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今天10月20日周二11 条
  1. Nature Communications58

    大鼠前额叶至终纹床核通路独立于糖皮质激素调控厌恶记忆特异性

    研究在大鼠中鉴定出一条独立于糖皮质激素控制记忆特异性的前额叶通路。作者用光遗传学操作发现,训练后抑制 rostral prelimbic cortex(rPL)到 anteroventral bed nuclei of the stria terminalis(avBST)的通路,会在抑制性回避辨别任务中促进情境泛化,但不影响记忆强度;该操作虽进一步升高皮质酮,在肾上腺切除大鼠中仍产生泛化,说明其不依赖糖皮质激素。反向地,训练后兴奋该通路增强情境辨别。

  2. Nature Communications58

    LIFT 三光子显微镜实现小鼠皮层下脑区群体成像

    研究团队开发出大视野三光子显微镜 LIFT,视场超过 3 mm^2,可在完整小鼠脑的皮层下区域和大鼠深部皮层做细胞分辨率的群体成像。LIFT 把高数值孔径优化的采样方式与定制扫描模块结合,并配合基于深度学习的去噪。作者在小鼠完整脑中同时记录到 CA1、周围白质及相邻皮层深层共 1500 多个细胞的钙活动,并在大鼠皮层 1.2 mm 深度获得高信噪比的群体成像。该显微镜在成像尺度与速率上可灵活调整,且全部由现成元件搭建。相关结果发表于 Nature Communications。

  3. Nature Communications72

    10 蛋白组合可从血浆高准确度识别 ALS

    研究团队基于 632 例 ALS 患者和 160 例健康对照的血浆样本,使用 NULISA CNS 与 Inflammation Panel 检测蛋白,并结合 XGBoost、嵌套交叉验证和 SHAP 筛选疾病相关蛋白,最终确定由 NEFL、FOLR1、pTau-181、TREM1、VEGFA、NEFH、CALCA、NRGN、LAMP3 和 PTX3 组成的 10 蛋白组合。该组合在包含 144 例 ALS 患者和 37 例对照的独立验证队列中取得平衡准确率 98.3%、AUC 0.992 的分类表现。

    推荐理由:在 632 例 ALS 患者与 160 例对照中筛出 10 蛋白组合,并在独立队列验证,为血液筛查提供了可复现的候选方案。

  4. Nature Communications38

    李斯特菌前噬菌体编码的 TERi 防御系统通过靶向末端酶复合体阻止入侵噬菌体 DNA 包装

    一种前噬菌体编码的抗噬菌体防御系统 TERi 通过靶向入侵噬菌体的末端酶复合体,阻止其 DNA 转入前衣壳,从而抑制 DNA 包装。该系统由防御蛋白 TerI 与两个自我免疫蛋白 anti-TerI1、anti-TerI2 组成,见于 Listeria monocytogenes;TerI 不阻断裂解周期,细菌裂解后释放的是未包装、无感染性的前衣壳。anti-TerI1 和 anti-TerI2 在前噬菌体诱导时抵消 TerI 的作用,保障病毒粒子产生。TERi 在李斯特菌噬菌体中普遍存在,可在种群层面保护宿主,同时不影响前噬菌体自身的裂解生命周期。

  5. Nature Communications40

    果蝇巨噬细胞通过核力学适应调控体内吞噬能力

    果蝇胚胎巨噬细胞吞噬凋亡小体时,被吞入的凋亡小体会使细胞核凹陷变形,吞噬作用同时升高 Lamin B 水平;沉默 Lamin B 或 LINC 复合体组分则负向调控体内凋亡小体的吞噬。研究结合遗传操作与活体成像,在体内证实吞噬体诱导的核分子与力学适应是果蝇胚胎巨噬细胞持续摄取凋亡小体的关键,揭示了核可塑性在体内调控巨噬细胞吞噬能力中的作用。

  6. Nature Communications58

    TFAD1 与 TFAD2 通过降解和磷酸化噬菌体长尾纤维蛋白实现被动流产感染

    研究鉴定出两种细菌防御系统 TFAD1 和 TFAD2,前者含丝氨酸蛋白酶,后者含 Ser/Thr 激酶,分别通过蛋白降解和磷酸化作用于噬菌体长尾纤维蛋白。两者都允许噬菌体完成完整复制周期,但产生的子代无感染能力,作者将这种不同于经典流产感染的机制称为被动流产感染(passive Abi)。该结果揭示了蛋白酶和激酶介导的噬菌体结构蛋白失活方式,为理解细菌与噬菌体的分子军备竞赛提供线索。

  7. Nature Communications58

    Vaxchora疫苗在马约特岛2024年霍乱暴发中的短期效果与影响

    研究分析了2024年马约特岛霍乱暴发中活减毒口服霍乱疫苗CVD 103-HgR(Vaxchora)的真实世界效果,重点考察发病率与接种率均较高的Koungou村。该村4733名高危人群中3354人(71%)接种了该疫苗,2024年4月19日至7月7日共确诊77例病例。作者构建多种随机模型并按接种状态拟合每日病例数,估计基线基本传染数R0为1.5(95% CrI:1.2, 1.9),疫苗预防霍乱的有效性为87%(95% CrI:74, 99),在不同情景下保持在75%至91%之间。

  8. Nature Communications72

    快速评估配体化学互补性的蛋白质设计方法

    研究提出一种基于物理的快速计算方法,用于在从头设计的蛋白质中为小分子靶标生成等排且化学互补的结合口袋。作者通过构建并表征针对多种合成与天然色素的结合蛋白进行实验验证,仅评估个位数数量的设计,就获得稳定蛋白,X射线晶体学证实其apo结构中的结合位点已预先组织,并以微摩尔或更好的亲和力结合靶标。为展示适用范围,作者在双结构域从头设计蛋白中引入选择性且偶联的色素结合位点,实现两个位点间可控的能量转移,并开发出一种小型从头设计结合蛋白,可在活哺乳动物细胞中用于可视化亚细胞结构。

    推荐理由:该方法用物理计算快速生成与小分子互补的结合口袋,并用X射线晶体学验证少量设计的apo结构。

  9. Nature71

    Airscope 无线介观显微镜实现自由活动小鼠全皮层成像

    研究团队发布 Airscope 无线介观显微镜,重 1.0 克,在 6 mm 视野内实现 4 μm 横向分辨率、12.5 Hz 成像。其非球面透镜设计使总光程比此前微型显微镜缩短 2.84 倍,单只动物可无缆记录超过 8,500 个神经元的钙信号,较此前提升 25 倍。

    推荐理由:1.0 克无线介观显微镜把视野扩到 6 mm 并支持自由活动小鼠成像,为系统神经科学提供可迁移的硬件方案。

10月19日周一
  1. Nucleic Acids Research33

    MBD2 蛋白识别甲基化 CpG DNA 的双稳态平衡机制

    经典分子动力学模拟显示,MBD2 从目标位点下游一个碱基对位置在微秒内迁移至甲基化 CpG 靶位点,并结合为两种稳定构象:一种接近 X 射线晶体结构,另一种亲和力降低但保持对 mCpG 的选择性。S189 被确定为关键宏观开关,其与甲基胞嘧啶骨架相互作用的丧失使平衡偏向次态;S189A 突变体模拟、NMR 与荧光偏振实验均支持该突变不改变 mCpG 选择性但降低结合亲和力。

  2. Nature Genetics75

    研究揭示人早期胚胎中 Polycomb 抑制格局的建立过程

    研究对人类配子、二细胞胚胎、八细胞胚胎、囊胚和胚胎干细胞中的 H2AK119ub(H2Aub)进行图谱分析,发现 H2Aub 最早在二细胞阶段于 GC 富集区域出现,随后逐步累积,并在后期集中于 PcG 靶基因。

    推荐理由:该研究追踪人胚胎从配子到囊胚的 H2Aub 动态,说明 H2Aub 如何引导 H3K27me3 重建 Polycomb 抑制格局。

  3. Nature Communications58

    DNA-SaM 编解码系统提升 DNA 数据存储可扩展性

    研究提出 DNA-SaM 系统,整合高效编码、严格的生化约束检查和两级索引的存储单元分布架构,用于可扩展的 DNA 数据存储。计算分析显示其编码时间复杂度为线性,编码时间较代表性方法明显缩短,并主动排除同聚物重复、串联重复和潜在启动子基序等可能干扰下游生化过程的序列。该系统在体外和体内实际存储中均取得 100% 成功率,按其编码方案与序列设计空间理论上可存储超过 2^70 PB 数据。

  4. Nature Communications58

    dITP 通过改变 Kongming 复合物组装平衡激活 NAD⁺ 水解

    研究发现,dITP 并非通过简单的构象变化激活 Kongming(Kom)系统的 KomBC 复合物,而是通过改变其组装平衡来实现。没有 dITP 时,KomBC 在紧密堆积的寡聚体和松散堆积的纤维之间处于平衡,两者均无活性;dITP 结合到 KomB 后,稳定纤维中紧密堆积的 KomC 核心并让催化残基对齐,从而激活 NAD⁺ 水解。

  5. Nature Machine Intelligence42

    可复用性报告:多样本组学网络推断受先验知识与数据可得性制约的稳健性区间

    对多样本约束网络推断框架 CORNETO 的可复用性评估显示,多样本推断总体提升稳健性与可重复性,但预测性能增益取决于生物学背景和先验网络的完整性。研究在动态造血与稳定皮层数据集上系统评估四种网络重建范式,并引入 bootstrap 聚合与选择性再扩展策略以提升共识稳健性。结果揭示由样本量、先验知识和正则化共同界定的不同推断区间。

  6. Nature Methods58

    miOPM 多浸没斜平面显微镜发布,支持油水空气物镜切换的高分辨光片成像

    研究团队发布多浸没斜平面显微镜 miOPM,一个可适配从培养细胞到整生物体、透明化组织的可重构光片荧光显微平台。光片荧光显微(LSFM)此前分化为多种针对特定样品或成像条件优化的变体,限制了通用性。miOPM 支持油、水、空气物镜的无缝互换,在 1.33 至 1.51 的折射率范围内保持衍射极限性能,并兼容标准样品 mounting、现有透明化流程与高通量三维成像。作者用 miOPM 在多个空间尺度上成像了多种生物样品,认为其扩展了 LSFM 的适配性与易用性,有望推动先进三维成像的普及。

  7. Nature Genetics72

    379 个人脑样本图谱将 mRNA 3′端选择与脑疾病遗传风险联系起来

    一项新工作在 379 个人脑样本中绘制了可变多聚腺苷酸化这一转录后调控层,显示 3′-UTR 选择上的遗传变异与疾病相关位点及下游分子效应相关。可变多聚腺苷酸化通过改变 mRNA 末端影响 mRNA 稳定性、翻译或亚细胞定位,而不一定改变 RNA 丰度。

    推荐理由:在 379 个人脑样本中绘制可变多聚腺苷酸化图谱,把 3′-UTR 选择相关的遗传变异与疾病位点及下游分子效应联系起来。

10月16日周五
  1. Nature Methods75

    AmpliconSuite 发布:面向肿瘤基因组局灶性扩增的端到端分析流程

    AmpliconSuite 是一个从肿瘤全基因组测序数据分析局灶性扩增的工具包,可识别染色体外 DNA(ecDNA)、断裂-融合-桥(breakage–fusion–bridge)及其他扩增模式,其 ecContext 模块对 ecDNA 结构分类以理解形成机制。

    推荐理由:该工具把肿瘤全基因组测序中的局灶性扩增分析整合为端到端流程,并在 72 个模型、175 个基因上做了 FISH 验证。

10月15日周四
  1. Nature Biotechnology72

    HitSV 工具实现跨测序技术的碱基分辨率结构变异检测

    研究团队发布结构变异检测工具 HitSV,通过感知基因组重复性与断点特征密度识别断点,并结合单倍型分辨的局部组装,实现跨测序技术的碱基分辨率结构变异重建与基因分型。在 HG002 基准上,HitSV 的基因型 F1 分数相比现有最优 SV caller 分别提升 15–72%(长读长)、10–36%(短读长)和 12%(混合测序)。应用于 1KGP 第四期队列时,HitSV 将 SV 检出集扩大 31.5%,明显改变等位基因频率分布。在一个中国长读长队列中,HitSV 发现串联重复与移动元件组成的复合阵列是一类常见、多等位的复杂 SV,提示这类复合重复结构是此前被低估的人类结构变异来源。

    推荐理由:HitSV 在 HG002 基准上把基因型 F1 提升 10–72%,并在大队列中发现一类此前被低估的复杂结构变异。

  2. Cell82

    研究基于 467,152 份 UK Biobank 基因组构建全表型结构变异图谱

    研究利用 467,152 份 UK Biobank 基因组构建了全表型结构变异图谱,显示大于 50 bp 的结构变异是人类疾病风险中重要且此前被低估的来源。该资源揭示了与疾病相关的罕见结构变异和调控性结构变异,为理解人类生物学和药物研发提供线索。

    推荐理由:基于近 50 万份 UK Biobank 基因组构建的结构变异图谱,把大于 50 bp 的变异与疾病风险系统关联起来,可作为结构变异研究的参考资源。

10月14日周三
  1. Nature Methods80

    MassNet 发布 15 亿张质谱图的 AI-ready 语料库并配套 MSDT 格式

    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。

  2. Nature Computational Science75

    HDOCK-Multimer 整合对接与组合组装,提升大蛋白复合物结构预测

    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。

  3. 中国科学院遗传与发育生物学研究所65

    高彩霞与陈宇航团队在 Nature Plants 提出结构设计与表达调控协同的等位基因设计策略

    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。

10月13日周二
  1. EMBL News36

    地球大脑健康委员会首份报告:如何将心理健康纳入环境与气候决策

    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。

  2. Nature Machine Intelligence82

    AMIFound 统一 7 种医学影像的修复与增强

    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。

  3. Nature Methods67

    rsmiRFPnano:不到 19 kDa 的近红外光开关小蛋白用于光声分子成像

    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,用于差分光声断层成像(PAT)。现有基于细菌光敏色素的探针多为超过 55 kDa 的多结构域蛋白,限制了 PAT 分子报告探针的设计;rsmiRFPnano 能高效结合胆绿素,在两种光开关状态下均有高消光系数,并在活细胞中表现稳定。作者据此构建了 NF-κB 和 AP-1 通路的报告探针,基础活性低、激活响应强,并在体内用无创 PAT 可视化急性炎症,还用细胞级空间组学图谱做了验证。

    推荐理由:一种不到 19 kDa 的光开关蛋白把光声成像探针做小,并给出炎症与胞内抗原成像的验证路径。

  4. Nature Biotechnology78

    配体导向脂质纳米颗粒在体内生成 CAR NK 细胞

    研究团队开发了靶向 NK 细胞的脂质纳米颗粒 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。经系统给药递送 CAR mRNA 可在体内生成 CAR NK 细胞:靶向 CD19 的 CAR NK 细胞在健康小鼠中完全清除循环 B 细胞,靶向 CD3 的 CAR NK 细胞在自身免疫性肝炎模型中清除几乎全部自身反应性 T 细胞,作者据此提出其在 T 细胞驱动疾病上可能优于 CAR T 疗法。

    推荐理由:研究用双靶向配体修饰的 LNP 在小鼠体内直接生成 CAR NK 细胞,为体内细胞工程提供了可迁移的递送思路。

  5. Nature Genetics78

    人类胰腺导管腺癌克隆异质性及其对肿瘤进展的影响

    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。

10月12日周一
  1. Nature Genetics72

    微核中的 ecDNA 限制肿瘤细胞适合度并与患者较好生存相关

    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。

10月9日周五
  1. Nature Computational Science62

    主动学习结合几何深度学习提升数据稀缺药物发现中的化学反应预测

    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。

  2. Nature Computational Science42

    研究提出以性质为先的计算策略调控复杂振荡器

    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。

  3. Google Health Blog72

    Google 与 BIDMC 在《柳叶刀》发表 AMIE 诊断 AI 真实门诊研究

    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。

10月8日周四
  1. Molecular Systems Biology78

    Bits to Binders 竞赛验证并分析 12,000 个 AI 设计的 CAR-T 结合域

    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。

  2. Molecular Systems Biology67

    从生成式 AI 众包功能性细胞治疗结合域:Bits to Binders 竞赛的评测与启示

    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。