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高质量注释的三倍体根结线虫（Meloidogyne enterolobii）基因组：解开检疫害虫的遗传密码
在广袤的农田里，一场无声的 “战争” 正在上演，罪魁祸首便是根结线虫（Root-knot nematodes，RKN）。它们是植物的 “吸血鬼”，悄无声息地寄生在植物根部，贪婪地汲取营养，导致农作物减产、品质下降，严重威胁着全球的粮食供应。在众多根结线虫中，Meloidogyne enterolobii 更是其中的 “狠角色”。它不仅能突破许多现有抗性基因的防线，对多种农作物造成严重破坏，而且由于其与其他根结线虫在形态上极为相似，一旦造成损害，识别起来困难重重。目前，针对其他根结线虫物种的抗性基因在它面前大多失效，使得它被欧盟列为检疫害虫。面对这样的困境，深入探索 M. enterolobii
来源：Scientific Data
时间：2025-01-31
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全球水稻分布长期数据集GloRice(I)的构建及其在农业可持续性与气候变化研究中的应用价值
论文解读水稻作为全球半数人口的主粮，其种植不仅关乎粮食安全，更是环境问题的焦点——占农业甲烷(CH4)排放的22%，且需消耗7840亿立方米年耗水量。然而，现有全球水稻分布数据集如M3、SPAM和GAEZ仅覆盖特定年份，且因数据来源和方法差异导致结果不一致，严重制约了长期农业生态评估。例如，非洲水稻扩张的动态、中国双季稻的时空变化等关键信息长期缺失。这一空白使得气候变化模型和可持续农业政策的制定缺乏可靠数据支撑。针对这一挑战，中山大学大气科学学院联合中国科学院大气物理研究所的研究团队开发了GloRice(I)数据集，首次以5弧分钟分辨率呈现1961-2021年全球水稻收获与物理面积的时空变化。
来源：Scientific Data
时间：2025-01-31
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降压治疗对老年人心脑健康的关键影响：降低脑脉动性，提升认知功能
年龄相关的动脉僵硬度会增加到达脑微循环的脉动性，损害脑血管健康并导致认知能力下降。心血管危险因素（CVRFs），如高血压的存在，会加剧这种影响。尽管关于降压治疗对降低动脉僵硬度的影响已有大量研究，但降压治疗对脑微循环脉动性的影响却知之甚少。本研究旨在探究降压治疗对患有 CVRFs 的老年人脑脉动性和认知功能的影响。参与者为 42 名患有多种 CVRFs 的老年人，分为未接受治疗组（n = 21，平均年龄 67.2±5.9 岁，女性占 57.1%）和接受降压药物治疗组（n = 21，平均年龄 67.2±5.5 岁，女性占 61.1%）。通过 Stroop 测试的四个子集，从行为学角度评估处理速度
来源：Journal of Human Hypertension
时间：2025-01-31
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Science在“疯狂”的鸟类中发现了一种调节雄性睾丸激素水平的超级酶
西蒙弗雷泽大学（Simon Fraser University）的研究人员进行的一项国际研究发现，在一种“疯狂”的滨鸟体内，一个调节睾丸激素水平的基因控制着三种截然不同类型雄性鸟的发育。长期以来，科学家们一直对拉夫的三种雄性动物着迷，这三种雄性动物在外表和交配行为上截然不同。发表在本月《科学》杂志封面上的一项新研究发现，这些变异是由鸟类血液中的一种超级酶（HSD17B2）产生的，这种酶能够调节雄性的睾丸激素水平，并迅速分解通常与雄性统治和攻击性相关的激素。“这个物种很疯狂，有三种长相和行为怪异的雄性，”旧金山州立大学的生物学家大卫·兰克（David Lank）说，他研究了40年的皱领，他的团队
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Nature子刊新研究挑战了长期以来的，关于物种形成的观点
当Kostas Konstantinidis证明许多微生物——像植物和动物一样——被组织成物种时，他颠覆了长期以来的科学信念。科学家们普遍认为，细菌由于其独特的遗传交换机制和其全球种群的庞大规模，没有也不可能形成独特的物种。Konstantinidis及其合作者的新研究进一步挑战了这一观点，他们认为细菌不仅形成物种，而且还通过某种程度上的“性”过程保持物种的凝聚力。“我们的下一个问题是，同一物种中的单个微生物如何保持它们的凝聚力。换句话说，细菌是如何保持相似的？乔治亚理工学院土木与环境工程学院的理查德·c·塔克教授康斯坦蒂尼迪斯说。细菌和其他微生物被认为主要通过二元裂变进化，这意味着无性繁殖，
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生物医学中的人工智能：分析数百万单个细胞的关键
近年来，研究人员在单细胞技术方面取得了相当大的进展。这使得在单个细胞的基础上研究组织和简单地确定单个细胞类型的各种功能成为可能。例如，该分析可用于与健康细胞进行比较，以了解吸烟、肺癌或COVID感染如何改变肺部单个细胞结构。与此同时，分析产生的数据量也在不断增加。研究人员打算应用机器学习方法来支持重新解释现有数据集的过程，从模式中得出结论性陈述，并将结果应用于其他领域。自我监督学习是一种新的学习方法费边·泰斯（Fabian Theis）是TUM生物系统数学建模教授。他和他的团队一起研究了自我监督学习是否比其他方法更适合分析大数据量。这项研究最近发表在《自然机器智能》杂志上。这种形式的机器学习适
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PNAS：有效学习的秘诀——用不同的方式获取信息
如何有效地学习？每隔一段时间从记忆中检索所学的材料是很重要的，但这还不是全部。科学家在《科学》杂志上发表的一篇论文中指出，为了获得更好的结果，最好用不同的方式来做美国国家科学院院刊 (PNAS）.人类的记忆是复杂的，取决于许多因素，这就是为什么个别科学研究的结果并不总是容易转化为有效学习的实用技巧。然而，先前的研究表明，当我们从记忆中提取材料而不是简单地重新阅读时，当学习过程分散在一段时间内，而不是在考试前的一个晚上积累时，学习是最有效的[1,2]。有可能更有效地学习吗？来自华沙SWPS大学心理学院的Ewa Butowska-Buczyńska，来自波兹纳斯Adam Mickiewicz大学的
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反铁电体中通过反极受挫实现储能增强：开辟高性能储能新路径
基于电介质的储能电容器，以快速充放电速度和高可靠性为特点，在前沿电气和电子设备中发挥着关键作用。为实现电容器的小型化和集成化，电介质需具备高能量密度和效率。具有反平行偶极构型的反铁电体（Antiferroelectrics），因其剩余极化可忽略不计，且在电场诱导铁电态下具有高最大极化，在高性能储能领域备受关注。然而，反铁电 - 铁电相转变场较低，以及伴随的大磁滞损耗，降低了能量密度和可靠性。在相场模拟的指导下，研究人员提出一种新策略，通过引入非极性或极性成分，来阻碍反铁电体中的反极有序。实验表明，该方法能有效调节反铁电 - 铁电相转变场，同时降低磁滞损耗。在基于 PbZrO3的薄膜中，在 5.
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全球荟萃分析表明，需要采取行动制止遗传多样性的丧失
全球遗传多样性研究：现状、影响因素与保护策略国际自然保护联盟（IUCN）保护遗传学专家组（CGSG）等多单位的研究人员在《Nature》期刊上发表了题为 “Global meta-analysis shows action is needed to halt genetic diversity loss” 的论文。该研究通过全球范围的元分析，全面评估了物种遗传多样性的变化情况，为生物多样性保护提供了关键的理论依据和实践指导，对制定科学有效的保护策略意义重大。研究背景生物多样性在全球范围内以前所未有的速度丧失，这引起了广泛关注。生物多样性涵盖生态系统多样性、物种多样性和种内（种内特异性）遗传多样
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精准调控赤霉素（GA）：解锁水稻耐盐碱高温与增产新密码
土壤碱化和全球变暖预计将在未来给农业带来重大挑战，它们持续加速，显著减少了全球的可耕地面积和作物产量。因此，未来农业需要新策略来进一步改良源自SEMIDWARF 1（SD1）基因的全球广泛种植、相对高产的绿色革命品种（GRVs） 。在本研究中发现，将植物激素赤霉素（GA）精准调控至最佳水平，不仅是赋予绿色革命品种耐盐碱高温能力的关键，还能进一步提高其产量。对ALKALI-THERMAL TOLERANCE 1/2（ATT1/2）（编码 GA20 氧化酶的数量性状位点）进行内源性调节，或外源施加赤霉素（GA），可将碱性土壤对水稻产量的损失降至最低。从机制上讲，高浓度的赤霉素（GA）会诱导活性氧物
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细菌gasdermin系统中CARD结构域介导抗噬菌体防御的古老免疫机制
在生命体对抗病原体的军备竞赛中，半胱天冬酶募集结构域(CARD)和pyrin结构域如同精密的信号开关，通过激活炎症小体(inflammasome)和细胞焦亡(pyroptosis)发挥防御功能。最新研究发现，这类"分子武器"竟在细菌界早有部署——当噬菌体入侵时，细菌CARD结构域能像人类免疫系统那样，激活gasdermin成孔蛋白，引发"自杀式"细胞死亡以阻断感染。研究团队揭示，细菌CARD通过蛋白质互作网络激活多种细胞死亡效应分子，其触发机制竟与噬菌体逃逸蛋白RexAB密切相关。这种"道高一尺魔高一丈"的博弈关系，印证了CARD-gasdermin通路是从细菌到人类保守的古老防御体系。该发现
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新发现：末次间冰期罗恩冰架顽强 “幸存”，重塑海平面上升认知
在神秘的南极大陆，西极冰盖（WAIS）如同一个巨大的 “气候炸弹”，它的命运深刻影响着全球海平面的变化，进而对人类生活的海岸线地区产生难以估量的影响。在漫长的地质历史中，末次间冰期（LIG，约 12.5 万年前）是研究气候变化与冰盖响应的关键时期。那时，全球气候比现在温暖，海平面比如今高出数米，南极冰盖的融化被认为是海平面上升的重要 “推手”。然而，对于西极冰盖在末次间冰期的真实规模，科学界一直缺乏确凿的直接证据。现有的研究存在诸多争议，不同的冰盖模型模拟结果差异巨大，从西极冰盖的少量损失到几乎完全消失都有，这使得人们对未来海平面上升的预测充满了不确定性。为了破解这些谜团，来自英国剑桥大学、英
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小行星Bennu样本揭示古老卤水蒸发序列：太阳系早期液态水与生命宜居环境的关键证据
在探索太阳系生命起源的征程中，碳质小行星如同封存了46亿年历史的"时间胶囊"。长期以来，科学家通过陨石研究和遥感探测推测这类天体曾经历含水蚀变，但直接证据始终匮乏——地球大气中的水蒸气会使关键盐矿物分解，传统陨石研究难以捕捉这些"转瞬即逝"的化学线索。更令人困扰的是，火星、谷神星和土卫二等天体表面探测到的钠盐沉积物，其形成机制与母体内部卤水演化的关系始终是未解之谜。美国国家航空航天局（NASA）约翰逊航天中心等机构的研究人员通过OSIRIS-REx任务首次实现小行星Bennu的采样返回，在氮气保护环境下对毫米级颗粒开展多尺度分析。发表于《Nature》的这项研究揭示了从钙镁碳酸盐到钠盐的完整蒸
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扩大非洲人类肠道菌群图谱
拓展非洲人体肠道微生物组图谱：AWI-Gen 2 微生物组项目成果解读来自悉尼布伦纳分子生物科学研究所等多个机构的研究人员在《Nature》期刊上发表了题为 “Expanding the human gut microbiome atlas of Africa” 的论文。该研究是非洲 Wits-INDEPTH 基因组研究伙伴关系（AWI-Gen）的重要成果，对于深入了解肠道微生物组与地理、生活方式、遗传和环境因素之间的关系具有关键意义，为全球微生物组研究提供了来自非洲多样化人群的重要数据，也为后续相关研究奠定了坚实基础。一、研究背景大规模人群研究有助于揭示影响肠道微生物组组成的各种因素，但目前
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蝙蝠基因组阐明了对病毒耐受性和疾病抵抗力的适应
蝙蝠基因组研究：揭示抗病毒耐受与抗病机制的奥秘德国 LOEWE 转化生物多样性基因组学中心等多单位的研究人员，在《Nature》期刊上发表了题为 “Bat genomes illuminate adaptations to viral tolerance and disease resistance” 的论文。该研究通过对蝙蝠基因组的深入探究，揭示了蝙蝠对病毒耐受和抗病的分子机制，为理解宿主 - 病毒共进化以及开发新的抗病毒策略提供了重要依据，在生物学和医学领域具有重要意义。一、研究背景蝙蝠作为唯一能进行主动飞行的哺乳动物，拥有独特的生理特征，如回声定位和超长寿命。同时，蝙蝠被认为是多种人畜共
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玉米单一栽培支持了前哥伦比亚时代亚马逊西南部的城市化
亚马逊西南部玉米单一栽培支撑前哥伦布时期城市发展的研究解读在考古学与生态学交叉研究领域，来自多个科研机构的研究人员通力合作，取得了一项重要研究成果。西班牙巴塞罗那自治大学环境科学与技术研究所的 Umberto Lombardo 等人在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为 “Maize monoculture supported pre - Columbian urbanism in southwestern Amazonia” 的论文。该研究意义非凡，它打破了人们对亚马逊地区农业系统的传统认知，为理解前哥伦布时期亚马逊地区的农业经济、社会发展以及人类与环境的相互作用提供了全新视角，对研究古
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单单体正交聚合制备可降解热固性材料：突破传统，迈向可持续
交联热固性材料是高度耐用的材料，但克服其石化来源以及无法回收的问题是一项巨大挑战。许多制备生物基或设计可降解交联聚合物的策略已被提出，但这些策略需要多个资源密集型的合成和纯化步骤，目前还无法替代传统消费材料。在此，研究人员展示了一种模块化的、一锅法合成可降解热固性材料的方法，原料是商业可得的生物基单体 2,3 - 二氢呋喃（DHF）。在钌催化剂和光酸产生剂存在的情况下，DHF 进行缓慢的开环易位聚合，生成一种柔软的聚合物；随后，光照会引发强酸产生，促进相同 DHF 单体的阳离子聚合，从而在空间上交联并强化材料。通过控制催化剂负载量和光照条件，研究人员能够制备出物理性质跨越多个数量级的材料，并实
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铁铑合金磁相变中纵向自旋泵浦的量子涨落特征及其超高效性
在缺乏电势能、密度或温度梯度的情况下，粒子流可通过泵浦效应产生，这种非平庸动力学现象的代表是量子霍尔效应相关的电荷泵浦。作为其自旋版本，传统自旋泵浦研究仅聚焦于原子磁矩大小恒定时的横向模式（对应磁矩进动），而磁矩幅值随时间变化的纵向模式——源于量子涨落——此前尚未被探索。最新研究利用具有一级反铁磁-铁磁相变特性的铁铑合金(FeRh)，通过向FeRh/铂(Pt)双层结构注入电荷电流，在纳秒级时间内诱导相变并检测到铂层中的自旋流。令人惊讶的是，观测到的逆自旋霍尔效应(ISHE)信号强度达到横向泵浦预期的十倍，这强烈表明量子涨落驱动的纵向自旋泵浦具有显著优势。该发现不仅拓宽了自旋电子学的研究维度，更
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新发现铜依赖卤化酶：解锁未活化 C (sp3)−H 键功能化新机制
碳 - 氢键（C-H 键）是几乎所有有机分子的基础，因此它是进行化学合成的理想位点。关键挑战在于实现对某一特定 C (sp3)−H 键的选择性 。近年来，人们发现金属酶能够进行 C (sp3)−H 键功能化。在过去二十年中虽取得了显著进展，但未活化 C (sp3)−H 的酶促卤化和拟卤化（为进一步修饰提供功能把手）仅能由非血红素铁 /α - 酮戊二酸依赖的卤化酶实现，因而受到这些酶化学性质的限制。在此，研究人员发现并表征了一种此前未知的卤化酶 ApnU，它属于含有未知功能结构域 3328（DUF3328）的蛋白质家族。ApnU 在其活性位点利用铜催化多个未活化 C (sp3)−H 键的迭代氯化
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揭示维生素 K 依赖的 γ- 谷氨酰羧化酶（GGCX）结构与机制：胆固醇代谢与 VK 通路的关键联系
γ- 谷氨酰羧化酶（γ-Glutamyl carboxylase，GGCX）是人体中唯一已知的以维生素 K（Vitamin K，VK）为辅因子的酶。该蛋白催化 VK 氢醌氧化，将维生素 K 依赖蛋白（VK-dependent proteins，VDPs）中特定的谷氨酸残基转化为 γ- 羧基谷氨酸残基，这些蛋白参与多种重要的生物学过程和疾病。然而，GGCX 的工作机制仍不明确。在此，研究人员报道了人 GGCX 的三种冷冻电镜结构：无配体状态、与骨钙素（一种 VDP）结合状态以及与 VK 结合状态。VDP 的前肽与 GGCX 的腔面结构域结合，稳定了 GGCX 的跨膜螺旋 6 和 7，从而形成了
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