数据中估计对四种抗菌药物（阿莫西林、头孢氨苄、链霉素和四环素）耐药的分离株比例。农场所在地的平均7天温度和相对湿度采用广义加性模型进行建模。与后备牛舍相比，从成年母牛收集场采集的样本中，对头孢氨苄和链霉素耐药的大肠杆菌分离株比例更高。相反，从后备牛舍采集的样本中，对阿莫西林和四环素耐药的大肠杆菌分离株比例更高。观察到当地温度与对链霉素（温度升高20°C与5.0倍增加相关；95% CI: 1.03-33.0）和四环素（2.6倍增加；90% CI: 1.1-5.2）耐药的大肠杆菌分离株比例增加存在关联。此外，相对湿度与对阿莫西林、链霉素和四环素耐药的分离株比例增加相关。天气对耐药性大肠杆菌比例的影响在从收集场成年动物和舍内后备牛采集的样本之间存在差异。这些发现强调了在设计农场AMR监测系统时考虑天气条件、样本特征和季节性的重要性。 |
| 补充脱氧黄素可改善全身照射小鼠的骨髓微环境损伤并恢复骨髓保留细胞的功能损伤 |
Rijal, S. |
2026-05-30 |
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全身照射（TBI）可通过过量产生活性氧（ROS）和炎症介质，损害骨髓（BM）微环境并扰乱骨髓驻留细胞的命运。本研究旨在探讨耐辐射奇球菌来源的脱氧黄素（DEIX）在减轻TBI介导的骨髓微环境及骨髓驻留细胞损伤中的效力与机制。将C57BL/6小鼠分为对照组、TBI组、TBI+DEIX组和/或DEIX组，其中小鼠接受亚致死剂量TBI（5 Gy）或联合口服DEIX补充剂（25 mg/kg体重）。在TBI后五周测定DEIX对骨髓及骨髓驻留细胞的影响，并在TBI后两周对小鼠骨髓细胞进行RNA测序分析。DEIX补充剂可保护小鼠免受TBI介导的骨小梁骨密度下降。补充DEIX抑制了TBI暴露小鼠骨髓微环境损伤及氧化应激和细胞衰老的诱导。这种抑制作用通过DEIX恢复TBI刺激的骨髓中成骨、破骨和成脂激活的紊乱来实现。使用骨髓细胞的离体实验支持了DEIX恢复TBI介导的骨髓细胞功能缺陷（包括集落形成、迁移和分化）的观点。RNA测序分析表明DEIX具有调节细胞和系统性免疫应答、细胞增殖分化及骨代谢相关基因表达的能力。综上，我们的结果揭示了DEIX在减轻TBI介导的微环境损伤及调控骨髓驻留细胞中的作用及相关机制。 |
| 伏立诺他（SAHA）改变骨骼肌分化程序 |
Sian, V. |
2026-05-30 |
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表观遗传调控，特别是组蛋白乙酰化，通过在不改变DNA序列的情况下调节基因表达程序，在骨骼肌分化中发挥关键作用。组蛋白去乙酰化酶（HDACs）通过控制分化时机严格调控肌生成。药理学抑制HDACs对肌肉细胞的影响具有情境依赖性。我们通过形态学、免疫荧光、转录组学和蛋白质组学分析，研究了1 μM SAHA（辛二酰苯胺异羟肟酸）对分化过程中C2C12和L6成肌细胞的影响。SAHA延迟了早期分化，减少了肌管形成，但在后期阶段部分恢复。转录组学分析揭示了与细胞骨架、细胞周期和染色质调控相关通路的时间依赖性变化。蛋白质组学显示C2C12细胞中线粒体代谢增强、细胞骨架成分减少，而L6细胞则表现出肌肉结构和细胞外基质蛋白的改变。SAHA诱导了肌生成的阶段依赖性和模型依赖性重编程，凸显了时机和细胞环境在HDAC靶向治疗中的重要性。 |
| 秋水仙碱直接靶向乙醛脱氢酶2（ALDH2）以抑制辐射诱导的衰老和动脉粥样硬化 |
Abe, J.-i. |
2026-05-30 |
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背景：电离辐射通过诱导细胞衰老、DNA损伤、胞葬作用缺陷及克隆性造血驱动因子失调加速动脉粥样硬化。尽管低剂量秋水仙碱可减少冠状动脉疾病患者的缺血性心血管事件，但其血管保护作用的具体分子机制尚未完全阐明，且该药物能否减轻辐射相关血管损伤仍属未知。方法：采用低剂量秋水仙碱预处理骨髓源性巨噬细胞后暴露于2 Gy电离辐射，通过RNA测序、免疫印迹和分子对接评估分子效应。在部分颈动脉结扎模型中利用空间蛋白质组学检测体内效应，并分析胸部恶性肿瘤患者放疗前后单核细胞源性巨噬细胞的变化。结果：低剂量秋水仙碱在维持NRF2活性的同时抑制辐射诱导的巨噬细胞衰老信号。在无细胞试验中，秋水仙碱以剂量依赖性方式直接激活乙醛脱氢酶2（EC50 1-5 nM），确定ALDH2为秋水仙碱的直接分子靶点。辐射后，秋水仙碱恢复ALDH2活性，减少线粒体活性氧依赖的p90核糖体S6激酶激活和脂质过氧化，维持TET2和DNMT3A表达，挽救受损的胞葬作用并防止烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和三磷酸腺苷耗竭。这些保护效应依赖ALDH2，因ALDH2抑制或缺失而消失，且可通过药物激活ALDH2模拟。体内实验显示，秋水仙碱减轻辐射诱导的动脉粥样硬化和巨噬细胞衰老相关干性。放疗后患者巨噬细胞中ALDH2降低，伴随mtROS、脂质过氧化和衰老标志物增加。结论：本研究揭示ALDH2是秋水仙碱此前未被识别的分子靶点，该靶点将线粒体氧化还原调控与抑制辐射诱导的巨噬细胞衰老和动脉粥样硬化相联系，可能有助于低剂量秋水仙碱在心血管疾病中的疗效。 |
| 糖皮质激素编程的红细胞低氧记忆实现快速高海拔适应 |
Chou, T. |
2026-05-30 |
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背景：快速上升至高海拔会引发急性高山病（AMS）及危及生命的肺水肿/脑水肿，但目前尚无预防措施能实现即时适应。间歇性低氧训练（IHT）可建立"低氧记忆"以加速高海拔适应，但其细胞与分子机制尚未明确，阻碍了有效药物策略的开发。方法：将18名海平面居民均分为两组，一组在上升至3500米前接受IHT，另一组未接受。通过红细胞与血浆的多组学分析及同位素葡萄糖示踪，研究IHT对高海拔适应过程中代谢的影响。利用基因工程小鼠进行临床前研究，进一步阐明IHT诱导低氧记忆的分子与代谢基础，以实现快速高海拔适应。结果：代谢组学揭示糖皮质激素是IHT诱导的、此前未被识别的内源性红细胞低氧记忆调控因子，其水平与AMS严重程度呈负相关。脂质组学与同位素葡萄糖示踪表明，糖皮质激素通过糖皮质激素受体（GR）协同增强葡萄糖代谢，并激活鞘氨醇激酶-1（SPHK1）驱动的鞘氨醇-1-磷酸（S1P）合成，从而预适应红细胞的氧释放能力与抗氧化能力。补充糖皮质激素可增强红细胞SPHK1激活与氧输送，对抗多组织缺氧及肺、肾中性粒细胞浸润。相反，红细胞特异性Sphk1基因敲除会消除糖皮质激素诱导的S1P生成，导致严重组织缺氧与肺中性粒细胞浸润加剧。结论：我们确立了糖皮质激素在红细胞代谢可塑性中的新功能——通过增强氧输送作为低氧记忆机制实现快速高海拔适应。这种此前未被识别的GR介导的葡萄糖与鞘脂代谢重编程，为高海拔预适应、高海拔急症及低氧驱动疾病提供了变革性的精准药理学策略。 |
| 果蝇髓质中依赖PCP的极性在神经元柱间的传播 |
Morita, T. |
2026-05-30 |
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平面细胞极性（PCP）信号通过核心PCP因子的不对称定位及相邻细胞间极性信息的传递，建立协调的组织极性。尽管PCP机制在连续上皮组织中已被充分阐明，但PCP依赖的极性传播能否跨越不连续的神经元结构仍不清楚。在果蝇视髓蛹期发育过程中，R8感光细胞轴突末端会短暂形成马蹄形结构，其朝向反映神经元柱极性。本研究发现，Frizzled（Fz）在发育中的马蹄形结构内逐渐呈现不对称定位，而Van Gogh（Vang）则在发育早期阶段短暂积累于相邻胶质细胞中。条件性破坏胶质细胞中的Vang会损害Fz的不对称定位并破坏马蹄形朝向极性。胶质细胞中Vang的定位先于Fz显著不对称性的出现，提示胶质Vang在早期极性建立阶段发挥作用。此外，在R8神经元中嵌合敲降fz会改变相邻R8末端的Fz定位，表明相邻神经元柱之间存在极性信息的局部传递。综上，我们的结果表明PCP依赖的极性传播可跨越发育中视髓的不连续神经元柱，为理解缺乏连续上皮组织的神经组织中协调极性的形成提供了理论框架。 |