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bioRxiv 2026-06-22

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锚点:人类脑干神经化学特征图谱与三维重建 Bota, M. 2026-06-22 PDF 人脑干是大脑的一个复杂分区,包含200多个神经核团和纤维束。脑干对整个身体的功能至关重要。我们在此介绍跨越人类整个生命周期(胎儿、儿童、成人)的最精细人脑干图谱。ANCHOR(人脑干神经化学特征图谱)是一个在线平台,包含来自三个年龄段(25周胎龄胎儿、9岁儿童和54岁成人)人脑干的800多张连续组织学切片,这些切片经过尼氏染色和七种免疫组化标记物染色。这使得ANCHOR成为迄今为止最全面的人脑干图谱。在这三个脑干中,我们识别并手动标注了200多个结构,并通过七种免疫组化标记物进一步表征这些结构。我们特别描述了三个年龄段人脑干中的儿茶酚胺能神经群。此外,我们还识别了舌下神经核的原生质连合树突,并描述了25周胎龄胎儿脑干尼氏染色切片中的顶盖前核。ANCHOR包含一个在线查看器,整合了多模态数据,从磁共振成像和块面成像到尼氏染色和免疫组化染色的连续切片,以及整个脑干的三维重建。对于9岁样本,该在线查看器允许同步导航标注切片与对应的免疫组化图像,以查看特定区域的细胞特征,可通过https://anchor.humanbrain.in/访问。
核苷酸驱动的KaiC动力学协调蓝藻生物钟的核心特性 Ito-Miwa, K. 2026-06-22 PDF 昼夜节律钟产生稳定的约24小时节律,具有明确的周期、温度补偿特性,并能通过外部信号实现相位同步。然而,产生这些特征的分子反应机制尚未完全阐明。在蓝细菌中,计时功能由六聚体ATP酶KaiC驱动,该蛋白由两个同源结构域CI和CII组成,其酶促周转过程构成了节律性磷酸化的基础。本研究确定ADP释放是KaiC ATP酶循环中的限速步骤,并证明KaiC ATP酶的核苷酸循环整合了昼夜节律钟的核心特性。在KaiC周期突变体中,ADP占有率升高与周期延长相关。温度升高促使KaiC向ADP结合状态转变,从而抵消ATP水解的热加速效应。KaiB通过抑制核苷酸交换强化这种ADP结合构象,进而增强对KaiC CI结构域ATP酶活性的抑制,并以温度依赖性方式调节振荡幅度。相反,KaiA加速KaiB-KaiC复合物中ADP向ATP的交换,从而刺激CI结构域ATP酶活性,并在KaiC磷酸化前促进KaiB-KaiC解离。磷酸化仅在此转变后启动,表明KaiC的核苷酸结合状态决定了磷酸化周期的相位。这些结果共同确立了KaiC ATP酶核苷酸循环作为连接分子反应与蓝细菌昼夜节律钟定义特性的统一机制。
撤回:使用互补正则化器蒸馏蛋白质语言模型 Wijaya, E. 2026-06-22 PDF 作者已撤回此稿件,因为在提交时,提交者不具备同意分发许可所需的权利。因此,作者请求不要将此工作作为项目参考文献引用。如有任何问题,请联系通讯作者。
撤回:基于智能体引导的排名策略改进用于肽类药物候选物优先排序 Wijaya, E. 2026-06-22 PDF 作者已撤回此稿件,因为提交者在提交时无权同意分发许可。因此,作者不希望本作品被引用为该项目的参考文献。如有任何疑问,请联系通讯作者。
撤回:使用GFlowNet生成结构多样的治疗性多肽 Wijaya, E. 2026-06-22 PDF 作者已撤回此稿件,因为提交者在提交时无权同意分发许可。因此,作者不希望本作品被引用为该项目的参考文献。如有任何疑问,请联系通讯作者。
撤回:预印本共享平台——用于系统追踪预印本趋势与影响的平台 Behera, B. P. 2026-06-22 PDF 作者已撤回稿件,因其未经所有作者同意即发布。因此,作者不希望此项工作被引用为项目参考文献。如有疑问,请联系通讯作者。
多样性对模拟浮游动物灭绝的功能稳健性的预测不一致 Ross, S. R. P.-J. 2026-06-22 PDF 即使在相当严重的干扰下,物种丰富的群落也能维持生态系统功能。这是因为高丰富度的群落既包含物种功能角色(功能多样性)的差异,也包含其对环境变化响应(响应多样性)的差异。响应多样性被认为是生物多样性在多变环境中发挥稳定作用的关键机制。然而,关于响应多样性在稳定群落抵御干扰、从而维持生态系统功能方面的作用,目前仍知之甚少。本研究利用日本列岛广阔纬度梯度上76个水库的群落数据,表明当物种被移除时,对环境变量响应变异性更高的浮游动物组合能够保留功能多样性,但这一结果取决于所考察的环境变量。我们将47种浮游动物的经验发生数据与生物和非生物变量相结合,通过联合物种分布模型推导出物种特异性环境响应,进而测量包括鱼类群落结构和水温在内的环境轴上的响应多样性。我们还测量了浮游动物组合的功能性状多样性,并模拟了物种的连续灭绝过程,捕捉到功能多样性丧失一半的灭绝阈值。最后,我们整合这些数据流,表明响应多样性可以预测浮游动物组合更高的功能稳健性,但这种预测并不一致。响应多样性在预测功能稳健性中的作用取决于所考虑的具体指标和环境变量。我们发现,物种对水温的正负响应平衡是稳健性的显著预测因子,尽管其他指标和环境变量主要呈现非显著关系。总体而言,我们证明了响应多样性能够赋予群落抵御物种灭绝等干扰的稳定性,并展示了物种分布模型在测量响应多样性方面的实用性,这克服了机制性数据限制,拓展了自然系统中响应多样性研究的工具库。
NicheDiv:一个用于量化高度多变量环境空间中生态位分化的DAPC框架 Schoenberger, D. 2026-06-22 PDF 量化生态位分化对于理解范围界限、共存、物种形成、生物地理学和宏观进化背后的生态与进化过程至关重要。然而现有方法依赖于低维气候总结,易受多重偏差影响,或难以处理高维共线数据。我们推出R包NicheDiv,该包通过主成分判别分析(DAPC)来量化与物种分布记录相关的任意数量非生物和生物环境变量间的成对生态位分化。该方法首先通过主成分分析处理环境变量间的相关性,随后识别出能最大化预定义组(物种/谱系/种群)间分离的单一判别轴,将多变量生态位结构总结为一维。通过置换检验(随机重组组标识以模拟共享生态位)评估显著性。为刻画生态分化特征,NicheDiv计算Schoener's D作为重叠指数,并将生态位分化平面扩展至多变量空间,提供生态位相异度和专有性等指标。从判别轴提取的变量贡献可识别对分化贡献最大的环境变量。通过模拟与实证数据结合大量环境图层,我们证明NicheDiv具有计算可扩展性,能在多重共线性下检测高维空间的细微分化,区分不同形式的生态位分化(加权型、嵌套型、软型、硬型),并识别可能驱动分化的变量。与替代分化检验方法(PCA-env、超体积、MVNH、PERMANOVA、PCA-space和逻辑回归)相比,NicheDiv通常保留更多变异,随分化程度增加更稳定地扩展,并返回更可解释的效应量。NicheDiv自动从预设和用户提供的GIS图层中提取此类环境数据,并实施预处理流程以减少已知偏差:界定可访问背景空间、空间稀疏化分布记录、平衡样本量、过滤低信息变量、筛选预测变量以确保组间环境类比。我们通过Hemileuca栎蚕蛾的实证分析测试该框架,证明其生态位受季节性非生物和生物变量(而非年度气候平均值)的调控。总体而言,NicheDiv为跨多环境轴的生态位分化表征提供了稳健框架,支持物种界定、局部适应、群落生态学、生物地理学和宏观进化研究。
使用两种互补的蛋白质-蛋白质相互作用分析方法捕获芳烃受体激活的早期事件 Kuehn, T. 2026-06-22 PDF 芳香烃受体(AHR)是一种配体激活的转录因子,能使细胞适应环境、营养和代谢信号。配体结合后,AHR转位至细胞核,与AHR核转位因子(ARNT)形成异二聚体并调控基因表达。当前测量AHR活性的方法依赖于转录产物检测,但这类检测结果会因细胞类型和配体不同而变化。本研究提出两种基于蛋白质-蛋白质相互作用的互补检测方法,通过监测AHR-ARNT复合物形成来检测AHR激活。分裂荧光素酶(NanoBiT)和双分子荧光互补(BiFC)技术可独立于转录产物检测AHR激活,在多种配体和细胞环境中捕捉激动剂/拮抗剂依赖的AHR调控。NanoBiT能实现AHR二聚化的快速实时分析,而BiFC支持亚细胞分辨率下的AHR相互作用成像。这两种检测方法还能捕捉AHR信号的其他特征,包括与分子伴侣的解离或HIF-1介导的ARNT竞争,并能在生物样本中检测AHR激活。因此,这两种检测方法为研究AHR信号提供了多功能工具。
机械张力逐步扩展微管晶格,并以亚型依赖的方式调节驱动蛋白-1的结合。 Lurz, Y. 2026-06-22 PDF 近期研究表明,微管晶格具有显著的结构可塑性,其构象受微管相关蛋白和马达蛋白调控。然而,这种可塑性如何响应机械力仍知之甚少。本研究开发了光镊和荧光显微镜检测方法,用于测量拉伸力对单根微管的影响。通过量子点标记,在平均拉伸力变化=10.6 pN(力值范围Fmin=1.29 pN至Fmax=22.3 pN,相当于1-3个kinesin-1马达产生的力)的条件下,实现了约0.33%晶格畸变的纳米级精度测量。在此力值范围内,kinesin-1亚型KIF5B的结合速率在数秒内可逆性降低约20%,解离速率增加约10%,导致平均运行长度缩短,极端情况下减少达46%。同时观察到单根微管沿其长度方向存在显著异质性,不同晶格区域对施加力的响应存在差异,表明晶格扩张并非均匀发生。在细胞中观察到一致的异质性,具有竞争性构象偏好的微管相关蛋白沿同一微管以非重叠斑块形式组装。基于微管蛋白构象双稳态的协同切换晶格伊辛模型,结合动力学模拟,定量复现了这些观测结果,临界切换力Fc=8.5 pN,与talin和E-catenin等已确立的机械传感蛋白相似。值得注意的是,KIF5C未观察到显著效应,揭示了驱动蛋白亚型依赖的机械响应机制。这些发现共同确立了微管作为力化学信号转导体的功能,能够以快速细胞响应所需的速度、空间精度和灵敏度将机械力转化为生化信号。