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《Nature》长期互惠帮助：合作繁殖鸟类社会稳定的隐秘关键因素
在动物的合作行为研究领域，合作繁殖现象一直备受关注。在合作繁殖的物种中，帮手会放弃自身繁殖机会，去协助抚养其他个体的后代，这种行为背后的机制复杂且尚未完全明晰。以往研究认为，亲缘选择（kin selection）在合作繁殖行为中起着关键作用，即个体通过帮助亲属获得间接适应性收益。然而，随着研究的深入，人们发现并非所有合作社会都是基于亲缘关系构建的，近半数鸟类和哺乳动物的合作繁殖群体是混合亲缘社会，这意味着直接适应性（direct fitness）在稳定合作社会中可能也扮演着重要角色。但长期以来，直接适应性和间接适应性在合作繁殖行为演化中的相对重要性，以及互惠帮助（reciprocal help
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运动学习通过重塑丘脑对运动皮层的调控实现精细动作控制
这项突破性研究揭示了运动技能学习的神经环路机制。初级运动皮层(M1)作为精细动作控制和学习的核心区域，其浅层(L2/3)是学习依赖性可塑性的关键位点。研究人员采用创新的纵向轴突成像技术追踪小鼠运动皮层主要输入源，发现经过两周训练的"专家"小鼠中，运动丘脑脱颖而出成为编码熟练动作的核心输入源。通过精妙的光遗传学操控实验，团队鉴定出M1 L2/3中受丘脑输入强烈驱动的神经元亚群。令人振奋的是，运动学习会重塑丘脑对M1的调控模式——在技能娴熟的个体中，丘脑输入会优先激活那些编码特定习得动作的M1神经元。当研究人员选择性抑制专家小鼠的丘脑输入时，其熟练动作执行明显受损。这些发现首次阐明：运动学习通过优
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激活溶酶体铁：开启癌症铁死亡治疗新征程
在癌症治疗的探索之路上，铁死亡（ferroptosis）逐渐成为一个关键的研究方向。铁死亡是一种由膜脂质过氧化失控引发的细胞死亡方式。目前，虽然已经知道铁在这一过程中起着关键作用，铁能与过氧化物反应产生氧中心自由基，进而引发自由基链反应，导致膜脂质氧化，最终引发细胞死亡。但铁介导的膜脂质氧化究竟在细胞内何处起始，又是如何精准调控的，这些问题如同迷雾，笼罩着科研人员，严重阻碍了基于铁死亡机制开发有效抗癌疗法的进程。为了驱散这些迷雾，来自法国居里研究所（Institut Curie）、哈佛 T.H. Chan 公共卫生学院等多个研究机构的科研人员携手开展了深入研究。他们的研究成果发表在《Natur
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自旋轨道耦合三层石墨烯中超导性与自旋倾斜的关联机制研究
在二维材料研究领域，菱面体堆叠的三层石墨烯(RTG)与过渡金属二硫化物展现出惊人的相似相图，均存在磁性有序和超导态等量子现象。有趣的是，当通过基底邻近效应引入自旋轨道耦合(SOC)时，RTG系统在电子和空穴掺杂区域均涌现出新的超导口袋，临界温度Tc飙升至300mK——这是六方氮化硼封装样品的3倍！精妙的局域磁测量技术捕捉到超导态的特殊位置：它恰好 straddle（横跨）自旋倾斜态（具有面内磁矩）与完全自旋-谷锁定态之间的量子相变点。理论计算揭示这一相变源于SOC强度与载流子浓度调控的Hund耦合竞争。更令人振奋的是，超导增强并非源于基态对称性改变，而是与自旋倾斜角度的定量变化密切相关，这完美
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Nature：单个核小体如何塑造3D基因组结构
真核生物的基因组如同复杂的 “拼图”，被包装成核小体，并进一步形成常染色质和异染色质，分别对应于A和B区室。然而，尽管目前对基因组结构有不少了解，但背后的生物物理驱动力却鲜为人知，比如单个核小体是否具备形成大规模结构（如A/B区室）和局部结构（如启动子、增强子处）的信息，这一问题亟待解答。为了揭开这些谜团，美国约翰霍普金斯大学医学院、波士顿儿童医院等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。这项研究成果于5月7日发表在《Nature》杂志上，为我们了解基因组的结构形成带来了新的曙光。研究人员采用了多种关键技术方法。首先是Condense-seq技术，该技术能够在全基因组范围内以单核小体分辨率测定凝
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解析大气甲烷季节振幅变化趋势：洞察气候反馈与大气氧化机制
甲烷（CH4）是一种重要的温室气体，自工业化前时代以来，其大气浓度几乎增长了两倍。大气甲烷混合比存在季节性变化，自 20 世纪 80 年代起，北半球高纬度地区的季节循环振幅（SCA）有所下降，而亚热带和热带地区则有所上升。这些相反的 SCA 趋势有助于理解全球甲烷收支的长期变化，因为甲烷排放和汇对 SCA 有着相反的影响。然而，甲烷 SCA 的趋势尚未得到详细研究。研究人员利用一系列大气传输模型模拟，将观测到的甲烷季节振幅趋势归因于排放变化以及与羟基自由基（OH）反应导致的大气汇变化。研究发现，北半球高纬度地区振幅的下降主要是由于气候变暖导致自然排放（如湿地排放）增加，这为先前表明存在正气候反
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海马体中多巴胺 D1-D2 信号传导：焦虑情境下抉择行为的关键调控密码
海马体（Hippocampus）以及多巴胺回路（dopamine circuits）在引发焦虑的情境中协调决策。然而，多巴胺如何调节海马体对具有情绪显著性刺激的表征，从而为接近与回避冲突的恰当解决提供信息，这方面的研究还较少。本研究聚焦于雄性小鼠腹侧海马体（vHipp）中对多巴胺敏感的神经元，这些神经元依据其多巴胺 D1 或 D2 受体D1 or D2 receptors的表达在分子层面得以区分。研究显示，这些神经元在转录上存在差异，并且在腹侧海马体（vHipp）的各个亚区以及不同细胞类型中呈现出特定的拓扑分布。在富含这些神经元的腹侧下托（ventral subiculum）区域，D1 和 D
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高性能纯红色钙钛矿发光二极管的晶粒内 3D 钙钛矿异质结构：开启高效发光新征程
金属卤化物钙钛矿是下一代发光二极管（LEDs）极具潜力的发光材料。实现纯红色钙钛矿发光二极管（PeLEDs）高亮度与高效率并存仍是研究目标。三维（3D）CsPbI3-xBrx发光体具备出色的载流子传输能力和高色纯度，有望用于制备高效超亮的纯红色 PeLEDs。然而，这类器件容易出现效率滚降问题，导致在高电流密度下效率和亮度较低。通过电激发瞬态吸收光谱，研究人员发现效率滚降是由空穴泄漏引发的。为此，他们开发出一种含有窄带隙发射体和宽带隙势垒的 CsPbI3-xBrx晶粒内异质结构，以此限制注入的载流子。通过将强键合分子引入 [PbX6]4-框架来扩展 3D CsPbI3-xBrx晶格，从而引入宽
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揭秘溶酶体关键酶 PLA2G15：靶向治疗溶酶体疾病的新希望
在细胞的微观世界里，溶酶体就像勤劳的 “清洁工”，负责分解代谢脂质等生物分子，维持细胞和机体的稳定。其中，双（单酰甘油）磷酸（BMP）作为溶酶体内小泡的主要脂质成分，在脂质代谢中扮演着重要角色。然而，目前关于 BMP 的代谢机制却迷雾重重。一方面，虽然已经发现了溶酶体 BMP 合成酶，但 BMP 在溶酶体内如何降解、哪些酶参与其降解过程，这些关键问题一直没有答案。另一方面，BMP 代谢失衡与多种人类疾病密切相关，如神经退行性疾病、病毒感染、癌症等，却缺乏有效的针对性治疗手段。因此，深入探究 BMP 的代谢机制，寻找潜在的治疗靶点，成为科研人员亟待攻克的难题。为了解开这些谜团，来自美国斯坦福大学
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自旋轨道耦合双层石墨烯中可编程超导性的扭转角调控研究
在近晶格匹配的范德华(vdW)材料中，层间相对扭转角是调控摩尔超晶格(moiré superlattice)平带关联现象的关键参数。然而最新研究表明，这种角度调控策略的应用远不止于摩尔体系——通过精确控制伯纳尔堆叠双层石墨烯(Bernal BLG)与二硒化钨(WSe2)的晶格对齐程度，研究者成功实现了"无摩尔纹"的对称性破缺调控，诱导出可编程的超导态。实验数据显示，随着Ising型自旋轨道耦合(SOC)强度的系统性增强，超导相图发生显著重构：临界温度提升至0.5K，起始位移场向更高值移动。在强SOC区域，观察到奇异的相变现象——空穴在三角扭曲(trigonal warping)的费米口袋间发生
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Cell溯源 SARS-CoV 与 SARS-CoV2：探寻蝙蝠病毒祖先的时空密码
在 21 世纪，两场冠状病毒引发的疫情给人类社会带来了沉重打击。2002 年 SARS-CoV（严重急性呼吸综合征冠状病毒，以下简称 SARS-CoV1，现已灭绝）在广东广州出现，2019 年 SARS-CoV2（引发新冠肺炎的病毒）在湖北武汉爆发。这两种病毒均与蝙蝠中的 sarbecovirus（沙贝病毒亚属，属于 β 冠状病毒属，冠状病毒科）密切相关，马蹄蝠被认为是它们的主要宿主。但一直以来，这些病毒的祖先何时、何地在蝙蝠中传播，以及它们如何跨物种传播到人类身上，都是亟待解答的谜题。解开这些谜题，对于理解病毒的起源和传播机制、预防未来可能的疫情至关重要。为了攻克这些难题，来自英国爱丁堡大学
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胰腺癌胞外囊泡致癌蛋白质组新发现：钠 / 肌醇协同转运蛋白（SLC5A3）作为潜在标志物的探索
在生命的微观世界里，癌症一直是威胁人类健康的 “恶魔”，而胰腺癌（Pancreatic Ductal Adenocarcinoma，PDAC）更是其中极为凶险的一种。它起病隐匿，早期诊断困难，多数患者确诊时已处于晚期，治疗手段有限，预后极差。目前，寻找能够早期、准确诊断胰腺癌的生物标志物，以及探索新的治疗靶点，成为了攻克胰腺癌的关键所在。在这样的背景下，来自澳大利亚、意大利等多国研究机构的研究人员展开了深入探索，其研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上。研究人员采用了多种关键技术方法。在样本获取上，选取了 8 种 PDAC 患者来源
来源：Signal Transduction and Targeted Therapy
时间：2025-05-08
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2D 类原肠胚长期培养：解锁人类中胚层发育奥秘的新模型
用 BMP4 处理的微图案化人类多能干细胞（即二维（2D）类原肠胚（2D gastruloids）），是研究人类原肠胚形成最常用的干细胞模型之一。因其操作简便且可重复性强，该系统非常适合用于组织模式的高通量定量研究，让我们对哺乳动物原肠胚形成机制有了诸多新认识。然而，在早期实验方案中，2D 类原肠胚在培养约 2 天后就会失去组织结构，所以此前相关研究仅开展到这个时间点。此次，研究人员报告了一种可将 2D 类原肠胚培养延长至 10 天的新模型。研究发现，在培养的第 2 - 4 天，会出现一个高度可重复的形态发生阶段。在此期间，细胞从类似原条的区域定向迁移，在类似上胚层的下方形成一层中胚层。多种类
来源：Nature Methods
时间：2025-05-08
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多器官 MRI 检测心肝功能损伤：预测心血管与肝脏不良事件的新视角
在健康领域，心血管疾病如同潜伏在暗处的 “杀手”，时刻威胁着人们的生命安全。而代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD，曾用名非酒精性脂肪性肝病）也逐渐成为全球性的健康难题。MASLD 不仅可能进展为更严重的代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH），还与心血管疾病紧密相连，大大增加了患者发生重大不良心血管和肝脏事件的风险，如静脉曲张出血、腹水、肝性脑病、肝癌和肝移植等。目前，虽然心血管疾病和 MASLD 的发病率不断攀升，但针对二者综合预防的研究却远远不足。传统的风险预测工具和临床路径往往忽视了 MASLD 在心血管疾病风险评估中的重要性，导致对 MASLD 患者的风险管理存在差异。同时，肝脏活检
来源：Nature Medicine
时间：2025-05-08
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进化引导蛋白质设计：IscB 实现体内持久表观基因组编辑的突破
在生命科学领域，基因组编辑技术的发展为研究和治疗复杂疾病带来了新的希望。其中，RNA 引导的系统，如广为人知的 CRISPR-Cas9 系统，极大地推动了遗传筛查、疾病模型构建以及临床治疗等方面的进展。然而，随着研究的深入，现有的基因组编辑工具暴露出一些亟待解决的问题。一方面，在优化编辑效率的过程中，如何平衡活性与特异性成为了一个难题。增强活性往往伴随着特异性的降低，这使得编辑工具在体内应用时可能会出现脱靶效应，对正常基因组造成损伤，限制了其在临床治疗中的安全性和有效性。另一方面，许多编辑工具由于尺寸较大，难以通过常规的载体进行高效的体内递送，尤其是那些融合了其他功能域的工具，如转录激活剂和抑
来源：Nature Biotechnology
时间：2025-05-08
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《Nature》染色质环调控动物从单细胞到两侧对称
在生命的奇妙旅程中，动物从简单的单细胞生物逐渐演化出复杂多样的形态和功能，这背后基因调控的变化起着关键作用。在两侧对称动物中，基因调控依赖线性和空间信息，如染色质区室化、绝缘以及染色质环等机制，将基因组中的调控元件整合到基因调控景观中。然而，这些调控特征在漫长的进化历程中是如何起源和发展的，一直是个未解之谜。因为大多数动物谱系的三维基因组架构尚未被深入探索，就像一本本神秘的书籍，等待着科学家去翻阅。为了揭开这个谜团，来自巴塞罗那科学技术研究所（Barcelona Institute of Science and Technology）等多个研究机构的研究人员，踏上了探索动物基因调控起源的征程。
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联合免疫疗法：开启头颈癌治疗新征程 —— 个性化新辅助免疫治疗的探索与突破
联合新辅助免疫疗法对头颈癌患者的疗效仍不明确。近期，研究表明，相较于抗程序性死亡受体 1（PD - 1）单药疗法，新辅助抗 PD - 1 + 细胞毒性 T 淋巴细胞相关蛋白 4（CTLA - 4）或抗 PD - 1 + 淋巴细胞激活基因 3（LAG - 3）疗法可改善治疗效果。这些联合策略作用机制不同，且有不同的疗效生物标志物，凸显了个性化新辅助免疫治疗方法的潜力。
来源：TRENDS IN Cancer
时间：2025-05-08
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青少年和年轻成人胶质瘤分子景观的基于人群分析：揭示胶质瘤发生机制
胶质瘤是青少年和年轻成人（Adolescents and Young Adults，AYAs；年龄在 15 - 39 岁之间）癌症相关死亡的主要原因。儿童和成人的胶质瘤由不同的分子改变驱动，这导致了不同的生物学特性和临床后果，但在 AYAs 中，儿童型与成人型分子改变的意义尚不清楚。此次针对 0 - 39 岁患者的 1456 例具有临床和分子特征的胶质瘤进行的基于人群的分析，填补了这一空白。研究发现，31% 的 AYA 胶质瘤存在儿童型分子改变，与成人型分子改变相比，这类患者的预后更佳。具有特定 RAS - MAPK 通路改变的 AYA 低级别胶质瘤表现出细胞衰老（senescence）的特征
来源：Nature Cancer
时间：2025-05-08
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工程化纳豆芽孢杆菌（Vibrio natriegens）助力复杂有机污染物生物修复，守护海洋生物安全
工业废水、石油污染和塑料污染因其毒性、致突变性和持久性，对全球海洋生物安全构成重大威胁。微生物在生物修复中的应用受到有机污染物的复杂性和对盐胁迫耐受性有限的限制2。在本研究中，利用合成生物学将纳豆芽孢杆菌（Vibrio natriegens）改造为能够在含盐废水和土壤中修复复杂有机污染物的菌株。将感受态主调节基因tfoX插入纳豆芽孢杆菌 Vmax 菌株的 1 号染色体并过表达，以增强 DNA 摄取和整合。化学合成降解基因簇并在酵母中组装。开发了一种基因组工程方法（基于增强tfoX效应的 Vmax 迭代自然转化法），将 5 个基因簇（共 43kb）转入 Vmax。该工程菌株能够修复来自氯碱厂和炼
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体细胞高频突变突破抗体初始库限制，解锁全新特异性
B 细胞的体细胞高频突变（SHM）以及在生发中心（GCs）的选择过程，能够增强抗体对抗原的亲和力。在此，研究人员探究基于 SHM 的抗体进化是否受限于通过初级库中 V (D) J 重组建立的特异性。通过追踪多个免疫模型中预先定义的非特异性 B 细胞，发现 GCs 内的非同源 B 细胞会发生 SHM。在 B 细胞竞争有限的条件下，这些 B 细胞能对多种模型抗原的多个表位产生全新的抗原识别能力。系统发育分析确定了多种可产生新抗原亲和力的突变途径，增强的 T 细胞共刺激进一步促进了新的抗原识别。研究数据支持这样一种模型：限制通过 SHM 产生新亲和力的因素是 B 细胞竞争，而非对特定亲和力的内在需求
来源：Immunity
时间：2025-05-08
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