搏动的产生

　　《自然》封面：肌球蛋白丝切片，表面可见3个不同的头“冠”，中央为肌球蛋白“尾部”，夹在中间的是肌联蛋白和心肌肌球蛋白结合蛋白C。《自然》杂志第7988期封面文章报道了肌球蛋白丝的分子结构，采用冷冻电镜展示了这些肌丝结构前所未有的细节。心脏由运动蛋白肌球蛋白的肌丝驱动，肌球蛋白丝通过拉动肌动蛋白丝引起肌肉收缩。研究表明，肌球蛋白与肌丝内另外两种蛋白——肌联蛋白和心肌肌球蛋白结合蛋白C相互作用，以及它的两个马达结构域（“头部”）相互作用，来关闭它们在心跳舒张期的活动。

 

群星黯淡

　　《自然》封面：“蓝行者3号”等卫星划过天际的痕迹。《自然》杂志第7989期封面文章报道了对“蓝行者3号”卫星的观测结果。这是2022年9月10日发射的一颗原型通信卫星，天线表面积为64.3平方米。综合各类观测数据，研究团队发现“蓝行者3号”的亮度峰值堪比南河三和水委一（分别是小犬座和波江座最亮的恒星），并会定期达到国际天文学联合会当前建议亮度的约250倍。考虑发射到近地轨道的人造卫星已经变得比夜空里能看到的大多数恒星更亮，未来卫星发射须考虑对夜天的可能影响，以避免对地面天文学的干扰。

 

生物钟

　　《自然》封面：衰老的差异。《自然》杂志第7990期封面文章报道了血浆蛋白质组的器官衰老特征示踪健康与疾病。动物研究表明，衰老过程不仅因人而异，在同一个体不同器官中也有差异。托尼等人最新的研究成果发现，这种衰老上的差异也对人类适用。研究团队评估了源自11个器官的人体血浆蛋白水平，用于衡量5676名个体的器官特异性衰老差异。他们发现，近五分之一的人出现了单器官的严重加速衰老，1.7%的人出现了多器官衰老。研究结果表明，血液蛋白是发现器官衰老效应的一种现成方式，并有助于追踪健康与疾病。

 

第一个完整的哺乳动物脑细胞图谱

　　《自然》封面：大脑图谱。《自然》杂志第7991期封面文章报道了“脑科学计划-细胞普查联盟”研究人员的9篇论文，详细绘制了完整的小鼠大脑。来自曾红葵、庄小威等人的3篇论文报道了小鼠的全脑转录组学和空间细胞图谱，描绘了数千种细胞类型的分子标记、空间组织，以及细胞-细胞相互作用。何志刚等人的两篇论文研究了神经元身份与其轴突延伸方向的关系。任兵等人的3篇论文分析了小鼠大脑的表观遗传景观，调查了各个细胞类型的调控元件。卡西克等人的1篇论文使用17个脊椎动物物种的单细胞RNA测序数据研究了视网膜内细胞类型的演化。

　　

农场里的动物在想什么

　　《科学》封面：农场动物的好奇心。《科学》杂志第6675期封面文章报道了山羊、猪和其他牲畜惊人的复杂性思维。地球上有780亿只农场动物，这个数字比猴子、啮齿动物和人类加起来还要多。我们和它们生活在一起的时间比除狗以外的任何生物都长。农场动物生物学研究所是世界上研究山羊、猪和其他牲畜思维的领先机构之一，科学家正在探索农场动物的精神和情感生活。研究人员已经证明，猪表现出了同理心的迹象，山羊在一些社会智力测试中与狗相媲美。领域最近最引人注目的一个发现显示，奶牛可以接受如厕训练。

 

精准预测全球中期天气情况

　　《科学》封面：天气预报。《科学》杂志第6677期封面文章报道了谷歌的新人工智能精准预测未来10天全球天气情况。天气预报是科学领域最古老且充满挑战的工作之一。中期预测在支持涉及可再生能源到活动物流等跨部门的关键决策方面起着至关重要的作用，然而要做到准确有效却非常困难。研究人员使用1979年至2017年物理模型估算的全球过去天气数据来训练模型，使新模型能够学习气压、风、温度和湿度等天气变量之间的联系。除了天气预测，新模型还可以开辟其他地理时空预测新方向，包括气候和生态学、能源、农业、人类和生物活动等。

 

新表现型的进化路径

　　《科学》封面：正在捕食蚂蚁的肉食性猪笼草。《科学》杂志第6678期封面文章报道了复合性状进化的合理机制，并强调了随机表型变异作为进化新颖性促进者的重要性。这株肉食性猪笼草将一只蚂蚁引诱到屋顶状的陷阱盖下一个危险的位置；雨滴把盖子变成了致命的跳板，把昆虫弹射进陷阱。研究人员发现，这种不寻常的捕获机制依赖于3个独立的特征，进化了两次，高度可塑性特征的随机巧合促进了新特征的出现。复合性状由多个独立成分组成，这些成分组合在一起，获得新的协同功能。

 

失落的古城

　　《科学》封面：激光雷达拍摄到亚马孙雨林中的城市遗迹。《科学》杂志第6679期封面文章报道了史前城市的研究进展。这片占地1000多平方公里的广阔遗址，长期隐藏在厄瓜多尔东部安第斯山脉山麓乌帕诺山谷的丛林之中。人们甚至能分辨出房间里的生活痕迹，有壁炉、陶罐、玉米种子。城市里的道路宽阔笔直，留下了人工组织建设的痕迹。根据考古学家的推测，这座城市大约始建于公元前500年，距今有2000多年的历史。但是，到底是谁建造了它，又为何遗弃了它，这些人最终去了哪里，这些秘密仍然等待着我们去逐一解开。

　　

野生菠菜驯化研究

　　中国农业科学院蔬菜花卉研究所钱伟团队与国内外合作者组装了两个菠菜野生种基因组，并解析其重要的驯化性状。相关成果发表于《新植物学家》（New Phytologist）。菠菜起源于波斯（今伊朗），又名波斯草，赤根菜，于唐代作为尼泊尔的贡品传入我国。菠菜的两种野生型基因组信息尚不清楚，阻碍了菠菜野生种的进一步利用。此项研究解析了菠菜两种野生种的基因组信息，挖掘到了重要的驯化相关基因，明确了栽培菠菜抗霜霉病位点是由野生种渐渗而来。这些结果对进一步利用菠菜野生资源，培育优质菠菜品种具有理论指导作用。研究团队还挖掘了大量驯化相关的基因，其主要与光周期、抗病等相关。

 

人工合成群落降低除草剂使用

　　华中农业大学蔡鹏教授团队提出了一种利用合成微生物群落管理田间杂草，从而减少传统除草剂用量的策略。相关成果发表于《土壤生态学快报》（Soil Ecology Letters）。田间杂草控制是粮食生产的基本需求，然而低靶向性的化学除草剂的长期大量施用带来了杂草除草抗性的提高和环境的污染，因此如何降低除草剂用量和环境风险已经成为迫切需要探索和解决的环境问题。新发现突出了除草剂与合成微生物群落结合的协同效应，大田实验显示这个方法显著优于单独施用高浓度除草剂。研究结果证明了利用微生物强化除草剂功能同时降低除草剂使用的现实可行性，提出了利用合成菌群实现绿色可持续的环境友好型的杂草控制策略。

 

花椰菜基因组学揭示花球形成机制

　　中国农业大学园艺学院林涛团队联合天津市农业科学院花椰菜育种创新团队与农业基因组学孙德岭和陈锐团队，揭示了花椰菜分步驯化历程与花球形成分子机制。相关成果发表于《自然·遗传学》（Nature Genetics）。花椰菜是非常独特的、以花序分生组织为食的高附加值健康蔬菜，其膨大的花球富含抗癌活性物质与多种营养成分，深受中西方消费者喜爱，全球产销量逐年攀升。研究依托丰富的花椰菜种质资源，建立了涵盖海量分子标记的组学数据库，初步阐明了花椰菜驯化历程与花球形成分子机制，为花器官发育、花序分生组织特化、花形态建成等基础研究领域提供了重要线索。

 

油菜素内酯可调节农药解毒和代谢

　　广东省农业科学院植保所苏湘宁、章玉苹等人联合江苏省农科院农业设施装备研究所科研人员，开展了油菜素内酯促进水稻对除草剂降解机制研究。相关成果发表于《危险材料杂志》（Journal of Hazardous Materials）。莠去津和异丙隆在我国长期大量使用，但其半衰期长、易富集，导致农产品中残留超标。水稻作为全球重要的粮食作物，长期生长在淹水的条件下，比其他农作物更容易吸收和积累除草剂。因此，开发快速降解除草剂的生物技术对于减轻除草剂造成粮食安全和人类健康风险至关重要。油菜素内酯作为新型、高效的植物激素，被誉为第六大类植物激素，在降低作物农药残留、缓解农药胁迫过程中发挥重要作用。

　　

电催化甘油转化耦合产氢研究

　　浙江工业大学郑华均教授团队设计了一种三维自支撑的分级异质结催化剂，采用热力学更有利的甘油电氧化替代析氧反应，实现了对甘油的高效催化转化。相关成果发表于《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）。甘油作为低成本的生物质平台分子，可转化为一系列高附加值产品，特别是甲酸，它不仅是一种具有高储氢能力的液态有机氢载体，也是一种重要的工业中间体，被广泛应用于医药、农药、纺织等领域。实验结果结合理论计算表明，过强的甘油吸附致使甲酸脱附变成速控步骤，影响反应活性。利用电场重分布诱发对表面甘油和羟基的吸附调节，有效提升羟基的吸附能力，同时也调节优化了甘油的吸附能。

 

光致变色热电智能窗研究

　　中国科学院理化技术研究所王京霞研究员与国内外研究者合作，通过将光致变色薄膜技术与机械旋转技术相结合，实现光热功能去耦合的双模式智能窗，极大地提高了光致变色智能窗在冬季的能效，同时在一年四季都能保持光致变色智能窗提高日光舒适度的效果。相关成果发表于《先进功能材料》（Advanced Function Materials）。智能窗的夏季模式既能调节进入室内的可见光，提高日光舒适度，又能调节进入室内的太阳热量，降低室内温度，减少制冷所需的能耗。智能窗的冬季模式只能调节可见光，但即使在着色状态下，仍允许太阳热量进入室内，从而避免了额外的加热能耗。

 

未来供电的智能电池

　　北京理工大学材料学院陈人杰研究团队近日对未来供电的智能电池进行了综述研究。相关成果发表于《焦耳》（Joule）。论文总结讨论了当前智能电池面临的科学问题及可实现技术途径。其中，实时感知型智能电池，需解决传感器精度、信号分析与集成、耐腐蚀相容等问题，可通过高精度智能制造技术和人工智能算法进行改进；动态响应型智能电池，需突破智能材料设计应用对电池整体电化学性能影响等制约，结合机器学习和电化学模拟加速实现新材料筛选和电池系统集成优化；自主决策型智能电池，需应对海量数据传输和模型精度自主调控等挑战，借助物联网、类脑决策和智能控制等技术提升系统自主高效决策控制能力。

 

开发绿色制氢新器件

　　哈尔滨工程大学陈玉金教授团队研发了一种新型制氢器件，为绿色制造氢燃料和高附加值化学品提供了新方法。相关成果发表于《美国科学院院刊》（PNAS）。电解水制氢（阴极产氢气，阳极产氧气）属于绿色制氢技术，但采用传统技术阳极氧气析出反应效率缓慢，阻碍了技术的工业化应用。若以甘油电化学氧化代替氧气析出反应制氢，不仅可以突破氧气析出反应缓慢的限制，而且可以生产高附加值产品如甲酸盐等。因此，开发一种性能优异的甘油电化学氧化和氢析出反应双功能催化剂是实现高效电解制氢的关键。经过反复实验，研究人员成功制备出具有优异电化学性能的催化剂，多种金属采用这一方法均可适用于甘油电氧化辅助制氢。

　　

酸枣和枣基因组研究

　　西北农林科技大学林学院黄建研究组与新疆农业科学院园艺作物研究所郝庆等人合作，针对我国制干枣主栽品种“骏枣”和著名“秦药”代表清涧酸枣开展研究。相关成果发表于《园艺研究》（Horticulture Research）。酸枣群体亲缘关系紧密，栽培枣呈分散聚类，过渡型酸枣处于枣和酸枣之间；群体遗传结构分析表明，枣群体遗传背景相对丰富，酸枣群体遗传背景相对简单；揭示了栽培枣起源于一个共同的酸枣祖先群体，之后在黄河下游附近的山东省和黄河中游的晋陕峡谷地区的两个中心进行驯化。研究结果为枣树分子育种和改良提供分子基础，也为解析枣和酸枣重要药用代谢物的解析提供了重要的基因资源。

 

青藏高原东部高山峡谷区叶片碳氮磷化学计量的海拔格局和影响因素

　　中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所陈健、史作民等人在青藏高原东部的高山峡谷区开展了叶片碳氮磷含量及其化学计量比的海拔格局和驱动因素研究。相关成果发表于《土壤科学与植物营养学杂志》（Journal of Soil Science and Plant Nutrition）。青藏高原以其多样且复杂的植被类型而著称，并对气候变化非常敏感。全面了解植物叶片生态化学计量的生物地理模式及其驱动机制对于评估生物地球化学循环和生态系统功能对环境变化的响应至关重要。研究表明，种内变异和种间变异在调节青藏高原东部高山峡谷区叶片生态化学计量，提高群落对环境变化的适应力和耐受性方面起着关键作用。

 

植物内生菌防治农林病害

　　西南林业大学朱国磊、赵平等人与合作者对云南省特色资源植物杜鹃花科越桔属樟叶越桔的次生代谢产物及其可分离内生真菌的物种多样性等进行了系统研究。相关成果发表于《农业与食品化学杂志》（Journal of Agricultural and Food Chemistry）。对尖孢镰孢菌、彩绒革盖菌、腐皮镰孢菌、灰葡萄孢菌等农林病害菌的抑制活性测试结果显示，化合物1具有两种商业杀菌剂多菌灵和酮康唑（阳性对照）相当的显著抑菌活性。采用对防治番茄灰霉病进行研究，发现化合物1和5在浓度为100微克/毫升时，对番茄灰霉病具有显著的保护和治愈效果，可望作为防治由灰葡萄孢菌诱发的农林病害的活性先导分子。

 

月季和黑斑病菌互作机制研究

　　北京林业大学园林学院杨艺、潘会堂等人鉴定到一个蔷薇盘二孢致病效应蛋白，明确了与之互作的月季靶标蛋白及其基因的功能。相关成果发表于《实验植物学杂志》（Journal of Experimental Botany）。月季是北半球地区应用最广泛的露地花灌木和国际上最重要的切花作物之一。由蔷薇盘二孢诱导的月季黑斑病是露地栽培月季面临的最严重病害之一，极大影响了月季的观赏价值和经济价值。研究加深了对蔷薇盘二孢致病效应蛋白抑制月季免疫反应分子机制的理解，为抗黑斑病月季品种的精准培育提供基础，也为培育黑斑病高抗或免疫品种、研发新的黑斑病防控策略和技术，为实现月季黑斑病的绿色、可持续防治提供基础。

　　

高原西部古人群与高原内外部古人群的复杂互动

　　中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员团队通过与西藏自治区文物保护研究所等合作，针对青藏高原西部阿里地区古人群开展古基因组研究。相关成果发表于《当代生物学》（Current Biology）。青藏高原西部地区由于海拔高，自然环境恶劣，人类学及考古学研究相对薄弱，尤其是早期古人群的迁徙演化及其与邻近地区古人群的互动过程，此前研究存在较大空白。研究通过遗传学与考古学手段的结合，系统性地探究了高原西部古人群3500年前至今的人群遗传演化过程。研究的结果对于理解高原古人群的遗传特征，及其与外部中亚及南亚古人群的遗传与文化交流过程都具有重要意义。

 

外源性注意不同阶段的神经机制

　　华南师范大学王本驰等人介绍了基于显著干扰的外源性注意的神经加工机制。相关成果发表于《认知科学趋势》（Trends in Cognitive Sciences）。我们的注意力很容易被周围的显著事件所吸引。比如在浏览互联网时，很多人都遇到过屏幕边缘闪烁的广告的烦恼，它转移了我们的注意力，使我们偏离了网络搜索的预期。外源性注意对人类的影响也会随着注意发生时间的变化而变化。从最初的注意捕获，到后期的返回抑制，反映了时间尺度上人类注意加工的复杂性。文章深度讨论了颅内电生理分析方法的特异性，描述了一种可以通用的聚类分析方法。在这种方法的应用下，可以分离出外源性注意不同时程上的神经机制。

 

复杂系统中智能个体博弈策略更新的有效机制

　　北京大学工学院李阿明课题组建立了群体系统中智能个体个性化博弈策略更新的有效机制，并给出了相关机制下群体最优策略得以涌现的理论条件。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。群体中智能个体间自组织协作行为是复杂系统呈现高智能特性、高效完成预定任务的基础，也是研发群体机器人协作系统的核心环节。如何设计有效的分布式个体博弈策略更新机制，提升复杂网络化对抗场景中群体协作水平，是充满挑战的科研课题。此项新研究为深入理解异质群体结构、策略更新速率及群体最优策略演化三者耦合下的群体智能涌现机理提供了统一的框架。

 

过度自信对赌博的双刃剑效应

　　中国科学院心理研究所李纾、梁竹苑等人与澳门理工大学、哈佛医学院的科研人员合作，揭示了两种不同领域（对自身赚钱能力/幸福程度）的过度自信对赌博行为的不同影响。相关成果发表于《赌博研究杂志》（Journal of Gambling Studies）。在赚钱能力方面，自视甚高的个体（认为自己的赚钱能力高于他人）可能出现更高的赌博动机和频率；而在生活幸福方面，自愧不如的个体（认为自己不如他人幸福）则可能出现更高的赌博动机和问题赌博行为。文章也进一步为后续针对自我提升的赌博相关干预提供了指导性建议：帮助人们摆脱对自身能力的盲目自信，提升其相对幸福感或许可以使其远离参赌风险。