| SpatialAgent：用于空间生物学的自主AI智能体 |
Wang, H. |
2026-08-12 |
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人工智能的进展正在变革科学发现，然而空间生物学——一个解读组织内分子组织的领域——仍受限于劳动密集型的工作流程。在此，我们提出SpatialAgent，一个用于空间生物学研究的自主AI代理。SpatialAgent将大型语言模型与计划-行动-结论架构、动态工具和技能检索、多模态解释以及审核生成声明的验证模块相结合。它支持完整的发现循环，从基因面板设计和多模态注释到轨迹推断、细胞间通讯分析、插补和假设生成。在人类和小鼠的脑、心脏、扁桃体、结肠及前列腺数据集中，SpatialAgent超越了已建立的计算基线，并在关键任务中与专家科学家相当或更优。在开放式案例研究中，它恢复了已知的组织结构并生成了空间定位的假设。在一项前瞻性的小鼠前列腺癌Xenium研究中，它设计了一个紧凑的100基因附加面板，分析了21个样本中的420万细胞，改善了细胞类型和恶性状态预测，并捕获了空间结构的肿瘤和微环境程序。SpatialAgent为空间生物学中的自主和协作发现建立了一个框架。 |
| 白黄麻（Corchorus capsularis）漆酶基因家族的全基因组鉴定：韧皮纤维木质素工程中的潜在靶标 |
Parida, S. |
2026-08-12 |
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黄麻（Corchorus spp.）是一种重要的工业韧皮纤维作物，因其木质纤维素纤维而备受重视，然而纤维木质化的分子基础仍未得到探索。漆酶（EC 1.10.3.2）是催化木质素聚合最后步骤的关键酶。对白黄麻（Corchorus capsularis）的全基因组分析鉴定出32个推定的漆酶基因（CcaLACs），这些基因在系统发育上分为六个分支。表达谱分析显示，在韧皮部组织中表达占主导地位（16个基因），其次是叶片（8个）和木质部/根组织（4个）。多个CcaLACs从早期生长到收获阶段表现出逐渐上调。与拟南芥漆酶的同源性比对突出了参与木质化的候选基因，这些基因进一步得到转录组和qRT-PCR分析的支持。值得注意的是，关键CcaLACs在dlpf（木质化韧皮纤维缺陷型）低木质素白黄麻突变体中表现出显著降低的表达。CcaLAC表达也对非生物胁迫有响应，包括脱落酸和铜。MicroRNA靶标预测鉴定出Ath-miR397a和Ath-miR397b作为多个CcaLACs的潜在调控因子。结构和亚细胞分析揭示了保守基序、跨膜结构域和多样的细胞定位。基因本体论分析将CcaLACs与木质素和苯丙烷类生物合成联系起来。其中，CcaLAC28和CcaLAC32成为与韧皮纤维木质化相关的强候选基因，代表了未来功能验证以开发低木质素黄麻品种的有前景靶标。 |
| 关于惯例的定义、测量及其维持所依赖的认知过程之探讨 |
Nolan, C. R. |
2026-08-12 |
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日常运作中例行程序的好处已被广泛认可，然而，尽管其重要性显而易见，量化例行程序维持的方法及其被打断的原因仍然缺乏。在此，我们提出一种新颖的定义和量化例行程序的方法（转移熵）。利用转移熵，我们表明例行程序可以在需要搜索隐藏目标的方格网格任务中被稳健地引出。通过两项实验（每项N=100），我们显示，使用例行程序——以转移熵量化——会因搜索网格之间的频繁切换而受到稳健干扰，因为当前无关网格特有的位置变得具有竞争性。通过一个追踪任务动态的规范模型，我们表明例行程序的干扰可归因于对完成任务成功几率的敏感性降低。这提示，例行程序的维持可能因对例行程序早期缺乏奖励的过度敏感，或对追求其他任务效用的期望增加而受到干扰。 |
| 视觉工作记忆的精确度受自主控制 |
Sahakian, A. |
2026-08-12 |
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视觉工作记忆使我们能够基于最近看到的信息来指导行为。大多数研究基于一个假设，即人们总是尽可能精确地存储视觉信息，无论即将进行的动作需要什么。然而，在日常生活中，不同的（记忆引导的）动作要求不同的精确度水平。在此，我们探讨了人们是否会根据任务需求灵活调整信息编码的深度以及维持视觉信息所投入的努力程度。通过三个实验，参与者需要记忆最多四种颜色，同时我们操纵了延迟报告被视为正确所需的精确度。我们发现，当所需精确度更高时，报告速度变慢，并且在某些情况下更为精确。关键的是，我们发现更高的精确度要求导致了（1）编码期间瞳孔收缩增强，表明编码更深，以及（2）维持期间瞳孔扩张增大，表明认知努力更大。此外，这种维持努力的适应性增加不仅发生在编码前已知精确度要求时（实验1和2），甚至当精确度要求仅在编码后揭示时也是如此（实验3）。因此，视觉信息的维持可以根据不断变化的任务需求灵活调整。然而，这种灵活性存在局限：随着精确度要求的增加，即使不再能提高表现，参与者也会增加努力。综合来看，这些发现表明视觉工作记忆并非总是被最大程度加载的被动存储库。相反，视觉信息的编码、维持和使用方式会根据即将进行的行为需求进行调整。 |
| 显性知识在运动系统中门控预期抑制：来自TMS oddball范式的证据 |
Cost-Chretien, M. E. |
2026-08-12 |
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预测加工模型提出，大脑持续对传入的感觉输入生成预测，并在这些预测被违背时通过预测误差更新内部环境模型。这些模型的一个基本假设是，预测误差是自动生成的，即使在没有对预测的明确知识时也是如此。来自无意识患者听觉怪球研究中的证据似乎支持这一观点，但研究结果因刺激特异性适应混淆而复杂化，这使得难以分离出真正的预测效应。为了探究期望抑制或基于预测的衰减是否延伸到运动系统，以及它是否自动运作，我们开发了一种使用脑刺激的新型运动怪球范式。经颅磁刺激（TMS）作用于初级运动皮层，在外周肌肉中诱发运动诱发电位（MEP），提供皮质脊髓兴奋性的指标。通过以怪球方式变化刺激强度，使用重复和偏离序列，我们操纵了TMS脉冲的可预测性，并比较了预期与非预期强度匹配刺激下的MEP振幅。结合控制适应的实验设计以及测试明确知识作用的指令操作，预期TMS产生的MEP小于非预期TMS。关键的是，这种衰减仅在明确知晓序列结构的参与者中观察到。这些发现将期望抑制效应扩展到运动系统，支持基于预测的神经衰减的领域普遍性，同时挑战了预测加工完全自动运作的假设。 |
| 催化中间体的切割精细调控cGAS信号传导 |
Yan, Y. |
2026-08-12 |
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环状GMP-AMP合酶（cGAS）的过度激活会驱动炎症和自身免疫疾病，但完全抑制cGAS信号传导可能损害宿主防御。在此我们表明，cGAS信号可通过一个此前未被识别的调控检查点进行调节。细菌cGAS通过涉及2'-5'连接的线性二核苷酸中间体释放和重新结合的两步机制生成cGAMP。我们鉴定出一种CBASS相关的核酸外切酶（Exo），该酶选择性降解这一催化中间体，从而为cGAS激活设定阈值，同时保留免疫功能。这种阈值机制在生命各域中保守：Exo在体外和哺乳动物细胞中抑制人cGAS活性，并在体内减弱cGAS驱动的病理过程。我们的发现将催化中间体监视确定为保护cGAS信号传导的保守策略。 |
| 革新禽类通报疫病诊断：基于CENOS平台验证直接拭子检测禽流感和新城疫的方法 |
EDGE, D. |
2026-08-12 |
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现有针对应通报禽病（NADs）的分子诊断方法涉及一套PCR检测，既能进行通用检测，又能在阳性情况下对禽流感病毒（AIV）和新城疫病毒（NDV）进行亚型鉴定。本研究开发并评估了新型快速直接检测AIV和NDV的诊断方法，使用未经处理的禽类泄殖腔（C）和口咽（OP）拭子材料。两种检测均采用闭管直接实时逆转录聚合酶链反应（RRT PCR）方法，通过热处理和专用PCR兼容缓冲液实现病毒裂解，随后用RRT-PCR方法进行检测。引物和探针组基于过去五年全球流行的AIV和NDV序列设计，而非区域特异性序列数据集，以确保检测覆盖所有流行基因型。分析性能评估显示，两种检测均高度敏感且特异，能成功检测所有未提取的目标抗原，且对其他常见禽类病原体无交叉反应。每种检测均能从个位数基因组拷贝数的样本中直接实现病毒裂解和扩增。此外，在C和OP基质材料存在下，低水平病毒RNA也能可靠检测，为野外环境中直接检测这些经济上重要的禽类病原体提供了概念验证。还探索了其他使用场景，包括混合样本筛查和单只鸟的C/OP联合检测。这些发现为后续研究奠定了基础，将采用配对样本检测与验证过的实验室参考方法进行比较。 |
| 环境特异性机械感知在不同胚胎环境中维持共同的基于泡状突起的迁移程序 |
Morimoto, M. |
2026-08-12 |
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细胞迁移常常需要细胞穿越具有不同物理和生化特性的组织环境。迁移细胞如何在适应这些异质环境的同时保持共同的迁移程序，目前仍知之甚少。在此，我们展示了鸡胚原始生殖细胞（PGCs）在整个胚胎发生过程中，尽管穿越机械特性不同的组织，仍保持基于泡状突起的共同迁移模式。PGCs在血管内爬行和通过背肠系膜迁移时均形成膜泡。然而，核膜（NE）展开及NE-cPLA2通路的激活仅在通过机械受限的背肠系膜迁移时发生，且该通路在此过程中对泡状突起形成和高效迁移是必需的。相比之下，血管内爬行时的泡状突起形成独立于NE-cPLA2通路，表明不同组织环境中不同的分子机制可产生相同的迁移行为。综合这些发现，提示多样的环境信号汇聚于保守的泡状突起形成机制。我们提出一个层级模型，即迁移细胞通过根据组织环境灵活切换启动泡状突起形成的上游分子机制，来保持共同的迁移程序。 |
| 连续咽内胚层连接外鳃与内鳃 |
Singh, H. |
2026-08-12 |
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两栖动物在个体发育过程中同时形成外鳃和内鳃，为研究这些位置不同的呼吸器官之间的发育关系提供了机会。尽管脊椎动物的内鳃被广泛认为源自咽部内胚层，但外鳃长期以来被视为纯粹的外胚层突起，这模糊了它们与其他脊椎动物鳃的关系。在此，我们结合组织学分析与墨西哥蝾螈（Ambystoma mexicanum）和非洲爪蟾（Xenopus laevis）中的直接谱系追踪，以解决两栖动物鳃的胚胎起源问题。我们表明，外鳃作为咽部内胚层的连续上皮延伸发育，该延伸形成其基底层上皮并延伸至远端鳃尖。在爪蟾中，这一延伸与形成内鳃的上皮保持连续。因此，外鳃和内鳃并非代表独立的上皮结构，而是源自咽部内胚层的一个共享上皮区域。这些发现解决了一个关于两栖动物鳃胚胎起源的长期问题，并为理解空间多样的脊椎动物鳃如何通过保守内胚层组织的反复修饰而进化提供了发育视角。 |
| Bx42通过Prospero引导神经干细胞退出静息状态 |
Losurdo, N. |
2026-08-12 |
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小头畸形是一种罕见的神经发育障碍，其特征是儿童头部和大脑尺寸严重减小，并伴有多种致残性副作用，包括认知和发育障碍。尽管许多小头畸形病例源于基因突变，但将变异与疾病关联起来的分子机制仍知之甚少。我们此前通过使用人脑类器官建模和果蝇功能研究的患者知情研究，将Bx42鉴定为一种导致小头畸形的基因。在此，我们证明Bx42的缺失通过减少发育早期神经干细胞增殖而导致小头畸形。机制上，我们的数据表明Bx42通过调控神经分化因子Prospero促进从静止期到增殖期的转变。Bx42的减少导致神经干细胞分裂减少，原因是静止期延长。重要的是，我们证明人类同源基因SNW1中的两个患者来源变异是无功能或亚效的，这提供了强有力证据表明这些变异是致病性的并导致小头畸形。总之，我们的发现定义了Bx42/SNW1通路在调控神经干细胞激活和大脑生长中的先前未被认识的作用，为遗传驱动的小头畸形发病机制提供了新的机制见解。 |