| 自然视听加工中的两种皮层机制 |
Pushpita, S. N. |
2026-10-06 |
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理解人脑如何处理自然视听信息仍然是认知神经科学的核心挑战。进展受限于对复杂视听刺激建模的困难；因此，先前的工作在很大程度上依赖于简短的、受控的或单模态刺激，使得支持真实世界理解的皮层机制表征不足。尽管近期人工智能的进展使得能够从自然主义刺激中提取高维、时间分辨的特征，但皮层区域如何随时间展开动态地优先处理听觉和视觉信息仍 largely 未被探索。利用电影观看期间收集的大规模 fMRI 数据，我们开发了两种互补的基于预测的方法来绘制皮层上逐时刻的感觉处理：一种检测一个模态比另一个模态更好地预测某区域的持续时段，识别出在有意义的时间段内切换其所编码模态的区域；而另一种识别两个模态都能很好地预测该区域的时段，揭示平衡的视听表征。总之，这些分析揭示了视听处理的两种皮层模式：两个模态切换“弓形”（一个围绕类别选择性视觉皮层的后部弓形和一个横跨背外侧额叶皮层的前部弓形）以及一个联合表征两个模态的箭状轴（从外侧枕叶延伸到颞叶皮层）。我们进一步表明，切换不是由非优势模态中低层信息的减少所驱动，而是由该信息的皮层编码减少所驱动，表明主动的感觉重加权。模态优势也不能简单地由优势模态传达某区域偏好的概念来解释；切换区域不仅仅追踪表达这些概念的模态。总之，这些系统表明了一种皮层架构，在自然主义理解过程中自适应地重加权感觉输入，同时维持平衡的多模态表征。 |
| 直接CDK1结合是甲萘威诱导的遗传毒性细胞周期阻滞的基础 |
Piyush, R. |
2026-10-06 |
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Carbaryl是一种广泛使用的氨基甲酸酯类农药，流行病学研究已将其与暴露人群中的遗传毒性和致癌结局相关联，包括多个组织部位的癌症风险升高，以及在一些农业社区中病因不明的慢性肾小管间质性肾病（CKDu）。然而，这些关联背后的细胞机制，以及Carbaryl是否在不同组织中以一致方式发挥作用，仍不清楚。通过对一组来自不同物种和谱系的细胞系进行筛选，我们发现Carbaryl选择性地在肾小管上皮细胞系（IMCD3）中引发显著的、剂量依赖性的细胞毒性和细胞周期阻滞，并在较小程度上影响宫颈上皮细胞系（HeLa），而成纤维细胞系（NIH3T3）未受影响。在IMCD3细胞中，Carbaryl通过直接结合DNA并由此造成DNA损伤，诱导S期和G2/M期阻滞，触发不依赖活性氧的Bcl-2介导的晚期凋亡，并驱动不可逆的有丝分裂阻滞。分子动力学模拟、细胞热位移实验和激酶活性测定共同指向CDK1是Carbaryl的直接靶点：Carbaryl使CDK1活性位点失稳并抑制其催化活性，而CDK2则以一种相反的、刚性化模式被结合，且不产生功能性后果。这种不对称性为所观察到的S期和G2/M期联合阻滞提供了连贯的机制基础。总之，这些发现确立了Carbaryl是一种具有组织选择性效力的遗传毒性、细胞周期干扰剂，直接作用于CDK1，并为解释其与暴露人群中肾脏及其他组织病理学之间已报道的关联提供了基于细胞的机制框架。 |
| 起始密码子上下文调控翻译偶联的mRNA降解及人类寄生虫利什曼原虫中的协调表达 |
SANTI, A. M. M. |
2026-10-06 |
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在缺乏基于启动子的经典转录调控的情况下，利什曼原虫进化出了适应性基因表达的替代调控机制，包括通过差异性mRNA周转实现转录后控制。尽管这一机制在利什曼原虫中被认为至关重要，但这些寄生虫中转录本稳定性的基本方面仍有待阐明，例如翻译起始介导的mRNA降解的作用。我们通过研究起始密码子上下文（Kozak序列）在杜氏利什曼原虫基因表达中的作用，填补了这一重要空白。对锥虫基因组中Kozak序列的定位揭示了在属和亚属水平上核苷酸偏好的重要差异，表明其具有重要的顺式调控功能。在同一物种内，仅有少部分可能的Kozak序列与若干起始密码子相关联，进一步支持了它们在表达控制中的作用。表达EGFP且受不同Kozak变体控制的转基因杜氏利什曼原虫株确实证明，起始密码子的核苷酸上下文直接调节蛋白质表达和mRNA稳定性，这与mRNA向重多聚核糖体募集的增加相关。寄生虫暴露于翻译抑制剂环己酰亚胺可恢复由弱Kozak序列驱动的EGFP表达，揭示了mRNA稳定性与Kozak介导的可翻译性之间的直接联系。对转录或翻译延伸被阻滞的寄生虫进行RNA-seq分析，揭示了富集于GO术语RNA修饰和假尿苷合成的转录本，它们是翻译依赖性mRNA周转的关键靶标。这些转录本分离为具有不同Kozak特征的功能簇，进一步表明Kozak序列组成定义了利什曼原虫中受Kozak调控的调节子。在这一调控框架内，-3位核苷酸被确定为驱动转录本丰度差异的关键位置决定因素。我们的工作揭示了翻译起始偶联的mRNA降解在利什曼原虫基因表达调控中的关键作用，为寄生虫适应性增加了一个此前未被充分认识到的转录后调控层面。 |
| 加拿大西部作物生产与设计的大产量模型 |
Ubbens, J. |
2026-10-06 |
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随着气候的变化、病害压力以及其他生产威胁的加剧，确保作物生产者能够良好地保护和优化产量至关重要。在这项工作中，我们提出了LYM-1，这是首个用于预测加拿大大草原地区产量表现的大规模、多作物模型。这得益于一个包含超过470万条产量观测数据的大型数据集，涵盖10种不同作物类型，分布于23个生长年份。利用天气和土壤属性的额外数据源，使模型能够推理遗传、环境和管理之间复杂的相互作用，这些相互作用是产量的基础。训练后的模型不仅在预测留出数据方面有效，还揭示了具有科学和农学意义的效应，例如太阳辐射与氮吸收之间的相互作用。我们表明，LYM-1中使用的架构和训练方法使其能够在某些模型输入未指定的不完整查询下进行推理，同时在预测性能上优于流行的线性和机器学习模型。 |
| 生物素操控的配体捕获实现了活细胞中蛋白质和细胞器的动态空间重分布 |
Beyers, W. C. |
2026-10-06 |
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通过化学生物学工具控制蛋白质定位对于机制探究、功能扰动和治疗开发至关重要。尽管现有工具涵盖了广泛的应用，但没有任何单一方法能够同时实现对目标蛋白质（POI）的可诱导捕获、可控释放和可视化。为填补这一空白，我们开发了生物素操控配体捕获系统（BOLT），该系统将HaloTag融合的POI与链霉亲和素捕获器相结合。脱硫生物素偶联的Janelia Fluor HaloTag配体能够实现POI的可视化、捕获和生物素操控释放。我们展示了BOLT在同步分泌货物释放、微管引导的细胞器运动和搭车运输以及异位定位核转录因子方面的能力。重要的是，脉冲追踪BOLT进一步揭示了内源性高尔基体酶的双向内质网-高尔基体运输，并利用不同的HTL区分了回收酶群与新合成酶群。总之，BOLT提供了一个一体化平台，可在兼容HaloTag的系统中探究亚细胞定位如何调控蛋白质功能。 |
| 突触密度成像与自闭症中的表现相关，但与自我报告无关 |
Naples, A. J. |
2026-10-06 |
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自闭症是一种常见的神经发育状况，具有相当大的个体间差异，且生物学病因未知。成人自闭症的诊断依赖于对表现的测量（例如，临床医生对社交行为的评分、认知的标准化评估）以及自闭症特征的自我报告。我们此前的工作揭示了自闭症中临床医生对社交功能的评分与通过[11C]UCB-J PET测得的突触密度体内测量值之间存在强关联（Matuskey等，2025）。然而，目前尚不清楚自闭症表型的这些测量方面如何反映其背后的生物学机制。在此，我们在12名自闭症成人的样本中，通过将突触密度成像与一系列表现测量（如认知和面孔识别）相关联，并与自我报告测量进行对比，来探讨这一问题。我们的结果识别出这些测量类型之间的分离，即突触密度与表现测量强烈相关，但与自我报告几乎无关联。这些发现表明，尽管自我报告和表现测量在表征自闭症表型时共享方差，但在映射到 underlying biology 时二者出现分歧。结果表明，较高的突触密度可能反映了一种促进多种任务中社交和认知表现的一般机制。这些数据还表明，在捕捉自闭症中脑-行为对应关系时，表现测量和自我报告测量不可互换，这一发现可指导未来生物标志物研究和临床研究中的测量选择。 |
| 精神分裂症谱系障碍中的丘脑连接异常与阴性症状 |
Kunitoki, K. |
2026-10-06 |
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背景与假设 精神分裂症谱系障碍（SSD）中的阴性症状与不良功能结局和生活质量下降相关；然而，有效的治疗仍然有限。需要更好地理解其潜在脑机制，以开发更好的治疗方法。神经影像学研究提示多个脑网络与阴性症状有关，但研究结果仍具有异质性，这可能反映了症状和脑网络的多维性。需要更大规模、更系统的剖析，以识别阴性症状背后的关键枢纽。研究设计 分析了394名参与者（210名SSD患者，184名健康对照[HC]）的结构MRI数据，以识别既表现出SSD-HC差异，又与简明阴性症状量表（BNSS）所测阴性症状相关的皮层厚度和皮层下体积。符合这两项标准的区域被选为种子区，用于143名SSD患者的静息态功能连接分析，以检验其与阴性症状及其亚域的关联。研究结果 丘脑是唯一一个既在SSD中表现出显著结构异常，又与BNSS总分相关的区域（p-FDR<0.05）。随后检查了功能网络定义的丘脑亚区。若干丘脑连接减低与阴性症状显著对应，涉及与皮层默认模式网络、躯体感觉网络、内侧颞叶网络和背侧注意网络相关的丘脑亚区（p=0.001，校正后<0.05）。情感迟钝表现出最广泛的丘脑连接改变，涉及纹状体、小脑和颞顶交界/颞上沟（TPJ-STS）。丘脑与TPJ-STS之间的连接减低也与总体阴性症状和快感缺失相关。结论 本研究确定丘脑是SSD中与阴性症状相关功能障碍的核心枢纽，并强调特定的丘脑亚网络可作为基于环路的干预措施的潜在靶点。 |
| 聚集型和弥散型感觉皮层-纹状体连接定义了互补的中间神经元回路 |
Contadini, J. |
2026-10-06 |
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在纹状体中，中间神经元紧密控制输出神经元即纹状体投射神经元（SPN）的活动。在这些纹状体中间神经元中，表达小清蛋白（PV）和表达生长抑素（SOM）的细胞表现出明显不同的电生理和解剖学特性，提示它们以不同方式整合入纹状体回路，并对SPN形成不同形式的前馈抑制。然而，目前尚不清楚这些差异是否已在皮质纹状体连接层面出现，以及它们是否塑造了与皮质输入至SPN的特定相互作用。在此，我们研究了初级和次级躯体感觉区（S1和S2）向纹状体PV和SOM中间神经元及SPN投射的空间组织。结合解剖学示踪和功能性回路映射，我们表征了皮质纹状体连接的关键特征，包括输入数量、来源、间距、重叠和强度。我们发现，在单个细胞和群体水平上，输入间距和强度是区分PV和SOM中间神经元的主要特征。相比之下，S1和S2之间的连接差异主要体现在输入数量和层状组织上。我们的发现提示了中间神经元与SPN连接之间两种潜在的相互作用模式：一种模式中，PV中间神经元接收以大型簇状结构组织的S1输入，这些输入与邻近SPN的输入密集重叠，为潜在的神经元组装提供了解剖学基础。另一种模式中，SOM中间神经元也接收丰富的皮质输入，但这些输入稀疏地散布于S1和S2，且与SPN的输入重叠很少，可能通过输入交叉相互作用塑造这些细胞的整合。这些皮质纹状体 wiring 的细胞类型原则可能支持不同形式的纹状体计算。 |
| 学习源权重以进行目标位置估计：比较固定权重与输入依赖规则 |
Kobayashi, J. |
2026-10-06 |
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估计物体的位置需要结合不确定的测量值。当测量误差发生变化时，先前校准得出的权重可能变得不再适用。我们研究了从含噪参考测量中学习是否能改善位置估计，以及根据当前输入计算权重是否比在整个评估过程中使用一组学习到的固定权重带来更大改进。在仿真中，我们生成了目标的位置含噪测量值，目标在每个试次内保持固定。每种双输入方法将当前测量值与三个初始测量值的均值相结合。测量精度降低和附加测量偏移仅在初始化之后施加。估计器未获得当前或先前的真实目标位置。我们在四种误差条件下各重复了坐标校准、训练、验证和独立评估100次。在测量精度降低和时间相关性条件下，重新校准和固定权重学习解释了相对于先前提供的权重的大部分改进。在偶发大测量误差的情况下，依赖于输入的加权相对于学习到的固定权重将均方误差降低了4.05%，并对带有附加偏移的测量值赋予了较低的平均权重。在独立误差和当前精度降低的条件下，其额外收益低于0.5%，而在时间相关性条件下，固定权重的平均误差略低。使用较长观测历史的方法在若干条件下表现更好。敏感性分析表明，共享坐标偏差和相关参考误差限制了对物理精度的结论。结果表明了在这些测量模型内重新校准、依赖于输入的加权和观测历史的收益与局限。 |
| SroA将SigS依赖性应激信号与金黄色葡萄球菌的代谢重塑联系起来 |
Alqahtani, S. A. |
2026-10-06 |
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金黄色葡萄球菌在定植和感染过程中会遇到多种环境条件，包括营养物质可用性的波动、氧化应激和氧气限制。适应这些环境需要调控系统将应激反应与代谢生理协调起来。胞外功能σ因子SigS有助于金黄色葡萄球菌的应激适应和毒力，并直接激活sroAB操纵子的表达，该操纵子编码小蛋白SroA和SroB。先前的工作表明SroA参与sigS表达的反馈调节，但SroA更广泛的生理作用仍不清楚。为进一步明确SroA的调控功能，我们在金黄色葡萄球菌中诱导过表达sroA后进行了RNA测序。转录组分析鉴定出与硝酸盐呼吸、核苷酸生物合成、应激反应和营养获取相关的基因表达发生变化。Northern印迹和定量RT-PCR分析证实，SroA过表达后narG和narJ转录本受到抑制。与这些转录变化一致，在补充葡萄糖和硝酸盐的化学限定培养基中，SroA过表达损害了硝酸盐还原，并在厌氧条件下产生了适度但显著的生长劣势。除抑制硝酸盐呼吸基因外，SroA过表达还降低了参与从头嘌呤和嘧啶生物合成的基因表达，而与应激反应和营养获取相关的转录本，包括sosA和pstS，则增加。总之，这些发现支持SroA在调节硝酸盐呼吸相关途径以及在支持厌氧呼吸的条件下影响生长方面的作用，从而将SigS依赖性应激信号与金黄色葡萄球菌的代谢适应联系起来。 |