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来源： 发布时间：2025-11-25
贝努上的卤水蒸发
《自然》封面：假彩色像中用紫色标出的水合碳酸钠。《自然》杂志第8048期封面文章报道了小行星贝努采样样品保护任务的成果。2023年，美国航空航天局的“奥西里斯王”任务完成了从小行星贝努采样返回地球的任务。这次任务的关键是对样品悉心保存，使其不受污染和降解，这类样品遇到地球大气中的水时极易受损。研究团队成功在贝努样本中发现了盐类矿物。这些矿物来自贝努母体卤水蒸发后的沉积，包括含钠磷酸盐、富钠碳酸盐及硫酸盐、氯化物和氟化物等，具体形成于贝努母体早期历史中晚期卤水蒸发阶段。
发现不明小行星
《自然》封面：对小行星的探测和观测是保护地球免受撞击的关键。《自然》杂志第8049期封面文章报道了在小行星主带内探测到了138个之前用标准探测方法无法发现的小行星。小行星主带内的大型天体（直径1千米或以上）较易被发现和探测到，而更可能频繁靠近地球的小型天体（直径只有10米左右）却很难被发现。研究团队将韦布望远镜的红外观测技术与多图融合一类的合成追踪技术相结合，发现了这些未辨认的小行星。研究认为，韦布望远镜探测和研究可能撞击地球的天体的能力，使其有望成为未来行星防御计划的重要部分。
宇宙捕手
《自然》封面：日落的地中海上立方千米中微子望远镜的一个光传感器，这是目前正在意大利西西里岛和法国普罗旺斯水下深渊中安装的巨大三维阵列的数千个传感器之一。《自然》杂志第8050期封面文章报道了探测到迄今最高能的宇宙中微子。高能中微子是宇宙中强力事件产生的基本粒子。中微子与水分子相互作用的产物穿过这些传感器时产生微弱闪光，从而发现中微子。西西里的望远镜捕捉到了一个μ子的信号，其能量约120拍电子伏，可能来自一个约220拍电子伏的中微子。极高能量加上几乎水平的运动方向，提示这个中微子来自地球外。
非洲腹地
《自然》封面：将新发现艺术化展示成手工编织垫，这些垫子由电话线织成，是传统祖鲁篮子的现代延伸。《自然》杂志第8051期封面文章报道了布基纳法索、加纳、肯尼亚和南非等地1801名女性的肠道微生物组研究。研究大规模人群有助于揭示遗传学、环境和生活方式等因素如何影响肠道微生物组的构成。然而，尽管中低收入国家人口占世界人口的近85%，但在此类研究中代表性却相对不足。研究团队对非洲个体肠道宏基因组进行调查，选择大型的人群代表性样本，组装了约1000个细菌基因组，成功将一些物种的变异与地理和生活方式等因素关联起来。
单个基因调控雄性鹬求偶形态的雄激素差异
《科学》封面：鹬鸟。《科学》杂志第6732期封面文章报道了一个关键基因通过调控雄激素水平差异，驱动鹬鸟雄性交配形态的分化。鹬鸟雄性个体表现出3种不同的交配形态（即高睾酮、低睾酮和雌性化形态）。该基因位于超级基因簇内，其调控、序列和结构的演化差异直接导致3种形态的激素水平分化。低睾酮雄性的血液和大脑中，该基因表达量更高，其衍生同工酶能加速睾酮转化为活性较低的雄激素（脱氢表雄酮）。该研究首次阐明单一基因通过内分泌调控塑造动物复杂行为表型的机制，为进化生物学中“超级基因”理论提供实证。
老虎保护与人类发展的共生
《科学》封面：一只雌虎重新占据了印度班达迦老虎保护区内的古堡，并将其作为自己的领地，保护区以孟加拉虎闻名。《科学》杂志第6733期封面文章报道了印度老虎种群的显著恢复。研究团队通过长达20年的监测数据（包括相机陷阱、卫星追踪和社区调查），揭示了印度老虎种群的显著恢复：栖息地面积以每年2929平方千米的速度扩展，总覆盖面积达138200平方千米，形成全球最大的野生虎种群。值得注意的是，老虎不仅占据了35255平方千米的无人保护区，还成功栖息在与约6000万人共享的毗邻地带。
极端条件
《科学》封面：南极半岛沿岸鱼岛冰封景象。《科学》杂志第6734期专刊文章报道了气候变化对极地环境的影响。鱼岛.（菲什群岛）位于南极半岛格雷厄姆地西海岸，霍特达尔湾入口北部。一些学界认为，随着气候变暖，极地地区的气候变化正受到威胁。由于极地对海平面、反照率和永久冻土温室气体排放等地表特性的巨大影响，理解高纬度气候变暖及其全球意义至关重要。全面研究人类活动对极地的影响、减缓危害的措施，以及应对变化的策略具有重要意义。在联合国宣布“冰冻圈科学行动十年”启动之际，这类研究对全球生态健康具有深远意义。
象海豹是东北太平洋“暮光带”的生态系统哨兵
《科学》封面：一头雌性象海豹在完成为期7个月、长达1万千米的东北太平洋觅食之旅后，与幼崽一同休憩。《科学》杂志第6735期封面文章报道了“暮光带”鱼类丰度及生态系统健康的指示物种。海洋中大部分鱼类生物量存在于“暮光带”，这一公海重要区域因采样与监测难度极高而闻名。研究发现，母体觅食成功率的微小波动会放大为后代体重的显著差异，并导致幼体首年存活率与补充量的巨大变化。海洋环境的持续恶化可能使捕食者种群从当前增长转为急剧衰退。广域分布的顶级捕食者能够揭示人为活动对公海生态系统的潜在影响。
血管退化会“偷走”脑力
北京脑科学与类脑研究所、北京协和医学院、昌平实验室戈鹉平团队揭示了脑血管退化可导致神经元活动减弱的现象。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。脑重量仅占人体体重的约2%，却拥有长达700千米的毛细血管，并消耗了全身近20%的氧气和葡萄糖。科学研究早已表明，随着年龄增长，脑中的血管密度会逐渐降低。正常人群的血管密度可下降10%至30%，而阿尔茨海默病患者的下降幅度可高达40%～60%。成年脑并非缺乏修复能力，而是新血管生成极为有限，无法补偿血管的退化，导致整体血管密度持续下降。研究成果揭示了血管退化可能是神经功能减退的重要原因。
精神分裂症脑结构变异新机制
深圳大学医学部蒋宇超与合作者为脑结构个体差异的多样性提供了新的见解。相关成果发表于《自然·精神卫生》（Nature Mental Health）。精神分裂症是一种病因未明的精神障碍，解析群体异质性对厘清复杂发病机制尤为重要，也是实现精准诊疗的关键一步。新研究纳入1792例被诊断为精神分裂症的被试和1523例未被诊断为任何精神障碍的被试，采用磁共振成像技术获取全脑高分辨率图像，揭示神经病理的进展过程存在一种“早期广泛异质，后期逐渐收敛”的演变模式。研究结果强调脑结构的群体异质性不是固定不变的：在疾病刚开始时，不同个体之间的脑结构差异很大，但随着时间推移，这种差异会逐渐减小。
绘制高精度“脑地图”
海南大学生物医学工程学院骆清铭院士团队实现以任意角度生成1微米分辨率的小鼠脑切面图像。相关成果发表于《自然》（Nature）。啮齿类动物是生物医学研究中使用数量最多的模式动物，但至今使用的小鼠脑参考图谱都未能做到单细胞可见的空间定位。研究团队绘制了标准解剖切面的二维数字化图谱，并基于显微光学切片断层成像技术采集的高分辨高质量的细胞构筑连续图像，识别并划分出916个脑区和核团的三维自然形貌，构建了小鼠全脑三维数字化图谱，填补了小鼠脑图谱在单细胞分辨率定位上的空白，将为全球脑科学研究提供“金标准”。此外，研究团队基于信息学技术开发了图谱数据的可视化与共享平台。
神经元调控小鼠神经病理性痛与运动功能
复旦大学脑科学研究院、脑功能与脑疾病全国重点实验室张玉秋教授团队揭示感觉运动皮层调控慢性疼痛和运动控制的特异性神经元亚群及其环路机制。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。研究团队在初级感觉运动皮层（SM1）深层（第5/6层）鉴定出两群相互独立的谷氨酸能神经元亚群，它们分别被投射到中脑导水管周围灰质和延髓头端腹内侧区。两条通路在缓解神经病理性痛中具有等效且协同的作用。两群SM1神经元在正常生理状态下对躯体感觉刺激反应微弱，却在运动中（如转棒）被强烈激活。选择性抑制这两群神经元对躯体感觉刺激诱发的反射性行为无影响，但可损害小鼠的精细运动和运动协调。
二氧化碳低温甲烷化催化剂研究
中国科学院山西煤炭化学研究所赵宁研究员和肖福魁研究员团队就二氧化碳甲烷化的反相催化剂及相关反应机理展开了研究。相关成果发表于《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。在二氧化碳众多的转化方向中，加氢合成甲烷相较于其他反应（如合成甲醇）具有更温和的反应条件和更高的转化率，更容易实现工业化。该过程将氢气转换为能量密度更高的甲烷，可以利用现有的甲烷储存和运输基础设施来拓宽能源应用范围。新研究实现了金属-氧化物相互作用的调控，提高了催化剂的低温活性。催化剂在持续和循环稳定性实验中都体现出了良好的反应性能。最后，文章讨论了积碳对不同反应途径的影响。
磁耦合谐振无线功率传输在物联网感知层的应用
中国矿业大学电气工程学院荣灿灿副教授课题组与新加坡国立大学、南洋理工大学等机构合作，分析了磁耦合谐振无线功率传输技术在物联网感知层的应用进展，重点阐述了高自由度和多接收充电系统的设计与优化策略。相关成果发表于《可再生和可持续能源评论》（Renewable and Sustainable Energy Reviews）。传统电池有限的续航能力制约物联网感知层大规模应用，无线电能传输技术成为破局关键。相比其他传能方式，磁耦合谐振式无线电能传输通过共振效应提升能量传输效率，在近场范围内兼具灵活性与稳定性，被视为支撑物联网感知层设备持续运行的理想方案。
分子筛基工业多组元催化剂反应动力学研究
中国石油大学（华东）阎子峰教授团队研究了工业催化剂中沸石和非沸石组元界面间的孔道匹配联通性与扩散-反应动力学之间的构效关系，以更好地确保反应中间产物在两者之间更好地扩散和迁移。相关成果发表于《美国化学会志》（JACS）。研究发现，当沸石和非沸石组元间具有良好的微介孔道取向时，非沸石组元中的介孔具有显著的“漏斗效应”，可以加速分子在组元间界面的扩散，从而提高沸石组分的利用效率，证明了沸石组元与非沸石组元之间孔道的匹配联通性在中间产物扩散迁移方面的关键作用。研究还分析了多组元界面处孔道匹配联通性能对工业分子筛催化剂宏观扩散与催化效率的机制。
从腐蚀到创造：界面去电子作用驱动氢化-能量共生
山东大学化学与化工学院张进涛教授团队拓展了腐蚀工程的研究边界，实现高效合成新材料与电化学能量转化的耦合设计。相关成果发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。团队将界面电子态调控理念延伸至宏观腐蚀过程的重新构建，提出了“去电子驱动的宏观腐蚀电池体系”设计思路。该体系从牺牲阳极的阴极保护机制出发，打破传统腐蚀过程中电子能耗散与原子利用率低的瓶颈，实现界面电子迁移的空间解耦与功能整合。研究通过构建电子通道与反应位点的耦合网络，实现电子迁移的空间解耦与功能重组，成功将阳极金属的去电子过程与多反应路径耦合，达到近乎100%的电子与原子转化效率。
构建全球首例灵长类自体胚胎干细胞
昆明理工大学和西南联合研究生院牛昱宇、代绍兴、季维智等团队合作，首次利用胚胎分割技术维持猴胚胎发育潜能，成功获得3只健康猴及其遗传背景匹配的自体胚胎干细胞。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature
Communications）。体细胞重编程可获得遗传背景匹配的多能干细胞，用于再生医学可降低排斥风险，但重编程过程不可避免地增加了潜在的突变压力和表观异常风险。胚胎干细胞直接来自囊胚的内细胞团，并不经历重编程过程，在表观遗传特征上更加接近自然发育状态，但获取涉及整个胚胎，存在伦理问题。综合以上考虑，联合研究团队重新建立了从分割胚胎生成自体多能干细胞的新方法和新优势。
解析与捕获绵羊附植前胚胎上胚层多能性
中国农业大学生物学院韩建永团队与北京农学院、东北农业大学等单位合作，创建了羊稳定胚胎干细胞培养体系，建立了具有形成态多能性特征和激发态多能性特征的两种新型稳定的羊胚胎干细胞系，并解析了细胞特征。相关成果发表于《先进科学》（Advanced Science）。研究团队确定了适合羊形成态多能干细胞与羊激发态多能干细胞的培养条件。到目前为止，实验室创建了大家畜猪、牛、羊多种稳定的胚胎干细胞分离与培养体系，这些细胞具有体外长期传代、各组织定向分化、耐受多次基因编辑等特性，可以为家畜高效育种、细胞培育肉、人类疾病和发育模型等领域提供理想的种子细胞。
基因增强干细胞技术延缓灵长类多器官衰老
中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组，首都医科大学宣武医院王思课题组联合构建了兼具抗衰老、抗应激和抗恶性转化能力的工程化人类抗衰型间充质祖细胞，并在灵长类动物模型中验证了其延缓多器官衰老的效果，为人类衰老干预提供了新的细胞治疗范式。相关成果发表于《细胞》（Cell）。干细胞耗竭是衰老的重要特征之一。该研究突破了传统“单一疾病靶向治疗”的局限，采用工程化细胞策略实现多器官协同抗衰，证明了“设计生命对抗衰老”的可行性。研究首次证实人类抗衰型间充质祖细胞能跨越灵长类种属及个体间差异，系统性地延缓多器官衰老，展现出广泛的抗衰效能和卓越的安全性。
胚胎干细胞独特自我保护免受病毒感染的分子机制
北京大学基础医学院病原生物学系与感染病研究中心的向宽辉课题组开展了胚胎干细胞内源性高表达囊泡相关膜蛋白5（简称VAMP5）广谱抑制病毒感染的研究。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。干细胞作为生长和再生的关键资源，对于组织的维持和修复至关重要。在胚胎早期发育阶段，除母体来源的保护外，几乎没有免疫系统的防护，因此胚胎常常面临病毒感染的风险。研究表明，胚胎干细胞中的VAMP5通过干扰病毒基因组复制所依赖的双膜囊泡保护环境，并与核糖核酸复制复合物相互作用，以抵御病毒感染。VAMP5成为一个有潜力的靶点，能够解释胚胎干细胞独特的自我保护模式。
大数据排序存算一体硬件系统
北京大学信息工程学院、广东省存算一体芯片重点实验室杨玉超教授、陶耀宇研究员团队在国际上首次实现了面向高复杂度排序任务的存算一体化硬件系统。相关成果发表于《自然·电子》（Nature Electronics）。排序作为最基础、最常用的计算范式之一，广泛应用于人工智能、搜索引擎、路径规划、数据库等众多关键任务中。排序等非线性计算因其高度依赖复杂比较器网络，一直被视为存算一体领域最难攻克的挑战之一。基于此，研究团队提出了一个全新的、无需比较器的排序硬件架构，成功打破了存算一体技术难以处理排序等非线性计算的限制，标志着该领域实现从线性矩阵计算向非线性复杂任务的重大突破。
为天体目标分类提出新型多模态神经网络
中国科学院云南天文台博士封海成团队联合国内外合作者，提出了多模态神经网络模型，并创新性地融合了天体形态特征与多波段能谱信息，实现对恒星、类星体及星系等天体的高精度自动识别。相关成果发表于《天体物理学报增刊》（The Astrophysical Journal Supplement Series）。该方法已应用于欧洲南方天文台千平方度巡天项目第五次数据发布的1350平方度天区。研究结果对中国空间站巡天望远镜等大规模多波段巡天项目具有重要参考价值。随着这些项目的陆续开展，预计将产生数十亿个天体观测数据。基于深度学习的多模态方法将为快速、自动化、高精度天体分类提供有力的技术支撑。
用于植物监测的柔性可穿戴系统
华中科技大学机械学院智能制造装备与技术全国重点实验室丁汉院士、吴志刚教授团队与南洋理工大学、华中农业大学合作，开发面向植物胁迫长期及早期诊断的机器学习辅助下光谱主导型多模态柔性可穿戴系统。相关成果发表于《科学进展》（Science Advances）。柔性可穿戴器件由于具有良好的生物兼容性和表面顺形性，可直接贴附在植物表皮进行生理数据的采集，为植物生长过程的长期持续监测提供新的测量手段。研究为实现胁迫长期演变过程的持续跟踪诊断，基于集成学习模型加入时间序列化光谱数据作为训练样本。经优化的模型参数可实现在少样本下的高精度诊断，相比传统方法能极大减少训练数据收集成本。
基于端侧多模态大模型系统的普适性记忆增强
