| 对称性脑-肝回路介导小鼠肝脏葡萄糖输出的偏侧化调控 |
Wang, Z. |
2026-07-30 |
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神经偏侧化在控制对侧躯体运动方面已得到充分认识，但其与内脏器官调节的相关性仍知之甚少。本研究旨在明确中枢神经系统是否对肝脏葡萄糖代谢具有偏侧化控制作用，并定位外周交感神经向肝脏交叉的位点。伪狂犬病毒示踪显示，外侧巨细胞旁核存在双侧投射，但对侧肝叶接受优先支配。单侧LPGi激活通过增强对侧肝叶的糖原分解和糖异生作用升高全身血糖，而双侧激活则产生叠加效应。单侧肝脏去神经支配后，对侧LPGi激活在剩余受神经支配的肝叶中诱导代谢代偿，表现为去甲肾上腺素释放增加、葡萄糖生成增多和糖原耗竭。全组织透明化与双病毒示踪将交感神经交叉定位于肝门部。发育分析显示，沿血管分布的肝叶特异性神经支配在出生后第2周形成。这些发现表明，脑干可通过双侧投射的脑-肝交感通路对肝脏葡萄糖代谢实施肝叶特异性、偏侧化控制。这种对侧调控源于肝门部的外周交叉，而去神经支配后观察到的代偿性激活揭示了一种有助于维持全身葡萄糖稳态的内在神经适应机制。 |
| 使用平均核苷酸一致性、核心基因组系统发育和数字DNA-DNA杂交进行气单胞菌基因组物种划分的整合基因组框架 |
Lu, A. C. |
2026-07-30 |
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长期以来，气单胞菌属的分类因表型、生化及蛋白质谱重叠而复杂化。本研究建立了基于基因组的稳健框架用于气单胞菌基因组物种界定。通过分析4,366个可用气单胞菌基因组的平均核苷酸一致性（ANI），发现以96% ANI为阈值时，skANI和fastANI分别产生过多聚类（65个和57个），且这些聚类未得到核心基因组系统发育支持。我们确定95.4% skANI（相当于95.6% fastANI）为界定气单胞菌基因组物种的操作阈值。采用该阈值在4,366个基因组中识别出44个ANI聚类，其中43个为核心基因组系统发育支持的基因组物种。43个基因组物种中34个对应现有分类学物种，其余9个尚未被认定为分类学物种。数据集中所有已确认的分类学物种均保留原有物种命名，但Aeromonas mytilicola除外——该物种在ANI聚类和核心基因组系统发育中均未与Aeromonas rivipollensis分离。基因组物种间的数字DNA-DNA杂交（dDDH）值均低于70%，进一步支持基因组物种界定。我们进一步开发了AeromonasGStyper基因组物种分型工具，该工具基于查询基因组与中心基因组的ANI相似性进行物种分配。本研究建立了基于基因组的分类框架，为气单胞菌基因组分类提供实用方案，并推动未来基因组监测实践。 |
| BRD4通过与PRC1.6相互作用抑制发育和神经元基因。 |
Boulet, F. |
2026-07-30 |
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BRD4最广为人知的功能是转录共激活因子，但其杂合功能缺失变异会导致颅面部及神经发育异常，具体机制尚不明确。通过使用人胚胎干细胞和神经类器官（作为人胚胎脑发育的体外模型），我们发现BRD4抑制多梳调控的发育及神经元基因。BRD4与PRC1.6共同占据双价启动子，并通过其C端结构域与PCGF6和RING1B直接相互作用。H3K23ac通过BD2促进BRD4的招募，将乙酰化染色质识别与多梳相关抑制联系起来。急性BRD4缺失会改变PRC1.6的占据，减少H2AK119的泛素化，并迅速增加发育基因的转录。在神经类器官中，BRD4 BD2突变会改变神经元细胞的组成，并增加与神经元转录因子程序相关的表达和染色质可及性。这些发现确立了BRD4作为情境依赖性染色质调控因子的地位，可防止发育基因的过早激活，并为BRD4相关神经发育障碍提供了机制性见解。 |
| 种子甲虫Callosobruchus maculatus基因表达中热适应的模式与可重复性 |
Hart, A. F. |
2026-07-30 |
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转录可塑性可维持机体稳态，但其缓冲气候变化负面效应的潜力仍存争议，且可能依赖遗传适应。理论预测两种普遍结果：遗传强化（遗传适应增强适应性可塑性）或遗传补偿（遗传适应逆转非适应性可塑性）。本研究以豆象害虫Callosobruchus maculatus为对象，通过实验进化探索温度响应基因表达的补偿与强化现象的普遍性、可重复性及分子基础。我们在高温或低温条件下培育来自三种遗传背景的品系，并在80-135代后与祖先品系进行比较。冷适应以遗传补偿为主导，揭示出跨背景高度可重复的适应模式，但相关基因及其生物学功能多具特异性。相比之下，热适应模式一致性较低，兼具补偿与强化特征，但在基因及功能层面可重复性更高。网络分析发现多数热强化基因处于网络枢纽位置且具有强温度依赖性，提示其在协调适应性热可塑性中发挥作用，这或可解释其高可重复性。基因组分析显示，实验进化过程中冷热补偿与强化基因均出现可重复的等位基因频率变化，但这些变化与表达水平改变无因果关系，提示存在反式调控。此外，不同基因类别的序列进化可重复性与表达进化可重复性之间缺乏广泛对应关系。我们的发现表明，气候变化下进化的可预测性可能关键取决于热力范围及所研究的基因型-表型图谱层级。 |
| 重新定义性别：Bunonema线虫的W染色体与摆脱孤雌生殖的路径 |
Fierst, J. L. |
2026-07-30 |
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性染色体在某些生物中高度保守，但在另一些生物中却异常不稳定。本文描述了线虫Bunonema JU3390中一种新型雌性半合子ZW性染色体系统。我们提出这种新性染色体由常染色体演化而来，旨在逃避孤雌生殖时期积累的致死性结构突变导致的突变崩溃，揭示了进化偶然性在这一快速性染色体重塑中的作用。 |
| 一个可演化且功能分区的网络支撑了硬骨鱼的发育重塑。 |
Barua, A. |
2026-07-30 |
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比较胚胎学揭示，早期动物发育基于高度保守的遗传程序。然而，在胚胎发生之后，动物会经历显著多样的胚后发育转变，例如变态发育。这些转变是否也由保守的遗传程序组织，目前仍是一个未解之谜。为了识别胚后发育背后的保守遗传程序，我们研究了五种硬骨鱼类的变态重塑过程，这些鱼类跨越了2亿年的进化历程。通过整合比较共表达网络、进化基因组学、系统发育模型以及斑马鱼的功能数据，我们发现了一个保守的胚后发育网络。该保守网络包含参与核心细胞过程的组分，以及参与发育和生理过程的组分，这些过程在变态期间均受甲状腺激素调控。尽管在编码序列水平上存在进化保守性，但该网络在硬骨鱼特异性全基因组复制后表现出显著的基因家族拷贝数变化，以及谱系特异性的扩张和收缩。基因拷贝数的变异与多种生态和形态特征的宏观进化变异相关，包括游泳能力和营养级。跨物种组织表达、斑马鱼单细胞转录组学以及斑马鱼扰动表型将相关基因置于与这些特征相关的生物学背景中。综合来看，我们的研究结果证明了一个古老且功能分区的胚后发育网络的存在，该网络在硬骨鱼进化过程中发生了多样化。网络功能的异时性变化、内分泌活性的改变以及基因家族的更替，为共享的发育架构如何促进硬骨鱼表型多样性的进化提供了潜在途径。 |
| 扁形动物中Wnt信号系统的趋异进化 |
Gasiorowski, L. |
2026-07-30 |
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扁形动物的再生能力差异显著。链虫类、微口虫类和涡虫能从头再生完整头部，而其他扁形动物则不能。这种显著多样性引发了一个长期存在的进化问题：全身再生是祖先特征后被多个谱系丢失，还是趋同进化而来？解答此问题需对系统发育多样的扁形动物再生分子机制进行比较分析。本研究聚焦Wnt信号通路——该通路在涡虫再生中深度保守调控前后轴模式并决定头尾身份——为这类比较建立机制框架。尽管Wnt信号在涡虫和寄生性新皮类中已被广泛研究，但其在其他扁形动物类群中的进化与部署仍鲜有表征。为填补这一空白，我们解析了两个早期分化扁形动物类群（链虫纲和大口纲）的Wnt信号组分，重点研究链虫纲物种Stenostomum brevipharyngium中的表达与功能。系统发育分析揭示，扁形动物最后共同祖先已丢失六个Wnt家族和一个分泌型卷曲相关蛋白家族，后续又发生谱系特异性基因丢失与扩增。此外，多个Wnt通路组分在链虫类与其他扁形动物间呈现显著差异表达模式，功能分析则表明其再生部署存在相应差异。综合而言，我们的发现揭示了扁形动物Wnt信号工具包的动态进化史，并为检验头部再生分子回路是祖先保守还是不同扁形动物谱系独立进化建立了比较框架。 |
| 增强子缓冲在脆弱的发育转变期间保护剂量敏感型管家基因。 |
Ni, C. |
2026-07-30 |
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尽管转录因子动态波动，管家基因仍能在不同细胞类型中维持稳定表达，但其单倍剂量不足却与多种组织特异性发育疾病相关。为理解这一矛盾，我们聚焦于TCOF1——一种广泛表达的rRNA合成调控因子，其单倍剂量不足会导致Treacher Collins综合征（TCS）。研究表明，经历间充质特化的过渡性颅神经嵴细胞（tCNCC）对TCOF1表现出极端剂量敏感性，但对RNA聚合酶I无此敏感性，这既解释了TCS的细胞起源，也揭示了TCOF1突变在该疾病中的高发性。为维持稳定表达，TCOF1部署了CNCC特异性增强子，这些增强子可缓冲启动子调控因子的波动，将敏感的表达响应转化为阈值保护型输出。系统性启动子-增强子耦合实验表明，这一原理普遍适用于众多剂量敏感的管家基因——其启动子接近饱和状态运作，仅在次优条件下才显现对增强子的依赖性。因此，增强子在管家基因启动子中扮演独特角色：并非增强表达，而是在脆弱发育过渡期确保表达稳健性。 |
| 谱系记录揭示被劫持的肝祖细胞状态是HCC和ICC的共同起源 |
Fan, J. |
2026-07-30 |
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脂肪肝病易诱发原发性肝癌，但选择稀有肿瘤命运肝细胞的谱系路径和微环境机制仍不清楚。本研究开发了CERAMIC——一种高容量CRISPR-Cas9谱系记录系统，可同时从单细胞中恢复编辑痕迹和转录组，并将其应用于AKT/NRAS驱动的MASLD相关肝肿瘤起始模型。纵向谱系、单细胞和空间分析揭示了一个层级化轨迹：Hep_Bi-zonal细胞（而非Hep_CVlike细胞）生成再生性和肿瘤性肝祖细胞状态，这些状态同时向肝细胞癌和肝内胆管癌谱系演进。肿瘤命运细胞优先沿重塑的中叶-门静脉周围轴扩增，并依赖ACOX1介导的过氧化物酶体β氧化抵抗脂毒性和氧化应激。空间和谱系分析进一步识别出连续的脂质相关巨噬细胞微环境，其中单核细胞来源的LAMs通过LGALS9-P4HB轴与肿瘤命运肝细胞相互作用，而P4HB抑制可抑制肿瘤扩增。这些发现将肝肿瘤起始定义为受限于谱系的过程，该过程需经过去氧化物酶体代谢适应和巨噬细胞来源的微环境信号许可。 |
| 从花朵到果实的苦甜动态：化学计量分子网络揭示了Solanum dulcamara地上部分化学型在个体发育过程中代谢变化趋向毒性降低 |
Anaia, R. A. |
2026-07-30 |
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有毒植物常以器官和个体发育特异性的方式部署有毒代谢物，然而这些植物特殊代谢物的发育动态仍知之甚少。在茄科植物中，甾体糖苷（SGs）包括甾体糖苷生物碱（SGAs）和甾体皂苷糖苷（SSGs），是具有强效生态和药理活性的主要防御代谢物。本研究通过非靶向代谢组学和化学计量学分子网络技术，探究了欧白英（Solanum dulcamara）花和果实发育过程中代谢谱的重组模式。基于分类代谢物特征的非度量多维尺度分析（NMDS）清晰呈现了器官特异性和化学型特异性样本分离，当分析限定于注释为SGs的代谢组学特征时，这种分离效果进一步增强。在花器官中，正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）成功区分了花发育阶段和化学型，表明发育阶段与遗传性SG多态性是花朵化学多样性的独立维度。化学计量学分子网络显示，羟基肉桂酸代谢在开花期呈现显著多样化，包括花蕾中咖啡酰腐胺的积累，以及随花发育进程逐步发生的亚精胺缀合物酰化。开花期积累糖基化羟基肉桂酸、黄酮类化合物及羟基肉桂酰酰化黄酮苷。果实成熟遵循相反轨迹：未成熟果皮中富集SGAs，而成熟果皮积累N-和O-乙酰化SGA衍生物、氧化脱氨产物及预测的甾体降解产物，表明种子成熟过程中有毒甾体糖苷逐步解毒。这些发现共同表明，欧白英的有毒化学物质具有高度动态性和发育协调性：花朵在开花期积累结构复杂的代谢物（包括羟基肉桂酸缀合物），而果实则在成熟过程中将有毒SGAs代谢为低毒SGs，将代谢重塑与繁殖和种子传播过程相连接。 |