古菌 T4F 机器的多样化与功能扩展
研究用新构建的 MacSyFinder2 模型对古菌 T4F 系统进行鉴定与分类,发现其多样性远超预期,许多生物携带一套或多套组装机器。基于结构系统发育分析显示,T4F 相关 ATPase 可变的 N 端结构域与子系统聚类一致,提示核心机器通过结构创新在古菌分泌 ATPase 家族内发生分化。
研究用新构建的 MacSyFinder2 模型对古菌 T4F 系统进行鉴定与分类,发现其多样性远超预期,许多生物携带一套或多套组装机器。基于结构系统发育分析显示,T4F 相关 ATPase 可变的 N 端结构域与子系统聚类一致,提示核心机器通过结构创新在古菌分泌 ATPase 家族内发生分化。
对达斡尔、鄂温克、鄂伦春三个阿穆尔-黑龙江河流域(AR)原住民族群共78人的高覆盖度全基因组测序显示,AR人群约1万至3000年前经历共同且持久的瓶颈效应。全基因组选择扫描发现SORBS2、PRKAG2、KCNMA1等冷适应候选位点,其等位基因频率与寒冷相关气候变量强相关,其中CHST11的尼安德特人来源等位基因rs11112181可能贡献冷适应变异。
Yeung 等发布了一个包含 1000 多个可微分单神经元模型的数据集,这些模型拟合自小鼠和人类记录,可直接嵌入基于梯度的网络架构。作者指出,用生物真实的神经元构建人工网络此前受限于缺少既拟合数据又可训练的神经元模型。
一项基于英格兰全国数据的队列研究纳入 1107 例原发性线粒体病患者(中位年龄 48 岁,74% 为线粒体 DNA 诊断、26% 为核基因诊断),遗传诊断后 10 年生存率为 80.3%、20 年为 58.9%,高于此前预期。
Costantino 等系统刻画了表型测量尺度的选择如何影响常见遗传分析的结果,发现尺度选择可改变 GWAS 命中位点与 PGS × E 交互作用,并影响 PGS 在特定亚组中的表现。该研究发表于 Cell Genomics(在线优先),提示在生物样本库的基因-环境交互检验中不应忽视表型尺度的设定。
LoL-align 是一种基于距离的概率蛋白结构比对算法,通过迭代优化局部对数几率评分来判断蛋白同源性。作者报告,在单结构域和多结构域基准上,它检测远源同源蛋白的灵敏度明显高于 TM-align 和 Dali,比对质量更好,速度是二者的 5–20 倍,并已完整集成到 Foldseek 中。
推荐理由:新方法以局部对数几率评分做蛋白结构比对,在远源同源检测上比 TM-align 和 Dali 更灵敏且快 5–20 倍。
MassNet 发布面向 AI 的质谱蛋白质组学数据语料库,包含来自 35 个物种、高质量 DDA 质谱数据的 15 亿张串联质谱图,其中约 170 万个肽前体来自人类样本。
推荐理由:该语料库覆盖 35 个物种的 15 亿张质谱图,并配套标准化存储格式,为质谱蛋白质组学的深度学习提供了可复用的数据底座。
研究提出 HDOCK-Multimer(HDM),将 ab initio 对接与组合组装整合,用于大蛋白复合物结构预测。在 35 个大异源复合物、172 个大蛋白复合物和 7 个 CASP15 靶点三套基准上,HDM 的表现优于 CombFold、MoLPC、AlphaFold-Multimer 和 AlphaFold3。该框架还能在未提供化学计量比输入的情况下预测化学计量比并建模复合物。
推荐理由:面对大蛋白复合物组装空间过大的难题,该框架把对接与组合组装结合,并在三套基准上与 AlphaFold3 等方法比较。
中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队与陈宇航团队在 Nature Plants 在线发表研究,提出结构指导设计与顺式调控优化相结合的等位基因工程策略,创制了除草剂抗性提升的水稻和小麦新种质。
推荐理由:该工作把蛋白结构指导的编码区变异与顺式调控元件整合结合,在水稻和小麦中同时改造 HPPD,为复杂农艺性状改良提供可迁移路径。
地球大脑健康委员会在《Nature Mental Health》发布首份报告,提出未来十年内任何重大环境干预的设计与评估都须纳入心理健康影响评估。报告指出极端天气、空气与噪声污染、城市压力源、生物多样性丧失及社会不平等与焦虑、抑郁、创伤相关障碍和认知衰退风险升高相关,并建议自2027年起将心理健康指标纳入气候计划、环境影响评估和城市政策。
Cao 等人提出一体化基础模型 AMIFound,用于 CT、MRI、PET、内镜、超声、眼底成像和 X 射线 7 种医学影像的增强与修复。模型在 376 万对高质量与退化图像上训练和评估,覆盖 7 类代表性退化模式;共享编码器提取模态与退化线索,动态路由的专家修复池为每个输入选择增强路径。在 7 种模态上,AMIFound 在全参考图像质量指标、临床医生评估、组合退化鲁棒性测试以及自然退化临床图像上均优于 38 个任务专用与通用基线。增强后的图像还改善了 44 项疾病检测任务、肿瘤分期预测和非小细胞肺癌生存风险分层,包括个体层面的预后排序。
推荐理由:该模型用 376 万对图像统一处理 7 种医学影像的退化修复,并检验增强后对下游诊断任务的影响。
研究团队改造出 rsmiRFPnano,一种源自蓝细菌光敏色素、分子量低于 19 kDa 的近红外光开关光声成像探针,可高效结合胆绿素并在两种光致变色状态下保持高消光系数。
研究团队开发了 NK 细胞靶向脂质纳米颗粒(NtLNPs),用工程化双靶向 NK 细胞配体驱动受体特异性摄取和 mRNA 递送,在小鼠中实现最高约 80% 的 NK 细胞转染且脱靶效应很小。
推荐理由:该研究用双靶向配体修饰的 LNP 在小鼠体内转染 NK 细胞并生成 CAR NK,为 T 细胞驱动的疾病提供了一种非病毒体内改造路径。
六种蛋白组衰老时钟首次被部署到一项临床试验中,研究结果更多揭示了这些时钟本身的特性,而非药物效果。材料未给出试验规模、药物名称及具体结论。
Du 等人提出可训练的三室脉冲神经元模型 TNLP-LIF,将生物树突的线性与非线性输入处理机制转化为计算模型。研究结合跨物种工作记忆模拟与强化学习测试,显示树突整合可提升人工神经网络表现,但该模型仍是计算抽象而非对生物的直接复刻。
研究对 62 例原发胰腺导管腺癌肿瘤进行单细胞 RNA 测序(443,451 个细胞),并对其中 11 例做匹配的空间转录组(53,236 个 spot),刻画克隆、转录与空间多样性。分析发现肿瘤内存在多个遗传上不同的恶性克隆,配体-受体程序受基因组剂量调控,8q24(MYC)扩增与谱系内经典向基底样转变反复相关;小鼠与原代人模型中的 MYC 敲低可重新激活经典程序并恢复免疫应答通路。
推荐理由:62 例原发肿瘤的单细胞与空间转录组图谱显示,8q24 的 MYC 扩增与肿瘤谱系内经典向基底样转变相关,为理解 PDAC 克隆异质性提供了资源。
Arc Institute、Biohub、UCSF与Vector Institute团队开发eclair-CLIP,用统一小标签替代逐个抗体,在人类细胞中绘制67个癌症相关RNA结合蛋白(RBP)图谱,以单核苷酸分辨率定位超过900万个RNA结合位点。
推荐理由:用统一标签的CLIP方法构建67个癌症相关RBP的高分辨率结合图谱,并据此训练可解释的RNA结合预测模型。
研究整合菌株Bmb9393新测转录组与5株金黄色葡萄球菌公共数据,在生物膜与浮游条件下注释并刻画小调控RNA的表达与基因组环境,鉴定出10个生物膜中一致上调、4个一致下调的小调控转录本。
研究发现 ecDNA 是微核的重要来源,复制压力下 ecDNA 发生有丝分裂聚集、不对称分配和错分进入微核,携带 ecDNA^+ 微核的细胞增殖能力下降、更易死亡。单微核测序显示多个不同 ecDNA 种类会汇聚到同一微核中;在 MYCN 扩增的神经母细胞瘤患者中,诊断时 ecDNA^+ 微核频率较高与总生存期改善相关。作者据此提出有丝分裂期 ecDNA 滞留可能成为治疗切入点。
推荐理由:研究把 ecDNA 的微核错分与适合度下降联系起来,并给出神经母细胞瘤患者生存关联,为理解 ecDNA 的代价提供新角度。
Anguiano 等人改造出膜靶向 TurboID,并优化标记策略,在清醒动物神经元胞体和轴突末梢实现 1–2 小时的蛋白质标记窗口,用于鉴定各亚细胞区室富集的蛋白。研究针对的是在行为相关时间尺度上捕捉脑内亚细胞定位蛋白质组的工具不足问题,成果发表于 Cell Reports Methods。
Wang 等开发出口服代谢工程菌平台 EcN-HlpA-CGL(EHC),用于结直肠癌免疫治疗。该菌通过触发结直肠癌细胞铁死亡增强免疫原性,同时以细菌佐剂效应重塑免疫抑制微环境,激活全身与肠道黏膜免疫,有效抑制原位肿瘤生长与转移。
研究用单细胞多组学在真实临床场景下追踪系统性红斑狼疮(SLE)患者接受免疫抑制剂标准治疗期间的免疫组库动态,发现该疗法未能纠正 B 细胞和浆细胞的突变负荷下降,也未能阻止 CD4+ Th1 与 CD8+ 记忆 T 细胞的克隆扩增。作者还将自有数据与已发表的 SLE 数据集整合,构建了约 160 万细胞的 SLE 免疫图谱,并指出这些持续存在的失调可能与该病治疗后高复发率相关。
研究提出 RT-SRFM,一个面向发育单细胞转录组时间序列的分阶段潜动力学框架,将最优传输引导的速度学习、分解式群体增长建模、形状细化与监督式生物学读出整合在同一潜空间中,并通过八阶段课程训练提升局部传输精度、质量校准、命运一致性与长时程推演稳定性。
Broad Institute 团队发现,两种降低细胞氧供的小分子药物组合可改善帕金森病小鼠模型的神经退行症状,研究发表于 PNAS。该组合还在 Leigh 综合征小鼠模型中延长寿命并缓解症状,在 Friedreich's ataxia 小鼠模型中延缓神经症状进展。研究者表示该方案值得进一步开展临床前及临床测试。
鸡胚单细胞转录组分析显示,Müllerian管分化比此前认识更具细胞复杂性,鉴定出上皮(MDE)与间充质(MDM)两隔室的分子特征。雄性退化间充质表达MSX1/2、RUNX2、GATA5、DLX3/5及DKK4、NRG1,其中WNT拮抗剂DKK4响应AMH诱导,在雌性异位表达可诱导管退化。雌性右管未如雄性般退化,转录上独特且缺乏退化间充质群体,提示其AMH介导机制不同于雄性。
结核分枝杆菌在酸性pH最小培养基中以乳酸为单一碳源时生长停滞,转座子筛选发现phoT或pstC2(磷酸ABC转运体组分)插入突变体可恢复生长,去除磷酸同样解除停滞,表明该停滞依赖磷酸。乳酸与磷酸共同使胞质pH降至6.7以下,而phoT突变体维持胞质pH>7.2并保持更高膜电位;转录谱显示乳酸相关PMF应激特征,低磷酸下乳酸生长需regX3。
Klich 等利用水凝胶在瘤内和瘤周递送免疫治疗组合,通过合理选择给药部位实现肿瘤清除与长期存活。该研究发表于 Cell Reports Medicine,显示白介素与 OX40 激动剂的空间定位可增强协同抗肿瘤免疫。
研究提出一套闭环工作流,将高效反应数据获取与高精度深度学习结合,用于数据稀缺条件下的化学反应结果与区域选择性预测。作者用基于树集成的主动学习策略挑选信息量最大的实验,由此获得一个多样化的 C–H 硼化基准数据集,并在此基础上训练和评测几何图神经网络。结果显示,为这类对称性感知模型加入自监督辅助任务后,反应结果预测和区域选择性预测的表现均稳定提升。在含 N-杂芳基等难处理基团的未见底物上前瞻测试中,该流程全部定位到正确的硼化位点,作者据此认为其可用于高效的药物优化。
一项研究报道了以性质为先的计算策略,能识别可同时调节复杂振荡器多个特征的协同参数变化。该文为 Nature Computational Science 的简短介绍,未给出具体振荡器系统、参数规模或代码数据开放情况。
推荐理由:介绍一种以性质为先的计算策略,可同时调节复杂振荡器的多个特征,适合关注动力系统参数调控思路的读者。
Google 与 Beth Israel Deaconess Medical Center(BIDMC)在《柳叶刀》发表 AMIE 诊断 AI 聊天机器人真实门诊研究,98 例患者在就诊前先与 AMIE 对话,监督医生实时监控,没有一次对话因预设安全标准被中断。
推荐理由:在真实门诊中,98 例患者先与诊断 AI 对话,医生实时监督,结果无一次因安全标准被中断,可对照 AI 问诊的落地边界。
中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才团队与国内多家单位合作,在 Cell 在线发表水稻全生命周期时空组图谱研究,以粳稻品种中花11为材料,结合高分辨率空间转录组、单核RNA测序和人工智能分析,构建了覆盖种子萌发到开花结实全过程的三维时空细胞图谱。
推荐理由:图谱覆盖水稻10个器官、61个发育阶段,并配套在线平台与RICE scGPT基础模型,可供植物单细胞与空间组学研究复用。
Bits to Binders 全球竞赛以 CAR-T 为场景评估 de novo 结合域设计,来自 42 个国家的团队提交了 12,000 个靶向人 CD20 的 80 氨基酸 minibinder 设计。
推荐理由:这项竞赛把 1.2 万个 AI 设计的 CAR-T 结合域放进细胞功能筛选,而非只看亲和力,为评估蛋白设计提供了更接近功能的检验方式。
Molecular Systems Biology 这篇评论以 CASP 为参照,评述 Bits to Binders 竞赛对 AI 设计蛋白作为 CAR-T 识别结构域的评测。
推荐理由:文章以 CASP 为参照,梳理 Bits to Binders 竞赛对 1.2 万个 AI 设计 CAR-T 结合域的评测结果与局限,为判断生成式蛋白设计的真实功能水平提供参照。
FA-MFMR 通过整合遗传工具变量、暴露轨迹的功能表示与低维因子结构,估计多个纵向暴露的时变因果效应。模拟显示其估计误差低于对比方法、不确定性量化更高效,尤其适用于高度相关且稀疏观测的纵向暴露。在帕金森病队列的纵向生物标志物上,该方法刻画了轨迹水平系数函数的年龄依赖模式,并提示局部效应的不确定性;R 包与复现代码已公开。
Nature Genetics 的一则 Research Highlight 介绍,热量限制可降低小鼠的体细胞突变负荷。
中国科学院遗传与发育生物学研究所鲁非团队与山东省农业科学院曹新有团队合作,以济麦44、济麦229及271份重组自交系为材料,完成济麦229染色体水平基因组组装,鉴定到27个与SDS沉降值相关的QTL。
中国科学院遗传与发育生物学研究所贺飞研究组联合西北农林科技大学吉万全研究组等,构建了十倍体长穗偃麦草同源染色体组分辨率的高质量参考基因组,成果于2026年9月30日在线发表于 Molecular Plant。
基于人类功能基因组学计划的286名坦桑尼亚健康人和340名荷兰人队列,对Olink Target 96 Inflammation panel检测的72种炎症蛋白进行全基因组pQTL分析,两个人群各鉴定出10个全基因组显著pQTL,但重叠不足2%,共定位分析仅确认9个共享位点。
对 Fusobacterium nucleatum ATCC 25586 基因组的整合计算分析识别出三个含溶血素产生、代谢适应、毒素-抗毒素系统、定植与免疫逃逸相关基因的基因组区域,15 个 Fusobacterium 基因组的比较分析提示这些区域广泛保守且垂直遗传。
ProDTI 是一个先验引导的正样本-未标注(PU)学习框架,用于药物-靶点相互作用(DTI)预测,作者称其在五个基准上稳定优于现有基线。该框架把显式生化相似性与大规模预训练模型的隐式语义表示组合成混合先验,驱动软标签蒸馏以稳定优化轨迹,并用硬锚点正则惩罚可靠负样本、锐化决策边界。