热压力

　　《自然》封面：生存在东南亚热带雨林地区的尖吻地角蟾。《自然》杂志第8056期封面文章预测了全球60%的两栖类物种的高温耐受性。蛙类和所有两栖动物一样面临日益严峻的生存威胁，但它们对于升温的脆弱性是一个有待研究的因素。研究发现，在5203个评估物种中，104个物种已经暴露在过热的荫蔽陆地生境中，而全球升温会将至少7.5%的物种推向它们的生理极限。进一步研究发现，密集的植被和水资源对于帮助两栖动物应对热浪至关重要，研究结果指出生境保育和修复行动对于确保两栖类生存的重要性。

识别食物

　　《自然》封面：茄属包括番茄和土豆这类全球作物，也包括红茄和奎东茄等本地作物。《自然》杂志第8057期封面文章报道了涵盖整个茄属的泛基因组。作物基因组学正在快速脱离单一参考基因组，转向覆盖物种遗传多样性的基因组集合。这些“泛基因组”使人们有机会在同一物种个体或变异与其近亲间比较和探究性状。研究发现，所有的茄属物种仅共享约60%的基因，加之基因重复的快速演化，凸显出将一种作物的研究发现转化到另一种作物的挑战。为了研究主要作物和孤儿作物的育种策略，需要更广泛地理解属的基因组学。

脑皮质研究进展

　　《自然》封面：理解神经元功能及其所在突触结构的数据集。《自然》杂志第8058期封面文章报道了皮层网络的机器智能协作组研究进展。7篇论文绘制了一只小鼠视皮质中20万个细胞间5.23亿个突触的图谱，并在小鼠观看一系列视觉刺激时对其中约75000个神经元进行功能成像。系列论文介绍了数据集；神经元的连接性，绘制视皮质柱线路图；得出一般连接规则，开发了一个用于测试各种理论的数字模型；研究如何基于结构给不同神经元类型分类，探索了与基因表达数据匹配的神经元连接模式；开发一种新工具应用于大规模电子显微重构。

潮流事件

　　《自然》封面：二维刈幅测绘海洋表面特征的艺术再现图。《自然》杂志第8059期封面文章报道了地表水与海洋地形卫星的观测结果。被称为涡旋的海洋环流对海洋动力学有重大影响。中尺度涡旋（直径约100～300km）得到了比较深入的研究，但较小的亚中尺度（10～100km）涡旋在全球尺度上更难观察与评估。地表水与海洋地形卫星以二维刈幅测绘海洋表面特征，分辨率在1～10 km，使之不仅能测量亚中尺度涡旋，也能测量非线性内波，这是沿海洋内部密度面发生的波动，混合后会产生重要作用。这些亚中尺度活动的振幅可能非常大。

　　

线粒体呼吸链的细胞内架构

　　《科学》封面：在线粒体中，呼吸超复合体将质子泵入嵴膜间隙，形成电化学梯度，为腺苷三磷酸合酶提供动力。《科学》杂志第6740期封面文章报道了线粒体呼吸链在天然细胞环境中的完整结构组织。腺苷三磷酸合酶与呼吸复合物在嵴膜上呈现功能分区，并解析了细胞色素C与超复合体的天然结合位点，证实电子载体在原生环境中的精确排布方式。该研究解决了线粒体呼吸链在细胞内组织方式的长期争议，为氧化磷酸化机制提供了直接的结构证据。这些发现对理解线粒体功能障碍相关疾病（如神经退行性疾病）的分子基础具有重要价值。.

在灰烬中

　　《科学》封面：今年1月席卷美国加利福尼亚州阿尔塔迪纳的野火不仅烧毁了植被，还吞噬了房屋和车辆。《科学》杂志第6741期封面文章报道了城市野火的危害。城市野火烟雾中含有多种有毒化学物质的复杂混合物。数周后，这些化学物质仍附着在土壤和残留建筑结构上。研究人员建立计算机模型用以估算燃烧建筑的细节（如建材和房龄）对排放物的影响。近年来，这些.混合型野地与城市交界火灾.的风险已急剧上升，原因在于.城市化扩张使得更多房屋建在自然区域边缘。一些.环境因素，比如气候变暖与过度生长的森林共同助长了更大的火灾。.

非线性声学薄片显微技术：在毛细血管和细胞尺度上成像不透明器官

　　《科学》封面：超声波.揭示一个包含肿瘤供养血管的薄层组织切片。《科学》杂志第6742期封面文章报道了一种非线性声片显微技术的研究成果。该技术利用.非衍射超声波束.激发基因编码的气囊或合成微泡，通过交叉振幅调制序列将非线性散射限制在波长级薄层组织中。采用高频超声阵列，结合声散射探针（如癌细胞中遗传表达的探针或注射入血的微泡），实现对活体器官的微观结构成像。新技术突破光学显微镜限制，成像能力强，穿透深度大，可在不透明组织中成像数厘米深。成果可应用于肿瘤基因表达的三维追踪、坏死核心量化及脑血流测绘。

抵御植物病害的天然屏障

　　《科学》封面：感染黄龙病的柑橘树。《科学》杂志第6743期封面文章报道了一种参与茉莉酸激素信号传导的植物转录因子在抵抗黄龙病方面发挥的作用。黄龙病（HLB）是一种由亚洲柑橘木虱传播的毁灭性柑橘细菌性病害。HLB每年造成100亿美元的作物损失，大多数树木一旦感染，几年内就会死亡。研究人员已经发现了柑橘黄龙病侵染的关键机制，并开发了治疗性肽，可能挽救和恢复受感染的柑橘树。该研究或可攻克困扰全球农业百余年的“柑橘癌症”难题，为不可培养病原体防控提供新策略。

　　

月表水演化新发现：钛铁矿颗粒的双重使命

　　中国科学院国家空间科学中心徐于晨副研究员与中国科学院地质与地球物理研究所单丽宇、田恒次等人合作，对申请到的“嫦娥五号”月壤中的钛铁矿颗粒开展了水含量和氢同位素的分析，并对其风化层的微观结构进行了研究。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。联合团队采用纳米离子探针与透射电镜分析技术，对“嫦娥五号”月壤中挑选出的11个钛铁矿颗粒进行了系统分析，揭示了钛铁矿月壤颗粒在月表水的分布和储存中扮演的双重作用。钛铁矿能够通过与太阳风的高效相互作用，促进太阳风氢向水的转化；同时，受其晶体结构特性限制，钛铁矿风化层中生成的水难以长期稳定保存。

基于地表地质和基岩深度的中国100m分辨率场地分类图

　　中国地震局地球物理研究所谢俊举团队提出了一种融合地表地质类别与地下基岩深度的场地剪切波速预测新方法。相关成果发表于《工程地质学》（Engineering Geology）。高分辨率的工程场地分类图对于地表研究至关重要。当实地勘察难以实施或缺少场地钻孔剖面资料时，研究人员通常采用基于代理指标（如地质单元类别、地形坡度、地貌单元类别）的方法来估算关键参数，在此基础上进行场地分类。新技术通过整合1∶50万比例尺地质图与100m分辨率基岩深度数据集，绘制了考虑地质环境影响下场地剪切波速区域差异的全国100m分辨率的有关分布图，为地震区划考虑场地土层影响提供新参考。

月球南极-艾肯盆地“镁环”的岩石类型及成因

　　山东大学凌宗成等人利用拉曼光谱技术分析了我国“嫦娥六号”返回的月壤样品，获得了月球背面南极-艾肯（SPA）盆地富镁辉石环的首份矿物学“月面真值”。相关成果发表于《通讯·地球与环境》（Communications Earth & Environment）。位于月球背面的SPA盆地是月球上最大、最古老、最深的撞击盆地，占整个月球表面的近八分之一。该研究以月壤实物样品检验了SPA盆地“镁环”的撞击熔融成因模型，并认为“嫦娥六号”着陆区月壤的形成经历了原始古月壤形成、外来非月海物质混合、溅射物破碎与玻璃积累、冲击变质与细粒化改造及长期太空风化5个阶段，为重建月球最古老撞击事件的动力过程提供了关键线索。

地球表层20亿年的过渡性氧化

　　成都理工大学李超教授团队与南京大学鲍惠铭教授团队等合作，在重建地球表层氧化历史方面取得进展。相关成果发表于《自然》（Nature）。地球表层氧化过程是驱动生命起源、演化与繁盛，以及形成沉积矿产和油气资源的关键环境因素。然而学术界对于大气从无氧状态转变为富氧格局、大气与海洋如何相互作用等仍然存在争议。研究团队构建了长达20亿年的渐进式动态氧化框架，揭示出大气与海洋氧化在数亿年时间尺度上的正相关关系及在百万年时间尺度上的负相关关系。研究人员首次运用直接地质记录建立地球大气-海洋20亿年过渡性氧化历史，为深刻理解地球生命起源与演化及沉积矿产和油气形成提供了关键的环境背景。

　　

轴手性联芳基化合物的高效生物合成平台

　　清华大学生物医学交叉研究院刘臻实验室与黄牛团队合作，开展了在分子动力学模拟引导下黄酮类酶的定向进化研究。相关成果发表于《自然·合成》（Nature Synthesis）。轴手性是一类因单键旋转受限而形成的稳定立体异构体，其构型稳定性主要取决于旋转势垒及空间位阻效应。这类化合物广泛存在于天然产物、药物分子及手性配体和有机小分子催化剂中。如何高效且选择性地构建轴手性化合物，一直是合成化学和生物催化领域的研究热点。研究团队证明了黄素依赖的脱氢酶可以用于轴手性分子的合成，扩大了这类酶的已知用途。研究方法也为其他与生物催化转化相关的蛋白质体系的设计和优化提供了重要参考。

檀香精油高效生物合成

　　中国科学院天津工业生物技术研究所王冬、戴住波和张学礼等人构建了高效生产檀香醇的酵母细胞工厂，创造了目前文献报道的最高产量纪录，达到10.4g/L，为檀香精油的绿色、低成本生物制造提供了平台基础。相关成果发表于《农业与食品化学杂志》（Journal of Agricultural and Food Chemistry）。檀香精油，源于檀香木心材，以其深邃、温暖、持久的独特木质香气，被誉为“液体黄金”，是世界最顶级的天然香料之一。该研究通过工程化改造酵母过氧化物酶体，可有效突破关键酶的限制，实现檀香精油等香精香料的可持续、规模化发酵生产，成为解决资源瓶颈、保障稳定供应的生物合成途径之一。

天然药源分子生物合成研究

　　北京大学药学院马明教授团队开展了两个焦磷酸硫胺素依赖酶的结构研究，以及在碳-碳键连接反应方面的催化应用。相关成果发表于《自然·化学》（Nature Chemistry）。焦磷酸硫胺素依赖酶是以焦磷酸硫胺素（维生素B1的磷酸化形式）为辅因子的一类酶，它们在氨基酸代谢、糖代谢等初级代谢中扮演重要角色。该研究揭示了天然药源分子生物合成中新颖的酶催化机制，为合成生物学规模化制造复杂天然药物提供了酶催化元件。新方法构建了多酶级联催化体系，通过提供简单的原料分子，酶法全合成了36个结构复杂的呋喃内酯类抗生素类似物，实现了在天然药源分子碳骨架构建中的催化应用。

人工法尼醇环氧化酶赋能萜类化合物的简洁高效全合成

　　上海交通大学李健副教授团队与海军军医大学/中国医学科学院药用植物研究所张卫东教授团队合作，在化学与生物协同催化赋能中药萜类成分全合成研究方面取得进展。相关成果发表于《科学》（Science）。萜类化合物是一类重要的中药活性成分，是新药发现的巨大宝库（如青蒿素、紫杉醇等），但往往高活性成分的天然丰度较低，严重影响后续的研究与应用。如何利用替代手段高效制备低丰度活性成分是目前研究的主要挑战。该研究推动了化学生物协同的低丰度高活性成分合成范式转变，即由以往对天然或既有酶催化剂的依赖和简单改造，迈向合成化学家根据合成策略需求精准设计与优化理想生物催化剂的新阶段。

　　

磁场增强的垂直集成实现无绳软体机器人的具身智能

　　清华大学深圳国际研究生院副教授丁文伯、周光敏与合作者在磁驱动柔性电池集成机器人上取得新进展。相关成果发表于《科学进展》（Science Advances）。软体动物如章鱼、水母和鳐鱼，能够通过在组织内部无缝集成运动、感知与能量供给系统，实现对复杂环境的适应性运动，这种天然架构体现了生物的具身智能。研究团队设计了一种磁驱动柔性电池集成机器人。该机器人集成的抗形变柔性电池，在机器人固有磁场增强下表现出优异性能。这种执行器、电池、传感器的柔性垂直集成方法最大化了功能区域的利用率，并在仿鳐鱼软体机器人中得以实现，从而构建了一个具备感知、通信和稳定供能的无束缚平台。

超高热流密度芯片嵌入式微流冷却

　　北京大学力学与工程科学学院能源与资源工程系宋柏研究员团队提出“歧管-微射流-锯齿微通道”复合嵌入式微流结构，使用单相水作为冷却液实现了超高热流密度芯片冷却。相关成果发表于《自然·电子学》（Nature Electronics）。该微射流增强的嵌入式岐管微通道冷却技术为电力电子和射频雷达等超高热流密度芯片的热管理提供了新思路、新方法、新器件，可同时显著提升冷却性能和能效，且无需依赖超高热导率基底和高性能热界面材料。更为关键的是，该技术采用基于硅基微机电系标准工艺制造，与现有集成电路产线兼容，在考虑产业化潜力的前提下，推动了芯片冷却技术极限散热能力的探索。

机器人展示集体智能的原理

　　中国科学院沈阳自动化研究所杨永良、刘连庆等人在集群机器人研究方面取得进展。相关成果发表于《细胞报告物质科学》（Cell Reports Physical Science）。自然界中动物的集群行为启发了机器人学的发展，比如模仿蚁群的多机器人路径规划和模仿鱼群的避障与协同控制。科研团队将工程科学与生命科学集成融合，设计了一套包含50个直径10cm的圆形机器人的集群系统，通过在外壳中嵌入不同强度的磁铁模拟细胞间黏附力的差异。实验发现了黏附力差异与分选速度之间的非线性关系：当机器人之间的模拟黏附力差异显著或非常小时，分选排序快速完成；而在中等黏附力差异水平下，排序过程显著变慢。

具有近原子级光滑边缘和明确边缘取向的高质量窄黑磷纳米带

　　上海交通大学信息与电子工程学院陈长鑫教授研究团队在黑磷纳米带及其晶体管和光电探测器研究上取得新进展。相关成果发表于《自然·材料》（Nature Material）。具有合适带隙、高迁移率且特性可调的沟道材料，是实现高性能、低功耗晶体管及大规模集成电路的核心关键。黑磷因其优异的电学特性，被视为新一代晶体管沟道的理想候选材料。研究团队对具有轻微晶格增大的扶手椅型块体黑磷晶体采用声化学剥离方法，成功高产率制备出高质量窄型黑磷纳米带，这些纳米带边缘洁净、接近原子级光滑，且具有明确的边缘取向。研究人员进一步利用制备的黑磷纳米带成功研制出高性能场效应晶体管和光电探测器。

　　

蚜虫高效传播作物病毒的新机制

　　中国科学院动物研究所孙玉诚团队，解析了蚜虫唾液蛋白通过改变植物维管系统中阻塞性蛋白的构象，阐明蚜传病毒系统性侵染的分子机制。相关成果发表于《先进科学》（Advanced Science）。桃蚜在取食为害时，会大量分泌一种关键的唾液效应蛋白“葡萄糖脱氢酶”进入植物维管系统的韧皮部。它通过氧化还原作用在韧皮部筛管内形成氧化性的微环境，促进筛管阻塞蛋白C-末端保守的半胱氨酸残基之间形成分子间二硫键，并协同其N-末端的内在无序区驱动筛管阻塞蛋白由分散状态转变为高度有序的聚合结构。突变蛋白无法在氧化环境下有效聚合，不利于病毒通过韧皮部筛管进行远距离扩散。

新型口蹄疫纳米颗粒疫苗研发

　　华中农业大学钱平、李祥敏教授团队联合中国农业科学院兰州兽医研究所卢曾军团队和中国科学院武汉病毒所曹晟团队在新型口蹄疫纳米颗粒疫苗研发领域取得进展。相关成果发表于《ACS纳米》（ACS Nano）。口蹄疫由口蹄疫病毒引起，是全球畜牧业领域危害最严重的动物疫病之一，具有高度传染性与经济破坏性，可感染牛、猪等多种家畜及野生偶蹄类动物。联合研究团队通过原核表达系统实现了多种纳米颗粒疫苗的高效制备，并系统开展了疫苗保护性免疫效果的体内外评估。小鼠和猪实验都显示该疫苗可诱导机体产生强效免疫应答，实现对感染的保护，同时展现出广谱交叉保护能力，为疫苗产业化提供研究基础。

高原人群多组学综合资源库发布

　　中国科学院昆明动物研究所宿兵团队与中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）赵文明团队合作，构建了高原人群多组学综合资源库。相关成果发表于《基因组蛋白质组与生物信息学》（Genomics, Proteomics & Bioinformatics）。数据库整合了来自青藏高原、安第斯高原和埃塞俄比亚高原三大高海拔地区共29977名个体的表型、基因组及遗传关联数据，提供六大功能模块。比如高原人群表型跨海拔与跨群体比较的可视化信息，高原人群基因组多样性、群体结构、祖先成分与自然选择信号的交互式分析界面，高原人群的基因组变异与基因的完整目录，高原人群全基因组关联研究信息汇总等内容和工具。

公共卫生监测忽视的哺乳动物中病原体及抗生素耐药基因的广泛跨物种传播

　　复旦大学公共卫生学院、上海市重大传染病和生物安全研究院粟硕教授团队联合中国科学院微生物研究所等单位，系统解析哺乳动物微生物“暗物质”。相关成果发表于《细胞》（Cell）。受制于低丰度微生物检测灵敏度不足、物种注释分辨率有限及抗生素耐药基因与可移动遗传元件的耦合机制不明等瓶颈，哺乳动物体内微生物病原体与耐药基因的多样性和跨物种传播机制难以系统性解析。研究团队构建了多组学高分辨率微生物组解析框架，完成了低丰度及新型微生物的精确鉴定等一系列工作。研究揭示了病原体及耐药基因跨宿主传播网络，拓展了人类对微生物多样性与潜在生态风险的认知。