| 通过半胱氨酸配位实现致癌驱动因子的单原子抑制 |
Zhao, W. |
2026-08-28 |
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小分子抑制剂依赖于合适结合口袋内的分子识别，这使得许多疾病相关蛋白难以被靶向。在此，我们引入单原子抑制剂的概念，其中金（Au）与致癌驱动因子的关键半胱氨酸残基结合以抑制其活性。我们采用AI辅助的小样本学习方法识别用于体内Au递送的EGFR靶向肽，并证明先导候选物10714促进了EGFR表达细胞和肿瘤中Au的积累。在体内，Au利用其对半胱氨酸的内在亲和力抑制两种结构不同的致癌蛋白，分别结合EGFR T790M中的Cys797和KRAS G12C中突变衍生的Cys12，这些位点邻近各自的核苷酸结合口袋。结构和计算分析支持非活性核苷酸结合状态的稳定化，而这些半胱氨酸残基的突变则消除了Au介导的抑制。因此，10714-Au抑制了致癌信号传导，降低了非小细胞肺癌细胞活力，并在EGFR和KRAS突变异种移植模型及患者来源类器官中抑制了肿瘤生长。这些发现为跨结构不同致癌驱动因子的单原子抑制建立了原理验证，并表明局部原子配位可能提供一种替代传统口袋依赖性抑制的靶点结合模式。 |
| 纳米尺度下单个突触囊泡内组胺与GABA的核心-边缘区室化 |
Fujiwara, K. |
2026-08-28 |
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经典突触传递理论认为氨基酸类神经递质和单胺类储存在不同的囊泡群体中。在此，我们提供了双重递质组织的结构证据，表明组胺和GABA在单个突触囊泡内被空间分隔为核心和边缘区域。利用工程化的戊二醛-NaBH4免疫电镜平台，对2，195个囊泡的定量分析揭示了一种此前未被识别的纳米尺度结构，其中组胺相关信号集中在囊泡核心（95.1%），而GABA则分布于外周边缘。光学显微镜进一步显示，组胺和GABA在中枢及外周组织（包括交感神经节和肾上腺髓质）中具有广泛的对应关系。这种囊泡内分隔挑战了氨基酸和单胺储存于不同囊泡类别的传统观点，并揭示化学性质不同的递质可以在单个囊泡腔内占据有序区域。这一结构可能为GABA能和组胺能信号传导的不同生理模式提供结构基础，将纳米尺度囊泡组织与其在时间作用上的既定差异联系起来。 |
| 少突胶质细胞富集脑类器官揭示唐氏综合征中少突胶质细胞成熟受损及神经网络活动改变 |
Marti, M. B. |
2026-08-28 |
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唐氏综合征（DS）患者表现出发育迟缓、智力障碍、大脑过早老化以及阿尔茨海默样神经退行性变风险增加。尽管出生后和成年DS大脑的神经病理学已被广泛描述，但21三体如何改变早期人类神经和胶质发育仍不清楚。在此，我们使用源自三体和整倍体iPSC的富集少突胶质细胞脑类器官，来定义21三体在早期大脑发育过程中的细胞、功能和分子后果。三体类器官表现出早期生长延迟、少突胶质细胞规格减少以及少突胶质细胞成熟受损，导致髓鞘形成减少。这些缺陷伴随着星形胶质细胞输出增加和神经元成熟延迟。在功能层面，三体类器官显示出升高的自发网络活动，但未能对药理学刺激产生正常的协调反应，这与异常神经回路发育一致。批量RNA测序揭示最强的转录组失调发生在早期神经和胶质规格阶段。总之，这些发现表明21三体破坏了早期发育阶段，并确立了富集少突胶质细胞脑类器官作为研究DS中白质和网络功能障碍发育起源的人类模型。 |
| 食物网的功能稳健性：一个包含关键物种集合与集群影响的动态生物量框架 |
Qu, X. |
2026-08-28 |
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1. 物种丧失不仅可通过次级灭绝侵蚀食物网功能，还可通过生物量重新分配、能量路径弱化和阈值式功能崩溃实现。基于拓扑、连通性和灭绝的常见稳健性指标虽能有效概括结构解体和级联风险，但并非设计用于在单一动态框架内量化连续生物量保留、崩溃相关物种集合及非加性群体效应。2. 我们开发了一个基于动态生物量的框架，用于在渐进物种移除下评估食物网稳健性。该框架引入动态面积稳健性（DAR），量化总生态系统生物量保留的慢速与快速崩溃参考轨迹之间的加权面积。基于这些轨迹，我们操作性地定义最小关键物种集合（MVSS），即移除后首次将生物量驱动至预定义功能崩溃阈值以下的最短快速崩溃前缀物种集合。我们进一步提出簇影响（CI），比较同时移除一组物种的生物量效应与单独移除相同物种的平均效应。3. 我们使用120个涵盖物种丰富度和连通度受控梯度的生态位模型虚拟食物网评估该框架，并在16个经验性溪流食物网上展示其适用性。我们将DAR与基于AUC和次级灭绝的稳健性指标进行比较，并评估DAR、MVSS和CI对关键生物能量参数及参数不确定性的敏感性。4. DAR捕捉了仅与结构和灭绝指标部分一致的基于生物量的稳健性模式，表明动态功能退化提供互补信息。在虚拟食物网中，MVSS子集强烈富集基础物种或基础资源节点，且较小的MVSS比例与快速崩溃轨迹下更强的正CI相关。综合来看，DAR、MVSS和CI提供了一个可复现的框架，用于连接食物网结构、生物量动态、崩溃阈值和非加性物种集合效应，为理论和经验食物网的动态稳健性评估提供实用工具。 |
| 微塑料暴露改变了致倦库蚊免疫相关基因表达及幼虫微生物群落多样性 |
Tchatakoura, A. |
2026-08-28 |
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背景：微塑料已在许多淡水生态系统中被检测到，包括蚊子幼虫发育的静水环境。因此，幼虫暴露于微塑料污染中，这可能影响其生活史特征或微生物群以及免疫基因表达。然而，尽管蚊子作为多种病原体的媒介具有重大公共卫生重要性，这些效应从未在蚊子中测试过。方法：我们将蚊子幼虫从孵化到成虫羽化期间，暴露于四种浓度的聚乙烯微塑料（MPs）：0、60、200和600 MPs/mL。每种处理收集四龄幼虫和新羽化的雌性成虫。为研究MPs对基因表达和细菌微生物群的影响，对每个发育阶段的三个生物学重复进行了RNA测序和16S宏条形码分析。结果：微塑料暴露诱导了非单调剂量依赖的转录组响应。在幼虫中，仅有限数量的基因差异表达（每个浓度五到八个），免疫相关基因在低和高浓度下均下调。在雌性成虫中，中间浓度（200 MPs/mL）引发了最强响应，有14个差异表达基因（DEGs）。关于微生物群，微塑料暴露降低了幼虫的细菌多样性，最高浓度下多样性最低。然而，在雌性成虫的微生物群中未检测到显著变化。结论：总体而言，本研究显示雌性成虫受到幼虫期MPs暴露的影响（即免疫相关基因的差异表达），并值得在该领域进行进一步研究。这包括：1）进一步调查MPs对蚊子种群的影响（例如通过多代研究），2）获得更多环境相关性的MPs效应知识（即使用带有生物膜和/或吸附污染物的MPs），以及3）关注MPs对蚊子媒介能力的影响。 |
| 雌性尼爾吉里鶲（Eumyias albicaudatus）在索拉天空島的鳴唱與繁殖物候學 |
Vyas, H. |
2026-08-28 |
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利用鸣唱强度评估繁殖物候，可为了解物种对气候或栖息地变化的响应提供潜在见解。尽管已知雄性雀形目鸟类在繁殖季节会鸣唱复杂歌曲，但几种热带雀形目鸟类的雌性也会鸣唱。尼ilgiri鹟（Eumyias albicaudatus）是印度西高止山脉南部特有的二态性鸣禽。尽管其分布有限，且作为云雾林指示物种具有生态重要性，但对其鸣声行为和繁殖生态学知之甚少。为检查性别特异的鸣声模式差异，我们分析了两对鸟的294个雄性焦点歌曲和102个雌性焦点歌曲。随后，我们利用放置在繁殖对附近的一台全年自动录音机的数据，通过BirdNET分析器研究该物种的鸣唱物候。两性大体上产生相似的歌曲，尽管雄性歌曲包含更多音符且节奏更快。由于两性歌曲高度相似，性别特异检测器失败，但我们能够自动化物种级检测（在置信阈值0.1下F1分数=0.795）。我们发现鸣声活动具有强烈季节性，繁殖季节鸣唱达到高峰，并识别出黎明时的昼夜高峰。需要更多数据来参数化两性间年度鸣声活动的差异。这些检测模式为景观范围内尼ilgiri鹟物候和分布的研究提供了框架。本研究提示，自动检测器可作为评估鸟类鸣唱物候的可靠工具，并为繁殖期提供见解。 |
| 利用光学相干断层扫描对群体蓝藻进行三维成像 |
Sinzato, Y. Z. |
2026-08-28 |
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蓝藻菌落的形态在有害蓝藻水华中起关键作用，影响其垂直迁移、抵抗捕食和光照可利用性。本研究引入光学相干断层扫描（OCT）技术，用于探究蓝藻菌落的三维形态。该技术能够对尺寸达数毫米的菌落进行非侵入性三维成像，提供详细的介观尺度形态特征。细胞内的气体囊泡显著提升了图像质量。我们描述了样品制备和图像采集协议，以及一套图像处理流程，该流程提取介观形态特征并提供菌落的体积可视化。该方法在代表不同蓝藻物种的菌落上进行了测试，同时为自然微囊藻菌落获取了体积图像和测量的介观特征数据集。通过量化不规则菌落形态对其浮升速度和菌落内光照可利用性的影响，我们展示了三维成像的实用性。我们预期OCT将成为监测蓝藻菌落种群和探究菌落形成的关键成像技术，并可能扩展到淡水和海洋环境中的其他群体和聚集生物。 |
| 评估柳雷鸟收获的阈值管理：追踪12年间开放与封闭区域。 |
Willebrand, T. |
2026-08-28 |
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管理者必须在不确定性面前做出决策，尤其是在可用资源有限时。识别特定条件满足或超过时的阈值，有助于潜在的风险缓解。2005年，柳雷鸟的可持续狩猎水平被确定，以避免狩猎努力超过每平方公里3个猎人日。在此，我们通过分析六个区域（形成三对开放/封闭配对）的线样带计数和狩猎数据，评估这些建议，这些区域位于国家管理的柳雷鸟狩猎区。我们开发了三组贝叶斯层次模型：一个静态距离模型和两个动态模型，包括一个机制性风险模型和一个Gompertz现象学模型。成鸟和幼鸟密度显示出显著的年度间变化，且这种变化在六个地点间大体同步，无论狩猎状态如何。狩猎努力参数在两个模型间显示出显著差异。在风险模型中，该参数为正，且几乎确定排除零，但在Gompertz模型中，该参数高度不确定。然而，这两个模型并不矛盾，而是回答了互补的问题，对狩猎信号的敏感性不同：狩猎死亡率在个体层面是附加的，但这种附加死亡率在种群丰度层面被掩盖。因此，狩猎的人口统计成本是真实存在的，可通过生存链量化，但长期受稳定动态的约束。一个固定限额，锚定于监测到的努力和捕获量，并非对适应性管理的粗略替代，而是在通常可得信息下的适当设计。它将是一个预防性工具，基于本研究牢固确立的关系：猎人努力转化为狩猎死亡率。 |
| 全球维管植物揭示分类群与生态区之间的持续空白 |
Maciel, E. A. |
2026-08-28 |
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生物多样性聚合平台如GBIF提供了前所未有的全球生物多样性数据访问途径，但其代表性在空间和分类群上仍不均衡。本研究考察了GBIF上全球维管植物数据的空间与分类结构。对GBIF维管植物数据集应用了六项过滤条件，导致所有记录中的54%被移除。这些过滤条件共同解释了已识别空间问题的90%以上，其中重复记录和缺失坐标构成了大部分变异。较高的发生记录数量与更多的空间问题相关联。记录分布从目到种等更细的分类层级逐渐变得更加均匀。物种、属和科的发生记录时间序列在1800年后急剧增加并持续上升，未见明显稳定趋势。在所覆盖的824个生态区中，73个生态区占所有发生记录的72%。这些生态区遍布各大洲，但高度集中于欧洲，其次是北美洲和大洋洲。分析揭示了四个关键模式：（1）数据量与空间问题呈正相关；（2）少数分类群占记录的大部分比例，而许多分类群仅由相对较少的记录代表；（3）GBIF聚合的发生数据自1800年以来持续增长；（4）记录覆盖在全球生态区中仍高度不均。这些结果凸显了生物多样性数据聚合平台在扩大生物信息获取方面的重大贡献，同时展示了塑造其内容的持续存在的空间和分类偏差。在评估数据完整性和质量以及利用聚合发生记录推断全球生物多样性模式时，应明确考虑这些偏差。 |
| 序列结构通过异位基因转换塑造人类等位基因频率 |
Steyaert, W. |
2026-08-28 |
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群体遗传学对等位基因频率的解释通常始于单一起源假设：即一个变异出现一次，随后受选择、漂变和人口历史的影响。我们在此表明，对于人类变异的相当一部分，这一假设不成立，且失败方式具有可预测性：异位基因转换会代代重新引入相同的核苷酸变化，其速率受基因组架构的两个固定属性——同源模板长度和供体-受体距离——强烈结构化。在gnomAD v4.1的5.34亿个变异中，这种重复输入估计占最稀有变异的4%，以及常见变异的超过15%。来自11,963个三人组的从头突变直接展示了这一过程：在相同变异已普遍存在的位置，突变率精确地升高达28倍，且在长模板的此类案例中，94%的新生等位基因与旁系同源供体匹配。该效应在片段重复区域内最强，但延伸至每条染色体。受影响位置显示连锁不平衡降低，且在常见频率下，已报告的GWAS关联中减少了30-40%。对于人类变异的这一部分，等位基因频率由基因组序列架构编码，而非仅由群体遗传过程决定。 |