Biology

A haplotype-based evolutionary history of barley domestication

（导读 领研网）本研究通过构建大麦的单倍型进化史，揭示了大麦驯化并非单一事件，而是起源于新月沃土地区一个具有复杂基因组结构的群体，经历了漫长的“前驯化栽培”时期以及多地区、多野生祖先的基因贡献。这一发现极大地深化了我们对作物驯化这一复杂进化过程的理解，对于大麦的遗传资源保护和未来育种策略具有重要的指导意义。[相关报道：破解百年争议！研究揭示大麦驯化并非“单一起源”]

A parabrachial hub for need-state control of enduring pain

（导读 严冰冰）急性躯体损伤后出现的长期持续性疼痛是慢性痛的显著特征。本文探究传递持续性疼痛信号的中枢机制，使用空间转录组学、神经元调控、活动记录及计算建模等方法，发现表达神经肽Y受体Y1的臂旁核神经元（在解剖与分子特征上多样化）是内源性镇痛中枢——在损伤后活动会增强，且预测了机体的功能性应对行为。饥饿、口渴或捕食者线索都可通过释放NPY而抑制这群神经元，从而缓解持续性疼痛。[论文详细信息]

Isolation, engineering and ecology of temperate phages from the human gut

（导读 蔡恒）通过大规模宏基因组和数据挖掘分析，科学家已经揭示了人类肠道内多种多样的噬菌体微生物。本研究表征了从10中不同诱导条件下来自252个人类肠道细菌分离株的134个诱导噬菌体，通过培养分离株展示了与人类宿主相关的细胞产物可能作为诱导源发挥作用，在胃肠道细胞裂解和温和噬菌体种群之间建立可能的联系。该结果深入探讨了原噬菌体多样性和遗传学，发现多原性普遍存在且导致原噬菌体协同诱导，从而有助于理解温和噬菌体在人类肠道微生物组中的生物学特性和功能。[相关报道：揭秘肠道温和噬菌体“潜伏-激活”规律，发现关键激活信号]

Dietary cysteine enhances intestinal stemness via CD8⁺ T cell-derived IL-22

（导读 蔡恒）小肠LGR5⁺肠道干细胞（ISC）在营养信号调控下可维持上皮稳态和损伤修复。本研究表明半胱氨酸经SLC7A11进入小肠上皮，间接促使CD8αβ⁺ T细胞局部扩增并分泌IL-22，显著增强辐照或化学损伤后的类器官形成与隐窝重建，同时明确了上皮SLC7A11为限速转运体，并解析出其区段差异。该结果为利用饮食-免疫-干细胞轴改善肠道损伤提供新理论依据。[相关报道：饮食中的这种氨基酸，能够促进肠道修复和再生]

Nanobody-based recombinant antivenom for cobra, mamba and rinkhals bites

（导读 领研网）当前的抗蛇毒血清由动物血浆制成，不仅昂贵、效果不稳定，有时还会导致不良反应。本研究创造出能抵抗17种非洲最致命蛇类（包括曼巴蛇、眼镜蛇和唾蛇）的实验性重组抗蛇毒血清，在小鼠中，这种抗蛇毒血清能防止其中17种蛇的咬伤导致的死亡，并缓解一些最有害毒液导致的组织损伤。该结果或能为蛇咬受害者开发出更安全和有效的治疗方法。[相关报道：新型抗蛇毒血清能抵抗17种毒蛇的咬伤]

Ribonucleotide incorporation into mitochondrial DNA drives inflammation

（导读 领研网）随着细胞衰老，线粒体会将其DNA排到细胞质中，这被认为与衰老相关的炎症有关，但其具体机制尚未完全明确。本研究通过基因工程MGME1酶缺失小鼠模型发现衰老小鼠自然出现肾脏炎症，于是团队在分离的肾脏细胞中检测到游离mtDNA片段，证实其为炎症的关键驱动因素。该结果阐明了释放到细胞质的mtDNA激活衰老相关炎症通路，为理解线粒体在炎症性衰老过程中的作用提供新见解。[相关报道：线粒体排出“受污染”的异常DNA，引发了与衰老相关的炎症]

STING induces ZBP1-mediated necroptosis independently of TNFR1 and FADD

（导读 领研网）坏死性凋亡在宿主防御和多种炎症性疾病等生理和病理情况中发挥重要作用。本研究解释了STING活化引起ZBP1-RIPK1-RIPK3复合体形成介导的坏死性凋亡是caspase-8缺陷和SAVI的核心致病机制，该结果为过度坏死性凋亡为特征的干扰素炎症性疾病提供了新的治疗靶点。[相关报道：STING诱导TNFR1/FADD非依赖ZBP1介导的坏死性凋亡]

Myeloperoxidase transforms chromatin into neutrophil extracellular traps

（导读 蔡恒）中性粒细胞将核DNA释放到细胞外空间以维持体内平衡，这些经过蛋白质修饰核解聚的细胞外DNA骨架称为中性粒细胞胞外陷阱（NETs）。本研究发现髓过氧化物酶（MPO）在NET形成过程中发挥非催化功能，MPO的寡聚状态调控染色质解凝过程。该结果将MPO定义为一种结构性染色质修饰因子，对理解由NET形成异常引发的疾病提供指导思想。[相关报道：解聚核小体的新因子MPO——髓过氧化物酶在中性粒细胞胞外陷阱NETs生成中的关键作用]

Tracking clonal evolution during treatment in ovarian cancer using cell-free DNA

（导读 领研网）高级别浆液性卵巢癌（HGSOC）患者治疗失败的主要原因之一是癌细胞出现了耐药性。本研究开发出一种利用游离DNA（ctDNA）追踪肿瘤细胞克隆亚群的综合方法：CloneSeq-SV，通过对18名患者进行长期追踪发现复发时的耐药克隆并非全新产生，而是在诊断时的肿瘤中就已经存在，铂类化疗清除了药物敏感性克隆亚群，而具有耐药潜力的克隆亚群则被选择、扩增为复发时的主导克隆。该结果表明实时动态的克隆演化监测具有巨大的临床转化潜力。[相关报道：利用游离DNA追踪肿瘤进化并指导卵巢癌治疗]

Holliday junction–ZMM protein feedback enables meiotic crossover assurance

（导读 领研网）霍利迪连接体（HJs）作为DNA双链断裂修复中的关键中间产物，在交叉互换形成过程中发挥核心作用。本研究以芽殖酵母为模型，揭示了霍利迪连接体（HJs）与ZMM蛋白之间存在的双向反馈机制：HJs通过锚定ZMM蛋白维持联会复合体稳定性，而ZMM蛋白不仅促进联会复合体聚合，还保护HJs免受非交叉途径分解，该机制共同抑制了DNA损伤反应并确保减数分裂的正常进行。[相关报道：确保减数分裂正常的新机制]

Protecting double Holliday junctions ensures crossing over during meiosis

（导读 阿金）本研究表明联会复合体（SC）组分通过相互依赖的关系发挥作用以保护双端霍利迪连接体（dHJ）免于异常解离形成非交叉产物。SC侧向元件的核心黏连蛋白维持SC和dHJ相关交叉重组复合物（CRC）的形成，其中心区域的横丝蛋白也是维持CRC所必需。结果证明局部SC组分足以实现交叉特异性dHJ解析从而确保同源染色体的连结与分离。[论文详细信息]

A conserved H3K14ub-driven H3K9me3 for chromatin compartmentalization

（导读 阿金）真核生物基因组区室化成为常染色质和异染色质，发挥关键的生物学意义。本研究表明G2E3是H3K14ub特异的E3泛素连接酶，定位于着丝粒周围异染色质。G2E3催化H3K14ub，增强SUV39H对组蛋白H3赖氨酸9三甲基化的修饰，是SUV39H定位和着丝粒周围异染色质中H3K9me3修饰所必需。结果表明H3K14ub依赖性SUV39H区室化是着丝粒周围异染色质形成的统一机制。[论文详细信息]

Collective homeostasis of condensation-prone proteins via their mRNAs

（导读 领研网）含有内在无序区（IDR）的蛋白质的浓度必须受到严格控制，以维持细胞内稳态。本研究揭示了细胞核内的内稳态调控机制：interstasis，该机制可协调细胞中的易通过相分离形成生物分子凝聚体蛋白质表达。结果强调了RNA序列特征与蛋白质结构域架构在细胞调控中的相互作用。[相关报道：细胞自我调节新机制——蛋白质“抱团”控制自身合成，防止毒性聚集]

The oldest known lepidosaur and origins of lepidosaur feeding adaptations

（导读 小天）鳞龙类（Lepidosauria）是陆生脊椎动物中物种最丰富的类群。本研究报告了来自英国德文郡中三叠世Helsby砂岩组的一具近乎完整的喙头类头骨和骨架化石，命名为Agriodontosaurus helsbypetrae。通过高分辨率CT扫描与系统发育分析，证实其具有开放下颞弓且无腭部牙齿，表明鳞龙类祖先具有非运动型头骨与特化昆虫食性。该结果有助于深入理解鳞龙类在三叠纪生物变革早期的多样化过程。[论文详细信息]

Diverging fish biodiversity trends in cold and warm rivers and streams

（导读 小天）全球淡水系统蕴藏着超过18,000种鱼类物种，它们不仅是生态系统功能的关键支撑，更是人类文化与经济的重要资源。本研究通过整合27年联邦生物监测数据，揭示了冷/暖水流鱼类群落的差异化演变：冷水流域物种丰度下降53.4%而独特性增加，暖水流域则呈现70.5%的丰度增长与群落同质化。结果证明水温上升与外来鱼类引入产生协同放大效应。[论文详细信息]

Synthesis of enantioenriched atropisomers by biocatalytic deracemization

（导读 领研网）手性分子在药物、农药和材料科学中具有至关重要的作用。本研究报告一种基于新发现的P450酶消旋化活性的新型催化立体趋同合成阻转异构体的方法。利用一系列精心挑选的P450变体，多种对称和非对称取代的2,2′-联萘酚（BINOL）结构单元均可被消旋化，并获得高对映体纯度。该结果为酶促控制立体动力学过程提供了概念验证，凸显了新型生物催化方法在控制传统不对称碳中心以外的立体化学方面的应用前景。[论文详细信息]

Enzyme specificity prediction using cross-attention graph neural networks

（导读 菜菜）酶的功能核心在于底物特异性。本研究开发出一种名为EZSpecificity的交叉注意力增强型SE(3)-等变图神经网络（GNN），基于序列与结构层面的信息预测酶底物特异性。该平台在未知底物与未知酶的预测中表现优于现有模型，在实验验证中准确识别单一潜在反应底物的精准度达到91.7%。该结果为理解酶功能与应用于生物催化、合成生物学等领域提供通用解决方案。[论文详细信息]

Materials Science

Electro-generated excitons for tunable lanthanide electroluminescence

（导读 领研网）电致发光能够将电能直接转换为光，对于显示器、传感器、医疗诊断、量子信息系统和可穿戴设备等多种光电应用至关重要。本研究展示了绝缘氟化镧系纳米晶体高效的电致发光。超快光谱研究揭示，ArPPOA与镧系纳米晶体之间的强耦合促进了系间窜越以及向纳米晶体高效的三重态能量转移。该结果为绝缘纳米晶体系统中的激子控制提供了一种模块化策略，[相关报道：黑龙江大学首篇Nature——绝缘镧系氟化物纳米晶体实现高效电致发光]

Triplets electrically turn on insulating lanthanide-doped nanoparticles

（导读 领研网）绝缘纳米材料因其巨大的能隙，通常要求高强度辐射、高温、高压或高电压等极端条件，因而限制了其在光电器件中的应用。本研究过构建LnNP@有机分子纳米杂化材料，利用电注入电荷在有机分子上复合产生的三重态能量转移至LnNP，在低电压下实现绝缘材料的电致发光，并获得了覆盖1000~1533nm范围的不同波长。该结果为设计和制造新型混合LED以及其他电泵浦器件开辟新道路。[相关报道：低电压“开启”LnNPs！剑桥团队开创性三重态电致发光登上Nature]

Photoinduced twist and untwist of moiré superlattices

（导读 菜菜）二维莫尔材料通过人工堆叠原子级薄度的单层构成。本研究通过超快电子衍射直接观测到飞秒激光可驱动扭转角度为2°与57°的WSe₂/MoSe₂异质双层中莫尔超晶格产生相关扭转-反扭转运动。这种动力学由超快电荷转移驱动引发的层间吸引力瞬态增强所主导。该结果为调控莫尔周期晶格畸变提供新途径。[论文详细信息]

Topological nodal i-wave superconductivity in PtBi₂

（导读 菜菜）大多数超导材料属于传统的s波超导体，其库珀对具有最高对称性。本研究在外尔半金属PtBi₂中通过角分辨光电子能谱发现具有i波对称性的拓扑节点超导态，证实费米弧表面态在10K以下出现超导能隙节点。该结果为拓扑量子计算提供了全新的材料平台。[论文详细信息]

【Astronomy-天文】Radio burst from a stellar coronal mass ejection

（导读 领研网）日冕物质抛射（CMEs）是源自恒星的磁化等离子体的大规模喷射现象，也是太阳系内太空气象的最大贡献因素。本研究使用低频射电阵列调查了86,000颗恒星，发现来自StKM 1-1262的CME，其抛射的等离子体速度可达每秒2400千米。典型的M矮星平均每500年发生一次这样的极端CME事件，从而极大限制M矮星周围出现生命的可能。[相关报道：首次探测到太阳系外的日冕物质抛射]

【Physics-物理】A universal speed limit for spreading of coherence

（导读 阿金）从光速到信息传播的利布-罗宾逊界限等，对物理过程速率的基础极限的发现往往能带来对物理原理理解的新突破。本研究观察到一种多体范式现象的极限：弱相互作用的玻色子-爱因斯坦凝聚形成过程中的相干传播，通过调谐原子间的相互作用，系统相干性传播在最开始的弱相互作用中速度偏慢，然后随着相互作用强度增加而加快。该结果为与依赖大规模相干的量子技术相关的非平衡态通用理论提供新基准。[论文详细信息]