| 人类海马体中的语言语境化 |
Katlowitz, K. |
2026-08-02 |
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语言中的词义受周围词语的语境化影响。受基于Transformer的大语言模型（LLMs）中自注意力机制的启发，我们假设大脑中的结构组合源于将规范（非语境）词表示与邻近词表示相结合。我们在人类海马体（一个参与语义和语境处理的区域）中分析了单神经元活动，同时让n=10名参与者收听播客。我们发现，海马体神经元通过序数和频域位置编码来编码从句内的词位置。此外，对特定词的神经反应既反映了该词自身的词汇语义，也反映了前序词嵌入的加权和。这些语境化词的相对权重与LLM自注意力权重相关。这些发现表明，大脑中的语境化利用了与LLM中注意力重新加权相似的向量位移，并强调了内侧颞叶在更广泛语言网络中的作用。 |
| STAR Suite：通过AI辅助开发在单一二进制文件中进行转录组学处理 |
Hung, L.-H. |
2026-08-02 |
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单细胞转录组检测——包括混合CRISPR/Perturb-seq筛选、克隆谱系追踪以及10x Flex固定RNA分析——是现代生物学的核心，但其数据处理一直依赖Cell Ranger，这是一种专有工具，仅限于10x产品，且没有针对Perturb-seq或Flex的开放端到端流程。我们推出STAR Suite，它将STAR比对器扩展为单一可执行文件，通过一条命令处理bulk RNA-seq、scRNA-seq、Perturb-seq、10x Flex和SLAM-seq，无需额外依赖。对于单细胞检测，它复现了Cell Ranger 9.0.1的结果（基因水平Pearson相关系数0.99-1.0），同时运行速度快3.6至5.7倍，这得益于新颖的精确匹配和比对验证哈希算法。通过一个经过验证的接口服务于AI代理和人类操作员，STAR Suite是NIH MorPhiC联盟的生产标准；其132,226行C/C++代码是在人类指导、AI实施的流程下构建的。源代码、工作流配方和每次运行的溯源信息均在MIT许可证下发布。 |
| 微管卷曲作为揭示轴突细胞生物学和神经退行性变基本概念的高效读出指标 |
Voelzmann, A. |
2026-08-02 |
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神经纤维（又称轴突）是神经细胞的细长突起，长度可达一米，它们构成了神经系统的连接网络。这些脆弱结构必须存活于生物体整个生命周期，因此成为神经退行性疾病中的主要损伤部位。其长期维持依赖于复杂的局部细胞生物学稳态，这由运动蛋白驱动的沿微管束运输所支撑，这些微管束沿轴突不间断延伸。为了理解轴突稳态，我们使用标准化的果蝇初级神经元系统，报告并讨论了105个基因在多种细胞生物学过程中的功能丧失。约40%的这些基因缺陷导致微管束紊乱，称为“微管卷曲”，我们将其用作轴突萎缩的指标。我们的活体成像显示，微管卷曲起始于轴突变宽的区域，如靠近胞体、分支点或生长锥的区域。在野生型神经元中，任何起始的卷曲都被限制，但在促进卷曲的突变条件下，它持续存在并形成增长的足迹。对20种促进卷曲条件的进一步分析提出了一种大致分为两组的分类：影响轴突生理的突变导致ROS介导的微管卷曲，而引发运动蛋白过度激活或影响微管调节蛋白的突变则导致结构诱导的非ROS依赖性卷曲。正如将要讨论的，我们的数据为先前提出的“局部轴突稳态依赖循环”模型提供了一致支持，该模型可以解释一个长期存在的谜团：来自多种细胞生物学过程的基因常常与同一类遗传性神经退行性疾病存在突变关联。 |
| 利用解析的祖先转录状态重建整个生物体的细胞系统发育 |
Liu, Z. |
2026-08-02 |
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将细胞谱系追踪与单细胞RNA测序相结合，可以重建系统发育树，以整合单细胞转录组图谱。然而，该树的内部节点——代表祖先细胞——在转录上保持沉默，阻碍了沿谱系纵向追踪细胞状态动态。在此，我们通过重建15个斑马鱼幼虫的高分辨率合子到幼体发育细胞系统发育，并直接测量末端节点（即采样细胞）的转录组，克服了这一障碍。利用一组谱系定型上调基因（LUGs），我们开发了LUG编码祖先投影（LEAP），一种基于系统发育的新型计算框架，并成功推断了系统发育内部节点的转录状态。这首次在非线虫生物中实现了谱系信息指导的发育全程细胞状态动态纵向分析。我们的分析揭示了一个与孵化相关的主要且此前未被认识到的命运特化波，区别于已充分表征的原肠胚形成事件。此外，我们发现了大量已决定命运但转录分化极小的初始细胞状态，揭示了发育命运特化的隐藏层。总之，通过解析重建细胞系统发育的祖先转录状态，这项工作为构建复杂生物中谱系分辨的细胞图谱铺平了道路，以全面表征细胞状态动态。 |
| 远距离扩散驱动了广泛分布蛾类谱系（鳞翅目：刺蛾科）的全球热带分布格局 |
Taberer, T. R. |
2026-08-02 |
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理解全球生物多样性模式如何形成是生物地理学的核心主题，当代理论认识到扩散和隔离分化两者的作用。广泛分布的属可以为解开这些过程在进化时间尺度上的相对影响提供重要系统。然而，许多研究较少的类群，尤其是热带地区的类群，缺乏密集采样的系统发育树，这阻碍了对其进化和生物地理历史的稳健推断。本研究探讨了假定泛热带分布的蛾类属Parasa Moore（鳞翅目：刺蛾科）的全球多样化和系统学，旨在评估扩散和隔离分化在塑造其分布中的相对重要性。通过对主要来自博物馆标本的中等覆盖度全基因组测序，生成了Parasa及其相关属（Parasa复合群）的全球采样时间校准系统发育树。祖先范围估计分析被用于推断地理起源和生物区域间可能的扩散时间。Parasa复合群起源于非洲晚渐新世（约24百万年前），并通过早-中中新世的一系列长距离扩散事件，扩展到亚洲（约23百万年前）和美洲（约21百万年前）。在所有区域中，扩散是塑造现今分布的主导过程，而隔离分化在某些亚区域中的作用有限。系统发育分析进一步表明，Parasa并非单系属，多个独立谱系促成了其明显的泛热带分布。这些发现强调了长距离扩散在产生某些全球分布模式中的核心作用。结果支持一个动态的范围进化模型，涉及中新世快速扩散和随后的区域多样化。此外，Parasa的非单系性需要大量的分类修订，强调了稳健的系统发育框架在解释全球生物多样性模式中的重要性。 |
| 人类大脑microRNA表现出细胞类型特异性和年龄依赖性 |
Dubnov, S. |
2026-08-02 |
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MicroRNAs在调控大脑过程中发挥关键作用，涵盖从神经发生到神经系统疾病，并参与多种细胞类型特异性通路。然而，单细胞小RNA测序的技术限制使大多数研究局限于整体组织样本的批量分析，限制了我们对大脑MicroRNAs细胞类型特异性的解析及其功能的深入研究。为生成人类大脑中全面、细胞类型分辨的MicroRNAs图谱，我们从新鲜神经外科手术来源的脑样本中分离出神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞，并通过RNA测序分析其小RNA谱系。结果显示，MicroRNA谱系存在显著的细胞类型相关差异，识别出新型细胞类型特异性MicroRNA标记，并揭示了其起源基因组位点对细胞类型特异性的贡献。我们进一步表征了MicroRNA链偏好性和isomiR加工的细胞类型依赖性，并识别出与大脑衰老相关的细胞类型依赖性MicroRNA程序。结合配套的细胞类型信号富集统计工具，我们的图谱为人类大脑中细胞类型分辨的MicroRNA分析提供了公开可用资源。 |