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食品税转变可能对环境和人类健康都有好处
来源：news-medical
时间：2025-10-25
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人工智能无人机表型揭示培育耐密度大豆品种的关键性状
该研究利用两个生长季节收集的时间序列数据，准确重建了冠层生长轨迹，并确定了关键的中间性状——特别是中期叶面积指数（LAI）动态——可以强烈预测高种植密度下的产量表现。随着全球粮食需求持续增长，培育适合密植生长的大豆品种对于实现可持续生产力至关重要。然而，传统的田间表型分析方法受限于低时间分辨率和不连续建模，无法捕捉作物冠层发育和产量稳定性的动态变化。现有的机器学习模型通常忽略作物生长的时间依赖性，导致其生物学解释能力较差。为了应对这些挑战，科学家们正在探索基于无人机的表型分析和时间序列深度学习，以量化叶面积指数 (LAI)、株高 (PH) 和冠层盖度 (CC) 等冠层性状。然而，目前仍未找到一
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受章鱼启发的自适应水凝胶夹持器，可操纵超软物体
随着对易碎物质进行轻柔、形状自适应处理的需求日益增长，传统的刚性和硅胶基夹持器仍然难以在潮湿环境中抓取超软食品、生物组织或弯曲器件而不造成损坏。目前，由中国科学院兰州化学物理研究所刘德胜教授和王小龙教授领导的多机构团队，对一种受章鱼启发的液压驱动水凝胶夹持器进行了全面的研究，该夹持器实现了可切换、无损伤的粘附，可用于复杂的水下操作。这项研究为下一代软体机器人夹持器描绘了一幅变革性的蓝图，旨在突破现有技术的局限性。为什么章鱼启发的水凝胶抓手很重要水下适应性： 亲水性超分子水凝胶具有固有的润滑性、抗膨胀性和机械柔顺性，可在海水、PBS 或去离子水中实现可靠的性能。非破坏性可切换粘附：与负
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蛾类黑化病：从英国煤烟到中国茶园
昆虫的颜色变化很常见，这通常是出于拟态和伪装的优势，以躲避捕食者。一个典型的例子是英国胡椒蛾（Biston betularia）的工业黑化现象。在工业革命时期，由于在煤烟变暗的表面上具有伪装优势，其表型迅速从灰色转变为黑色。在鳞翅目（蛾和蝴蝶）中，虽然大量研究集中在蝴蝶——通常是色彩更鲜艳的成员——但占已描述物种90%的蛾类的颜色变化却很少受到关注。一项近期发表在《国家科学评论》上的合作研究，探讨了茶尺蠖蠋（Ectropis grisescens）黑化现象的遗传和进化。茶尺蠖蠋是一种广泛分布于中国茶园的蛾类。与胡椒蛾类似，茶尺蠖蠋成虫在自然界中既有黑色体型，也有灰色体型。然而，在茶园的生态环境
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贝佐斯地球基金向加州大学戴维斯分校和美国心脏协会捐赠 200 万美元，用于推进人工智能设计食品
贝佐斯地球基金
来源：AAAS
时间：2025-10-25
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基于选择性过滤器几何结构的钙离子通道自下而上设计新策略
通过从头设计方法成功构建了具有钙离子选择性的通道蛋白，这些通道能在细胞中正确组装并介导钙离子电导。天然离子通道在生物系统中发挥着关键作用，其工程化版本已被广泛应用于化学遗传学工具和传感设备领域。虽然蛋白质设计技术已能够生成含孔道的跨膜蛋白，但由于缺乏原子精度定位金属配位残基的方法，针对特定目标离子的选择性过滤器设计——这一天然离子通道的核心特征——始终面临技术瓶颈。本研究采用自下而上的RFdiffusion（基于扩散模型的蛋白质设计）策略，从预设的选择性过滤器残基几何构型出发，成功设计了具有不同配位数和孔道入口几何结构的对称寡聚钙离子通道。这些设计蛋白能组装形成均一的含孔道颗粒，膜片钳实验表明
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疟原虫在按蚊中肠发育的细胞图谱解析：关键转化期与互作机制研究
在热带地区的夜晚，一种致命的舞蹈正在悄然上演——疟原虫通过按蚊的叮咬在人类之间传播。这种微小寄生虫的生命周期中，最脆弱的环节恰恰发生在蚊子体内。当疟原虫随血液进入按蚊中肠后，大多数寄生虫都会死亡，只有极少数能够成功穿越中肠上皮，转化为卵囊并产生成千上万的感染性孢子体。这一过程是疟疾传播的关键，然而由于技术限制，科学家们对其中具体的分子机制知之甚少。恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)作为最致命的疟原虫种类，每年导致数十万人死亡，其中大部分是撒哈拉以南非洲的儿童。尽管疟疾防治取得了进展，但传播阻断策略的开发仍面临挑战，主要是因为对蚊子体内寄生虫发育阶段的了解不足。传统的 ro
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T2K与NOvA实验联合中微子振荡分析揭示轻子CP破坏新证据
在粒子物理学的神秘世界里，中微子始终扮演着“幽灵粒子”的角色。这些电中性的基本粒子以接近光速穿梭于宇宙，却极少与物质发生作用。更令人着迷的是，中微子在传播过程中会像变戏法般在不同“味”之间转换，这种现象被称为中微子振荡。1998年超级神冈实验首次发现大气中微子振荡现象，开启了中微子物理研究的新纪元。然而，尽管经过二十多年的深入研究，中微子领域仍存在三大未解之谜：中微子质量顺序（即三个质量本征态v1,v2,v3的排列方式）、电荷共轭-宇称对称性破坏（CP破坏）的存在与否，以及混合角θ23是否精确等于45°。这些问题的答案不仅关乎中微子本身性质，更与宇宙中物质-反物质不对称性等基本问题密切相关。C
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无铜杂质Si3N4光子集成电路实现确定性孤子微梳生成
芯片级光学频率梳（微梳）基于微环谐振腔（microresonator），可提供千兆赫至太赫兹重复频率的光频梳，具备宽带宽、紧凑尺寸及晶圆级制造兼容性等优势。氮化硅（Si3N4）光子集成电路已成为主流平台，广泛应用于光通信、并行激光雷达、光学频率合成、低噪声微波生成及并行卷积处理等领域。然而，热不稳定性导致的孤子生成非确定性严重限制了其实际部署。尽管已有脉冲泵浦、快速扫描和辅助激光泵浦等技术尝试激发孤子，但这些方法未能消除热效应，且常牺牲微梳性能或增加系统复杂性。本研究通过溯源发现，波导中意外存在的铜杂质（源于CMOS级硅片残留污染物并在制备过程中被Si3N4吸附）是热效应的关键诱因。通过开发铜
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肠致病菌通过靶向ROCK通路逃逸上皮细胞挤压清除的新型免疫逃逸机制
在人体肠道这个复杂的生态系统中，上皮细胞不仅构成物理屏障，还通过多种机制防御病原体入侵。其中，感染细胞的"挤压"现象尤为独特——受感染的肠上皮细胞(IECs)会被主动排出到肠腔中清除，这是一种重要的先天免疫防御机制。然而，狡猾的病原菌总能演化出对抗宿主防御的武器，这场永无休止的"军备竞赛"推动着双方共同进化。以往研究已知，病原菌编码的毒力因子能够抑制细胞凋亡、焦亡(pyroptosis)或坏死性凋亡(necroptosis)等细胞死亡程序，但针对细胞挤压这一特殊防御机制的细菌对抗策略尚未明确。肠致病性大肠杆菌作为一种重要的肠道病原体，其如何逃逸宿主细胞的挤压清除，成为本研究的核心科学问题。在这
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人为活性氮气候效应争议：多模型揭示的不确定性及其对未来预测的启示
当我们谈论气候变化时，二氧化碳（CO2）总是占据舞台中央，但幕后还活跃着一位复杂而矛盾的角色——人为活性氮（Nr）。从化肥使用到化石燃料燃烧，人类活动释放的氮化合物正在通过多种途径悄悄改变地球的能量平衡。有的氮化合物能冷却地球（如形成反射阳光的气溶胶），有的却会加剧变暖（如促进臭氧生成），这种"冰与火"的对抗使得科学界难以准确评估Nr的净气候效应。2024年，Gong等人在《自然》杂志发表研究，宣布了一个令人惊讶的结论：人为Nr在2019年相对于1850年产生了净冷却效应。这项基于GEOS-Chem单一模型的研究似乎为氮管理带来了好消息，但科学界很快提出了质疑——这个结论是否低估了气候系统固有
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人为活性氮气候效应争议：多模型比较揭示净冷却作用的不确定性
当我们谈论气候变化的主要驱动因素时，二氧化碳和甲烷通常占据舆论中心。然而，一项发表于《Nature》的最新研究将目光投向了另一个关键但常被忽视的角色——人为活性氮(Nr)。这种由人类活动产生的氮化合物正在以复杂的方式影响着地球的气候系统，但其净效应究竟如何，科学界存在激烈争议。2024年，Gong等人在《Nature》发表研究称，人为活性氮在2019年相对于185年产生了净负辐射强迫(RF)，即总体呈现冷却效应。这一结论似乎为人类活动的气候影响提供了新的视角。但问题在于，人为活性氮的气候效应是多个正负效应相互抵消的结果，包括气溶胶冷却、臭氧增温、甲烷变化等，每个环节都伴随着巨大的科学不确定性。
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通过元学习自主发现超越人工设计的强化学习算法
人类和其他生物体通过多代试错进化形成了强大的强化学习（RL）机制，而人工智能体通常依赖手工设计的学习规则。尽管历经数十年探索，自主发现高效RL算法的目标始终难以实现7-12。本研究首次证明机器能够通过元学习（meta-learning）从大量复杂环境中智能体群体的累积经验中，自主发现性能超越人工设计规则的先进RL算法。该方法通过优化智能体策略（policy）与预测的更新规则，在经典Atari基准测试中刷新纪录，并在未参与训练的新挑战性基准测试中超越多种现有先进RL算法。这一突破表明，未来高级人工智能所需的强化学习算法或可通过智能体经验自主发现，而非依赖人工设计。
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综述：工程化自然杀伤细胞用于癌症治疗
Summary自然杀伤（NK）细胞免疫疗法正在成为一个极具前景且可扩展的“现成”（off-the-shelf）治疗平台，用于治疗复发性和难治性癌症。同种异体NK细胞疗法的优势在于其无需严格的供受者匹配，可进行大规模生产储备，为患者提供了即时可用的治疗选择。早期阶段的临床试验已经证明了嵌合抗原受体（CAR）-NK细胞在经过大量预治疗的淋巴系统恶性肿瘤患者中具有显著的安全性和令人鼓舞的治疗效果。与CAR-T细胞疗法相比，CAR-NK细胞疗法展现出更低的细胞因子释放综合征（CRS）和神经毒性风险，使其安全性特征更为突出。当前的研究重点正致力于将这些疗法扩展至实体瘤领域。实体瘤复杂的免疫抑制性肿瘤微环
来源：Cancer Cell
时间：2025-10-24
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跨物种 rRNA 动态修饰图谱揭示高温下核糖体稳定性调控新机制
通过跨物种修饰谱分析技术，研究人员实现了对温度调控核糖体 RNA（rRNA）表观转录组的进化生物学解析。新开发的 Pan-Mod-seq 方法能够并行检测数十个样本中 16 种 rRNA 修饰的动态变化。将该技术应用于涵盖生命三域的 14 个物种后发现：中温生物的 rRNA 修饰大多保持静态，而超嗜热菌中近半数修饰呈现动态特征。研究重点解析了保守的 m5C 与 ac4C 双修饰模块——这对"分子温度计"能被高温协同诱导，其合成酶本身受温度直接调控，且为嗜热菌高温生长所必需。通过野生型与酶缺陷型古菌核糖体的冷冻电镜（cryo-EM）结构解析，发现该模块通过重复分子相互作用增强核糖体结构稳定性；生
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SARS-CoV-2复制转录复合体模板回收与RNA加帽并行的结构基础
研究通过解析SARS-CoV-2复制转录复合体（RTC）在加帽启动前（pre-CI）和加帽启动后（post-CI）的冷冻电镜结构，揭示了病毒RNA合成过程中模板回收与RNA加帽并行的分子机制。在加帽启动前状态，RTC形成二聚体构象（ddRTC），其中两个RTC以头对头方式排列，解旋酶（helicase）利用ATP水解（ATP-hydrolysis）产生的能量驱动RNA双链解旋，将模板链回收用于新一轮复制。解旋酶的ATP结合口袋中可结合ADP或ADP·Pi，提示其通过ATP水解循环实现定向解旋。在加帽启动后状态，病毒蛋白nsp9与nsp12的尼多病毒RdRp相关核苷酸转移酶（NiRAN）结构域结
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Nature破解科学谜题：终于找到了最常见的染色体异常引发心脏缺陷的关键基因
几乎一半患有唐氏综合症的婴儿都面临先天性心脏缺陷，通常涉及严重畸形，需要在出生后的头几个月内进行手术。几十年来，科学家们已经知道，21号染色体的额外拷贝（唐氏综合症的遗传原因）是导致唐氏综合症的原因，但他们无法确定数百个基因中哪一个是导致心脏问题的关键。现在，格拉德斯通研究所的科学家们找到了答案。在《自然》杂志发表的一项研究中，研究人员利用干细胞科学和人工智能发现，一个名为 HMGN1 的基因会破坏 DNA 的包装和调控方式，并可能扰乱数百种参与健康心脏发育的其他分子的水平。当研究小组从唐氏综合征小鼠体内移除多余的 HMGN1 基因拷贝后，这些小鼠不再出现心脏缺陷。“这项新知识可能为唐氏综合征
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基于7特斯拉fMRI的人体稳态-内感受系统全脑图谱绘制
大脑如同一个精密的预测机器，它能够持续不断地监测和预测身体的能量需求，并在需求产生之前就做好相应的准备——这一过程被称为稳态调节(allostasis)。为了支持稳态调节，大脑需要持续构建身体感觉状态的模型，这一过程被称为内感受(interoception)。长期以来，科学家们一直在探索大脑中负责这一重要功能的神经网络系统，但由于技术限制，特别是对脑干等深层结构的成像精度不足，这一系统的全貌始终未能完全揭示。传统上，研究人员使用3特斯拉功能磁共振成像(fMRI)技术来研究大脑功能连接，但在前扣带回皮层(subgenual anterior cingulate cortex, sgACC)等区域
来源：Nature Neuroscience
时间：2025-10-24
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人类植入前胚胎晚期活体成像揭示有丝分裂错误的新发机制及其对非整倍体检测的临床启示
优化核标记与成像技术突破研究瓶颈现有染色体分离错误成像方法不适用于研究晚期植入前人类胚胎。为解决这一技术难题，研究团队系统比较了慢病毒、腺相关病毒（AAV）、杆状病毒（BacMam）、DNA染料和mRNA电转等多种标记方法在小鼠胚胎中的效果。结果显示病毒载体存在表达沉默或持续时间短的问题，而DNA染料仅能标记滋养外胚层（trophectoderm）细胞。最终确定最佳方案为使用700-800 ng/μl浓度的H2B-mCherry mRNA电转，该方法对小鼠和人类囊胚阶段的标记效率分别达到75%和41%，且不影响胚胎发育进程和谱系特异性标志物CDX2（滋养外胚层）与NANOG（上胚层）的表达。研
来源：Nature Biotechnology
时间：2025-10-24
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从效应T细胞生成功能性稳定抗原特异性Treg细胞治疗炎症性疾病的新策略
在免疫疾病治疗领域，科学家们开发出革命性技术——将常规效应T细胞转化为功能稳定且抗原特异性的调节性T细胞。通过协同运用细胞因子与CDK8/19抑制剂，研究人员成功诱导经抗原刺激的常规T细胞高表达Foxp3蛋白。特别值得注意的是，在诱导过程中去除CD28共刺激信号，可特异性促进Treg细胞特征基因（尤其是Foxp3）的表观遗传学重构。采用间歇性静息培养策略，该技术不仅能转化初始CD4+ T细胞，更能将已分化的辅助性T细胞（包括TH1、TH2和TH17亚群）重编程为Foxp3+诱导性调节性T细胞。这些新型iTreg细胞在转录组谱、表观遗传修饰和体内功能稳定性方面与天然Treg细胞高度相似，在炎症性
来源：Science Translational Medicine
时间：2025-10-24
粤公网安备 44010602000434号