《自然》

母亲对婴儿肠道微生物群和健康的影响

荷兰格罗宁根大学的Alexandra Zhernakova团队揭示了母亲对婴儿肠道微生物群和健康的影响。相关研究成果近日发表于《自然》。

婴儿肠道菌群的建立对后期健康至关重要，但如何受母体及早期生命因素影响仍不明确。该研究对荷兰出生队列Lifelines NEXT中714对母婴的4526份纵向粪便样本进行了宏基因组测序，时间跨度从妊娠12周至产后1年。研究人员将这些数据与474项临床和暴露变量，以及母乳和阴道微生物群的超深度测序结果相结合。

研究发现，母体肠道菌群在妊娠期和产后仅发生轻微变化，受饮食、感染及孕前吸烟等因素影响。母体肠道菌群是婴儿肠道菌种的主要来源，仅偶尔通过阴道和母乳中的微生物群进行传播。母婴肠道菌种共享具有时间依赖性，母体肠道菌种丰度越高，菌种传播的可能性越大。

研究人员还发现，母体肠道菌群可预测婴儿湿疹的发生。分娩方式和喂养方式主要塑造了婴儿肠道菌群及其功能特征，而母体暴露因素也起一定作用。在585名阴道分娩的婴儿中，有155例在家分娩，但家庭分娩与婴儿肠道菌群组成的相关性仅属中等程度，与其他分娩参数类似。

该研究强调，母亲及其微生物组在塑造婴儿肠道生态系统及早期健康结局方面起着核心作用。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10922-9

用于双轨擦除量子比特的纠缠门

加拿大D-Wave Quantum公司团队研究了用于双轨擦除量子比特的纠缠门。相关研究成果近日发表于《自然》。

量子纠错很可能是充分发挥量子计算潜力的必要条件，但这一过程伴随着巨大的硬件开销，且要求具有极低的量子比特门错误率。这些要求可以通过设计具有强错误层级的量子比特缓解，即最常见的噪声信道同时也是最容易纠正的信道。当可检测到的泄漏误差在计算子空间外占主导地位，且远大于残余泡利误差时，擦除量子比特便能实现这一目标，从而提高阈值并改善编码距离的扩展性。实际上，这些优势只有在所有门操作和运算过程中尽可能保持这种错误层级的情况下才能实现。

研究人员设计并实现了一种用于双轨腔量子比特的两量子比特纠缠门，这类量子比特是一种编码在超导微波腔对中的擦除量子比特。实验证实，在该门操作过程中错误层级基本得以保持。该门速度较快，持续时间约500纳秒，每次门的擦除率低至约0.5%，残余泡利错误低于0.1%，且对相位失真误差具有明显倾向性，在10-6级时几乎不存在比特翻转。

这些结果为实现更快速的纠错系统提供了可能，即在系统扩展时能迅速抑制错误。研究人员通过详细的表面码模拟支持了这一观点。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-10822-y

《科学》

生态进化反馈重塑果园蝇系统的竞争动态

美国普林斯顿大学的Jonathan M. Levine团队发现生态进化反馈重塑了果园蝇系统的竞争动态。相关研究成果近日发表于《科学》。

竞争与进化的相互反馈是关于物种多样性起源与维持假说的核心。然而，竞争诱导的进化是否足够迅速、一致且强烈，以便在生态时间尺度上维持多样性，至今仍未明确。

研究人员开展了一项户外中尺度实验，研究了4种果园蝇物种的相互竞争，并操控了各物种进化的能力。结果显示，在表型层面存在显著的竞争诱导快速进化现象，且该变化通常在不同物种间同步发生。这种进化显著影响了所有物种对的种群竞争动态，通常增加了较稀有物种的丰度，并在其中一对物种中逆转了丰度等级。

这些结果表明，竞争与进化之间的反馈机制可能普遍存在，并能在生态时间尺度上维持物种多样性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.aee8723

真核生物染色体是一个两态系统

美国斯坦福大学的Roger D. Kornberg团队揭示了真核生物染色体是一个通过体积相变相互转换的两态系统。相关研究成果近日发表于《科学》。

中期染色体的形成依赖于凝集蛋白的活性，这些DNA转位酶通过环状挤压过程缩短染色体长度。然而，长度的缩短并不能解释在凝聚状态下染色质密度增加的现象。

研究表明，真核染色体是离子水凝胶，染色体物质是一个两态系统，通过体积相变在凝聚和去凝聚状态之间相互转换，类似于液气过渡。组蛋白尾部和DNA之间的离子接触，通过组蛋白乙酰化和去乙酰化过程形成并断裂，可能控制这种转变，并负责异染色质中的凝聚和常染色质中的去凝聚。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adz1083