| 剖析波动选择：种群遗传学与数量遗传学的统一视角 |
Tuyishimire, E. |
2026-08-13 |
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进化生物学中长期存在的争论之一是波动选择对种群遗传变化的影响。然而，这些周期性力量在基因组和表型水平上影响生物体的程度仍不清楚。此外，尽管近期研究提供了波动选择的令人信服的证据，但关于产生稳定全基因组振荡的规模和过程的证据有限，导致经验发现与理论模型在潜在机制上存在脱节。本研究旨在阐明驱动波动选择的遗传和生态因素，并确定产生等位基因频率一致振荡模式的参数。为解决这些长期挑战，我们开发了一个整合数量遗传学和群体遗传学的建模框架，以模拟不同选择制度下的种群。使用正向进化模拟器SLiM，我们变化了遗传（遗传力和基因组结构）和生态（选择压力和季节长度）参数。与以往聚焦于直接作用于位点的选择的模型不同，我们的方法基于季节性最优值相对于平均表型的偏移来评估个体适合度。我们还应用频谱分析来检测周期性，指示周期性的选择环境。我们的模拟揭示了随时间维持等位基因频率振荡的条件。频谱分析成功地从等位基因频率中识别出周期性模式，即使在高度复杂的选择制度下也是如此。我们的研究不仅阐明了产生持续振荡行为的条件，而且这些参数相对容易从自然种群中预测，为经验性测试这些模型提供了可能性。 |
| 氨基糖苷类抗生素驱动RNA相分离 |
von Hofe, J. |
2026-08-13 |
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摘要：氨基糖苷类抗生素通过胺基和羟基接触网络高亲和力结合RNA，然而这种多价结合是否能驱动宏观RNA相变从未被测试。在此我们显示，新霉素B（neoB），一种FDA批准的氨基糖苷类药物，诱导poly(A)、poly(U)及大肠杆菌总RNA的浓度依赖性相分离。凝聚体的大小和密度可通过pH和离子强度调节，这分别调控neoB的质子化和液滴间排斥的屏蔽。与精胺比较显示，尽管精胺在生理pH下携带至少同等有效电荷，neoB产生的凝聚体更为稳定。岩藻糖醇，一种富含羟基但缺乏胺基的多醇，不能使RNA凝聚，表明阳离子胺基是必需的，不能被羟基替代。分子动力学模拟将neoB更高的凝聚效率归因于其羟基提供的额外氢键。这些结果揭示，氨基糖苷类药物的化学复杂性，为紧密识别RNA而进化，也驱动宏观RNA相变。RNA凝聚可能有助于氨基糖苷类的杀菌活性和细胞毒性。 |
| 澳大利亚野生动物蜱中斑点热群立克次体塔斯曼ensis及新型DNA病毒宏基因组解析，及立克次体暴露区域空间建模。 |
Teo, E. J. M. |
2026-08-13 |
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澳大利亚的斑点热群（SFG）立克次体引起显著疾病，但野生动物蜱中的微生物多样性仍未完全了解。对来自澳大利亚野生动物的九个蜱池（代表三种硬蜱科物种：塔斯马尼硬蜱、全环硬蜱和班克罗夫特血蜱）进行宏基因组测序，发现了一种来自新南威尔士州考拉采集的塔斯马尼硬蜱中的新型SFG立克次体物种基因组。系统发育基因组学分析确认这是一个与先前在塔斯马尼亚袋獾中报道的立克次体塔斯曼ensis片段密切相关的独特物种。此外，我们发现了四种新型DNA指环病毒物种，形成一个新属“辛托克病毒”，以及一种可能来自脊椎动物血餐的圆环病毒，揭示了野生动物病毒多样性。对塔斯马尼硬蜱进行物种分布建模以评估立克次体风险，发现澳大利亚东海岸沿线存在适宜栖息地，且媒介分布、有袋动物宿主和人口中心之间存在重叠。这确定了沿海地区潜在的候选塔斯曼立克次体暴露区域，阳性样本即来源于此，突显了监测重点区域。 |
| RobustCell：用于稳健转录组数据分析的模型攻防框架 |
Liu, T. |
2026-08-13 |
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计算方法在生物学和医学任务中应具备准确性和鲁棒性，尤其是在面对不同类型的攻击时，这些攻击被定义为对良性数据的扰动，可能导致方法性能显著下降。因此，需要能够防御攻击的稳健模型。在本手稿中，我们提出一个名为RobustCell的新框架，用于分析单细胞和空间转录组数据分析中的攻防方法。在此生物学背景下，我们在框架中考虑三种攻击类型和两种防御类型，并系统评估现有方法在聚类和注释单细胞及空间转录组数据方面的性能。我们的评估显示，成功的攻击能损害各种方法的性能，包括单细胞基础模型。良好的防御策略能保护模型免受性能下降的影响。最后，我们通过运行单基因和组基因攻击方法，分析特定基因对细胞类型注释任务的贡献。总体而言，RobustCell是一个用户友好且扩展灵活的框架，用于分析不同攻击下转录组数据分析的风险和安全性。 |
| 小鼠前扣带回皮层中异质性单细胞动力学支持稳定的物体群体编码 |
Descamps, L. A. L. |
2026-08-13 |
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记住我们的环境及其主要特征对我们的生存至关重要。前扣带皮层（ACC）已被认为是远程记忆中的关键区域（Frankland等，2004；Goshen等，2011；Almaguer-Melian等，2025）。虽然大多数研究ACC对记忆贡献的研究使用了恐惧条件反射，但一些研究强调了其在物体位置保留中的作用，跨越近期和远程的不同时间尺度（Weible等，2009，2012）。然而，ACC中的神经元如何在重复暴露中编码物体位置尚未被研究。在此，我们调查了物体表征是否由跨天稳定的细胞集合支持，还是表征在跨时间分隔的重复经历中是易变和动态的。通过在自由移动的小鼠中进行钙成像，我们记录了小鼠在重复天数内探索环境中物体时兴奋性ACC神经元的活动。我们发现ACC以主要动态的方式编码物体位置：虽然分配给物体编码的神经元比例在跨天中不变，但表现出物体相关性的特定神经元会波动，呈现出动态更替，并伴有较小集合的稳定细胞。有趣的是，这受到动物行为的调节，例如，花最多时间探索物体的小鼠的物体细胞表现出更高的稳定性。我们接下来检查了动态的单细胞编码如何与网络层面的稳定性相关。群体分析揭示了从集体动态中涌现的稳定表征，表明下游区域可能依赖于集合模式而非固定的细胞身份。解码分析支持了这一观点：64-128个神经元的集合与完整数据集一样准确且更高效，表明关于动物位置的信息在较粗的群体尺度上表示时变得更加线性可分，使其更容易被整合群体层面活动的下游区域访问。因此，我们展示了ACC通过跨神经元的涌现组织实现稳定性，即使单个细胞保持动态。 |
| 基于食品加工废水的微生物群落蛋白可显著替代鱼粉并提高凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）的存活率 |
Santillan, E. |
2026-08-13 |
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水产养殖饲料需求的日益增长要求寻找鱼粉的可持续替代品。基于微生物群落的单细胞蛋白（SCP）由大豆加工废水生产，提供了一种将营养回收与水产饲料生产相结合的循环方法。我们在四次为期42至84天的饲养试验中评估了SCP作为太平洋白虾（Litopenaeus vannamei）鱼粉替代品的表现，试验涉及来自不同孵化场的虾以及实验室和中试规模生产的SCP。测试了含有0-100%鱼粉替代率的日粮，对应最高达220克SCP每公斤饲料。50%的替代率在各项试验中均得到一致支持，而高达90%的替代水平维持了若干关键性能指标，包括特定生长率、饲料转化率和存活率，与鱼粉对照组无显著差异。完全替代在一次试验中降低了生长，这可能反映了SCP相对于鱼粉的蛋白质含量较低和氨基酸平衡较差，特别是其较低的赖氨酸和蛋氨酸比例。在评估虾组织近似组成和氨基酸组成的试验中，SCP的添加未显示出明显的不良反应。跨试验分析显示，在考虑试验特异性基线差异后，SCP替代与存活率呈正相关，替代率每增加10个百分点，存活率估计增加1.53个百分点（HC3 95%置信区间：0.90-2.17；P < 0.001）。尽管这种关联的潜在机制尚待确定，但研究结果支持通过定向挑战和机制研究来探索潜在功能效应。总体而言，在四次异质性试验中的表现支持微生物群落基SCP可大幅替代鱼粉，并展示了其作为循环水产饲料成分在实际应用中的潜力。 |
| 来自阿斯加德古菌富集物中的病毒、前病毒与卫星体揭示复杂的微生物相互作用 |
MELTZER, J. |
2026-08-13 |
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阿斯加德古菌是真核生物已知最近的亲缘关系，是真核起源模型中涉及古菌-细菌共生关系的核心，然而病毒在此过程中的贡献尚未被探索。在此，我们首次可视化与阿斯加德古菌细胞相关的独特病毒。此外，我们鉴定出首个推定的阿斯加德-古菌病毒卫星，其表现出与细菌Stromatodesulfovibrio nilemahensis的基因组相互作用，提供了病毒介导的阿斯加德古菌与细菌之间相互作用的证据。同时，S. nilemahensis的新型前病毒展现出独特的基因组特征，其中对替代重组位点的预测提示了与生物膜形成相关的水平获得基因的获取。进一步，我们利用高分辨率冷冻电子断层扫描、邻近连接（Hi-C）和宏基因组学全面表征了与该共培养体系相关的（前）病毒。综合这些发现，扩展了阿斯加德古菌病毒的已知多样性，并为研究病毒在微生物共生中与真核生命出现相关的角色奠定了基础。 |
| 人类若为罕见或常见的低效IL23R变异纯合子，则易患结核病。 |
Olguin Calderon, D. |
2026-08-13 |
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罕见IL23R功能缺失变体的纯合性会消除淋巴细胞（包括NK细胞和固有样T细胞）中依赖IL-23的IFN-γ产生，从而构成弱毒分枝杆菌物种所致临床疾病的基础。我们在结核病患者队列中报告了四种亚效IL23R变体纯合性的选择性富集。其中三种IL23R等位基因罕见（G300V、G149R和L372F），次要等位基因频率（MAF）低于1%，但第四种（R381Q）出人意料地常见，在某些人群中MAF高达10.2%。公共数据库中发现的纯合状态的其他15个错义等位基因是同构的。鉴定的四种亚效IL-23R变体与IL-12Rb1二聚化并结合IL-23。然而，其功能因细胞表面表达水平低（R381Q、G300V）和/或构象改变导致激动剂效能变化而受损。IL-23刺激下IFN-γ的产生在固有样T细胞和NK细胞中受损。这些数据表明，隐性部分IL-23R缺陷，无论源于罕见还是常见变体，均赋予结核病易感性，同时保留对低毒力分枝杆菌的免疫。 |
| 并非失败的失败：未被观察到的感觉历史预测逃跑行为 |
Dasyam, P. |
2026-08-13 |
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动物常常无法对可靠的感觉刺激做出反应，这一现象通常归因于随机神经噪声或内部状态的调节。在蝗虫中，由逼近刺激诱发的跳跃逃逸反应（JER）在约40%的试验中失败，这些失败与下行对侧运动检测器（DCMD）反应的多重特征相关1,2。利用斑腿蝗（Hieroglyphus banian），我们表明这些失败可以从试验程序中由“亮到暗转变”（LDT）引起的未观察到的刺激历史预测，该转变发生在逼近刺激前几分钟。在JER试验中，LDT诱导了一种持久的竞争性行为状态——梳理行为，从而抑制了JER。通过照亮通道来减小这种转变的幅度，减少了梳理行为并恢复了JER。在培养条件下，LDT可靠地诱导了蝗虫的梳理行为。机电诱导的梳理行为足以导致JER失败。由LDT或机电刺激诱导的梳理状态通过除法增益调节降低了逼近刺激诱发的DCMD反应，同时保持了归一化变异性。在自然田间条件下，梳理行为很少见。因此，考虑先前未观察到的刺激历史可以解释相当一部分表面上的行为失败，否则这些失败会被归因于随机神经噪声。 |
| 对医院空气与表面微生物组的综合分析揭示了与医院获得性感染相关的多种病原体的潜在热点及传播途径 |
Cambara, J. C. O. |
2026-08-13 |
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污染物介导和空气传播途径在医疗相关病原体的传播中发挥重要作用，增加了医院获得性感染（HAIs）的负担。因此，有效的感染预防和控制需要强有力的监测方法，能够捕捉医疗环境中空气和表面微生物群落的复杂性。然而，迄今为止，此类方法尚未广泛采用。在本研究中，我们使用了一种快速且针对低生物量优化的宏基因组工作流程，以检测临床相关病原体，表征抗菌素耐药性和毒力决定因素等遗传特征，并分析更广泛的空气微生物组，包括不可培养的分类群，这些对HAI监测至关重要。空气样本采集自英国一家医院内三栋多层医疗单元中的多个临床和非临床区域，同时从有记录暴发史的血液学/肿瘤科病房采集表面样本。在针对低生物量样本优化的DNA提取和富集后，使用Oxford Nanopore Technologies MinIon长读长平台进行测序。宏基因组数据使用内部开发的生物信息学流程进行分析。宏基因组分析显示，采样环境中细菌分类多样性高，空气和表面群落之间的重叠有限。约0.3%的细菌读数在不同医院样本组中携带多种抗菌素耐药基因（ARGs）、毒力因子（VFs）和移动遗传元件（MGEs）。值得注意的是，在十个病房中检测到关键和新兴病原体，并与临床显著耐药决定因素相关，包括多种blaOXA亚型、vanA基因簇和多药外排泵，这些赋予对八类重要抗生素的耐药性，包括碳青霉烯类、头孢菌素类、青霉素类和万古霉素。此外，在这些病原体中鉴定出多个参与水平基因转移（HGT）的质粒复制子，表明医院相关微生物群落中多药耐药性出现和传播的潜力增加。我们的发现强调了在医疗环境中使用基于快速宏基因组学的方法进行环境监测的重要性。相应地，本研究揭示，医院空气和表面微生物组包含复杂且动态的微生物群落，这些群落携带多种ARGs和VFs，具有在表面-空气界面快速传播的潜力，特别是在高风险/脆弱患者区域，这些区域更可能发生暴发。 |