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bioRxiv 2026-08-29

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危地马拉和洪都拉斯马铃薯上采集的致病疫霉种群结构 Izarra, M. L. 2026-08-29 PDF 致病疫霉(Phytophthora infestans)作为晚疫病的病原体,仍是全球马铃薯生产的主要限制因素。在中美洲,尤其是危地马拉和洪都拉斯,尽管该病原体具有经济重要性且依赖进口种薯,但其种群结构信息却十分有限。本研究利用微卫星标记、线粒体单倍型和交配型分析,对危地马拉和洪都拉斯马铃薯田中的致病疫霉种群结构进行了表征。鉴定出四个SSR定义的群体,其中三个对应于先前描述的克隆谱系EU13A2、NI_1和US8A2,另一个推定群体被命名为CeA(中美洲)。EU13A2谱系首次在欧洲报道,随后在亚洲出现,其检出表明该谱系已在中美洲建立。所有成功表征的分离株均表现出Ia线粒体单倍型,表明尽管核SSR变异显著,线粒体多样性却有限。AMOVA分析显示洪都拉斯与危地马拉之间存在显著遗传分化,占总SSR变异的24.43%(p = 0.022)。在分析的种群中检测到显著的连锁不平衡。研究区域内遗传上不同的致病疫霉群体的存在,凸显了监测中美洲跨境病原体移动的重要性。
棕色脂肪细胞脂肪酸合酶(FASN)缺陷可保护小鼠免受酒精诱导的血浆甘油三酯升高和肝脏脂肪变性 Parupalli, P. 2026-08-29 PDF 过量饮酒常与高甘油三酯血症相关,这种状况会增加严重并发症的风险,包括急性胰腺炎和心血管疾病。极低密度脂蛋白(VLDL)受体(VLDLR)促进外周组织摄取含apoE的VLDL颗粒,并在维持血浆甘油三酯(TG)稳态中发挥重要作用。棕色脂肪组织(BAT)是主要的代谢器官,在产热激活期间有助于循环脂质清除。据报道,冷诱导的产热作用会上调BAT中的VLDLR表达,并通过VLDL摄取降低血浆TG。然而,BAT VLDLR介导的VLDL摄取是否调节酒精诱导的高甘油三酯血症仍未知。在此,我们生成了BAT特异性脂肪酸合酶(FASN)敲除小鼠(FASNBKO),并将其置于狂饮和慢性急性酒精喂养模式中。我们发现,BAT FASN缺乏增强了产热功能并促进了VLDL摄取,从而减轻了酒精诱导的血浆TG升高。与这些发现一致,在分化的棕色脂肪细胞(bADs)中,通过TVB3664处理进行FASN的药理学抑制,在对照和酒精暴露条件下均增加了产热基因表达和VLDL摄取。此外,FASNBKO小鼠免受酒精诱导的肝脂肪变性,这伴随着肝脏AMP活化蛋白激酶(AMPK)激活增加和β-氧化增强。进一步地,FASNBKO小鼠在BAT中表现出上调的FGF21 mRNA表达和升高的循环FGF21水平。类似地,TVB3664处理的分化bADs显示出更高的FGF21表达和培养基中FGF21含量增加。综合这些发现,确定了棕色脂肪细胞FASN在酒精暴露期间调节产热功能和TG稳态中的重要作用,并提示增强BAT中的产热脂质利用可能代表一种潜在的治疗策略,以减轻酒精相关的血浆TG升高和肝脏脂肪积累。
通过物候、生长和产量性状评估旱稻品种的干旱恢复力及高产品种筛选 Hussain, T. 2026-08-29 PDF 干旱胁迫是陆稻生产中限制产量的主要因素,因为水分可用性变化很大。理解并评估陆稻对干旱胁迫的响应对于提高抗逆性和产量稳定性至关重要。本研究在非胁迫、中度胁迫和高度胁迫条件下评估了16个陆稻品种的表现。通过以70%和50%田间持水量(FC)灌溉陆稻引入干旱胁迫,而非胁迫处理则以100% FC灌溉。在中度和高度胁迫条件下,还在侧生阶段停止灌溉六天,通过诱导胁迫间隔观察暂时萎蔫。在三个实验重复中收集了陆稻农艺性状的数据。结果表明,陆稻品种的表现受胁迫条件显著影响,非胁迫条件下表现最佳。短生育期和长生育期品种在中度胁迫下的产量损失范围分别为35-60%和24-62%,而在高度胁迫下分别为43-78%和52-73%。总体而言,品种Dawk Kha、Khao/Sai和Dawk Pa-yawm在胁迫条件下表现出较高的稳定性,因此这些长生育期品种可用于在不同农业气候条件和不可预测的天气模式下获得更好的产量。短生育期品种Ma-led-nai-fai和长生育期品种Goo Meung Lung及Bow Leb Nahag可用于获取更高分蘖和穗承载能力的性状。矮秆品种如Jao Daeng、Sahm Deuan和Ma-led-nai-fai可用于育种矮秆新品种以克服倒伏问题。GMP、STI、MPRO、MHAR在非胁迫、中度胁迫和高度胁迫条件下与籽粒产量呈强显著正相关,表明这些指数适合作为抗旱性选择标准。
转录起始位点异质性干扰了uORFs的景观与功能解读 Wu, H.-Y. L. 2026-08-29 PDF 上游开放阅读框(uORFs)在多种真核生物中超过一半的基因中被预测存在,且常降低翻译效率和mRNA稳定性。这引发了一个悖论:尽管uORFs对基因表达有抑制作用,为何它们在真核基因组中仍如此普遍?以拟南芥为模型,我们展示了转录起始位点(TSS)的选择控制着稳态RNA库中uORFs的包含及其抑制效应。我们发现,TSS选择影响超过90%含uORF基因的uORF包含情况,并选择性地从许多转录本中排除uORFs。尽管生物信息学分析预测55%的拟南芥基因含有uORFs,但仅有不到10%的表达转录本包含它们。这种TSS过滤并非随机:uORFs被排除的基因富集于管家功能,而保留uORFs的基因则与调控角色相关。我们表明,忽视TSS异质性可能掩盖长度依赖的uORF抑制效应,并导致对uORF活性的误解。重要的是,主要从天然mRNA中排除的uORFs,当人工置于报告基因上游时仍能抑制翻译,这表明表观上的uORF抑制性可能并不反映其在天然转录本中的活性。我们的发现确立了TSS选择作为uORF介导翻译控制的主要决定因素。由于TSS异质性在植物和动物基因中广泛存在,我们警告忽视TSS异质性可能混淆对mRNA 5'前导区调控元件的分析。因此,我们建议在研究uORFs及其他mRNA调控元件时考虑TSS使用情况;否则,结论可能反映的是调控潜力而非天然转录本中的调控活性。
可靠的运动序列中,神经元参与的灵活性 Peng, J. 2026-08-29 PDF 学习性运动序列的可靠执行构成了一项挑战:它们需要可重复的神经元活动模式以保持行为一致性,同时又必须保留灵活性,以便根据内部状态进行调节并适应外部突发事件。斑胸草雀作为一种鸣禽,为研究这一问题提供了理想系统,因为它们的发声高度刻板,并与HVC(一个参与鸣唱产生的关键核团)中精确时间锁定的爆发相关联。然而,它们的鸣唱并非不可改变或完全固定,因为它们在社交互动中可以被调节,并且在脑损伤后能够恢复。在此,我们使用自由鸣唱期间的HVC投射神经元钙成像,追踪从数秒到数周内同一鸣唱重复演绎中的活动。我们首先确认,鸣唱锁定的钙事件时间在数天内保持稳定。令人惊讶的是,并非每个神经元在每次鸣唱演绎中都表现出钙事件。我们将这种事件的存在称为参与。这种参与是一种稳定的、神经元特异性的属性,它随话语内鸣唱的过去和未来演绎而变化,并依赖于社交环境。脑损伤后的鸣唱恢复和学习期间的精细化进一步揭示,神经参与可以改变,而序列时间保持稳定。这些结果表明,稳定的运动序列不必依赖于相同细胞集合的刚性重复激活,而是可以在保持时间顺序的同时,灵活选择哪些神经元贡献于行为的每次表达。这为学习性运动控制中的可靠性-灵活性权衡提供了一种细胞层面的解决方案。
下行体感和运动皮层输入塑造中脑的听觉处理 Kim, G. 2026-08-29 PDF 整合多感觉和行为信息对于感觉知觉至关重要。在听觉系统中,多感觉和行为影响在皮层下结构的早期阶段即已出现。来自非听觉皮层区域的下行投射具备传递此类信号的有利位置,然而它们如何塑造皮层下听觉处理仍知之甚少。在此,我们研究了从初级躯体感觉皮层(S1)和初级运动皮层(M1)到下丘(IC)的皮层-下丘投射,下丘是听觉中脑中的一个主要整合中枢。我们发现,S1和M1中与躯干和肢体相关的区域形成了突出的单突触投射至下丘,并且这些投射的光遗传学激活能强烈驱动下丘活动。值得注意的是,相当数量的皮层响应神经元对声音无反应。在声音响应神经元中,并行的皮层刺激增强了声音诱发反应,而先于声音起始的皮层激活则抑制了这些反应。此外,皮层响应的下丘神经元以及深层S1和M1神经元均表现出与运动相关的调节和运动起始前的预期活动,表明这些下行通路向下丘传递运动相关信号。综合来看,我们的发现识别出一个下行感觉运动回路,该回路将身体和运动相关信息与听觉中脑中的听觉处理整合在一起。
染色质重塑蛋白CHD4调控发育中耳蜗螺旋神经节神经元的轴突导向 Kim, J. 2026-08-29 PDF 螺旋神经节神经元(SGNs)是将听觉信息从耳蜗传递至中枢神经系统的初级传入神经元。人类染色质域解旋酶DNA结合蛋白4(CHD4)的致病性变异导致Sifrim-Hitz-Weiss(SIHIWES)综合征,这是一种与听力损失相关的神经发育障碍。在此,我们鉴定了CHD4(一种ATP依赖性染色质重塑因子)在发育中的SGNs中的表达,并进一步在小鼠中删除Chd4。听觉脑干记录显示,SGNs中缺乏Chd4的动物表现出听力损失。SGNs分为I型和II型神经元,它们表现出不同的外周神经支配模式。值得注意的是,CHD4的缺失导致I型神经元异常成束和II型纤维的路径寻找不当。为揭示潜在分子机制,我们绘制了永生化多能听泡祖细胞(iMOP)衍生神经元中CHD4的全基因组染色质占据图谱。CHD4靶基因的基因本体分析揭示了调控轴突导向、轴突成束和肝配蛋白受体信号传导的通路。在体内,我们观察到Chd4条件敲除耳蜗的SGNs中特定Eph/ephrin基因上调。综合这些结果,表明CHD4在发育过程中调节顺式调控元件处的染色质,以抑制一组轴突导向分子。多种导向信号的协调调控对于建立耳蜗中精确的神经回路至关重要。我们的发现揭示了CHD4依赖性表观遗传调控在神经回路布线中的关键作用,并为SGNs再生策略提供了转化框架。
超对齐揭示猕猴个体化精细电影fMRI模式中的共享信息 Zhang, Y. 2026-08-29 PDF 对12只恒河猴在观看电影期间采集的fMRI模式进行响应超对齐(RHA),揭示了尽管存在特异性的功能拓扑结构,仍共享表征空间。RHA显著提高了枕叶、颞叶和前额叶皮层中电影响应时间序列的受试者间相关性,并实现了高精度的受试者间电影时间点解码及个体特异性功能拓扑的估计。这些结果表明,非人灵长类共享高维、高容量的表征空间,这些空间编码于个体特异性的细粒度功能拓扑中。
早期生命阶段暴露于野火烟雾与长期系统性免疫重塑及表观遗传重编程相关 Layman, C. E. 2026-08-29 PDF 野火烟雾是一个日益严重的全球公共卫生威胁,每年使包括儿童在内的数百万人暴露于危险空气污染中。尽管野火烟雾毒物已与一系列不良健康结果(包括免疫失调)相关联,但现实世界中儿童期野火烟雾暴露对健康和发育的长期后果仍大多未知。为研究生命早期暴露对免疫健康的持续影响,我们利用了一组恒河猴队列,这些猴子在2020年俄勒冈州劳动节野火期间,于婴儿期经历了连续九天的危险野火烟雾暴露。通过整合离体免疫刺激、多重细胞因子谱分析、单细胞转录组学和全基因组DNA甲基化谱分析,我们在分子和功能水平上识别了持续的免疫学后果。我们发现,出生后前三个月内的一次严重暴露与先天免疫反应的持续变化相关,包括对细菌内毒素的促炎细胞因子反应降低,以及髓系细胞中细微但一致的转录变化,尤其在雄性中更为明显。野火烟雾暴露还与B细胞和T/NK细胞比例的变化相关,且在T/NK细胞区室内,暴露动物表现出细胞毒性细胞的扩增。与此一致,CD8+ T细胞显示出广泛的转录重塑,并向更分化的效应状态转变,其中在最小年龄暴露的动物中观察到最大程度的分化。全基因组DNA甲基化谱分析识别了与烟雾相关的甲基化变化,这些变化与表观遗传衰老加速一致,以及影响氧化应激反应、先天免疫、T细胞分化和造血作用的持续表观遗传改变。这些发现表明,在关键发育窗口期内的一次严重野火烟雾暴露与暴露后持续数年的广泛免疫和表观遗传重塑相关,为生命早期野火烟雾暴露的长期生物学后果提供了新见解。
对分枝杆菌噬菌体D29宿主裂解的遗传解析揭示两个裂解调控因子和一个新型脂蛋白,它们调控裂解事件并定位于基因组的不同区域 Pollenz, R. S. 2026-08-29 PDF 噬菌体D29感染耻垢分枝杆菌mc2 155,并具有一个非典型裂解盒,该裂解盒编码两种内溶素蛋白(Lysin A和Lysin B)以及一个双跨膜结构域(TMD)蛋白LysA2a,其与F1簇噬菌体LysF1a相似。一个1TMD LysF1b同源物LysA2b由位于卷尺蛋白下游的一个基因编码。LysA2两种蛋白的串联外源表达对耻垢分枝杆菌具有细胞毒性。删除lysA2a产生的噬菌体具有裂解能力,但触发延迟10分钟且噬菌斑大小减少30%。删除lysA2b导致严重裂解缺陷,表现为噬菌斑大小减少70%、裂解时间延迟和爆发量降低。同时删除两个lysA2基因产生的噬菌体仍可存活,并表现出类似lysF1b缺失的裂解表型。用lysF1b基因对缺失lysA2b的噬菌体进行遗传互补,可完全恢复裂解表型,但将触发时间改变为F1簇噬菌体的特征。能量毒剂可促使所有缺失lysA2基因的噬菌体提前裂解。从缺乏lysA2b基因的噬菌体中分离的裂解恢复突变体(LRM)恢复野生型噬菌斑大小,其点突变定位于lysA2a基因的TMD1或C末端区域。从缺乏两个lysA2基因的噬菌体中分离的LRM表现出提前裂解,其突变均定位于一种新型脂蛋白(基因64)的C31残基。删除基因64不改变野生型D29的裂解表型,也不能挽救任何lysA2突变体的裂解缺陷。适应性/竞争实验表明,失去lysA2基因会带来显著的竞争性适应度代价。这些发现支持一种裂解调控网络模型,其中2TMD蛋白保持非活性状态,直到被其同源1TMD裂解调节因子激活,而脂蛋白具有可能增强裂解效率的辅助功能。