《科学》

本世纪中叶人类对全球海洋生态系统的累积影响将大量增加

美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的Benjamin S. Halpern团队预计，到本世纪中叶，人类对全球海洋生态系统的累积影响将增加一倍以上。9月4日，相关研究成果发表于《科学》。

人类活动带来的压力预计将显著增加，影响全球的海洋生态系统。为规划一个可持续的未来，人们需要预测多种压力累积影响的分布。

研究组绘制了本世纪中叶两种气候情景下，10种气候、陆地、渔业和其他压力对20种海洋栖息地的未来累积影响分布图（10千米分辨率）。结果发现，全球累积影响预计将增加2.2至2.6倍，沿海栖息地面临的影响更大，但近海地区面临的影响更快，特别是在赤道地区。

此外，许多依赖海洋资源的国家受到的影响将大大增加。将这些成果纳入战略政策和管理中，将为更可持续地保护海洋生态系统提供支持。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adv2906

《自然》

皮质糖代谢的重编程促进人类脑癌生长

美国密歇根大学的Daniel R. Wahl团队提出，皮质糖代谢的重编程促进了人类脑癌生长。相关论文近日发表于《自然》。

大脑会大量消耗葡萄糖来为神经生理活动供能。脑部癌症，如胶质母细胞瘤，则会放弃生理完整性，获得增殖和侵袭健康组织的能力。然而，脑癌是如何通过葡萄糖驱动其侵袭性生长的，目前尚不清楚。

研究人员将13C标记的葡萄糖注入脑癌患者和患癌小鼠中，并结合定量代谢通量分析，绘制出肿瘤组织与大脑皮层中葡萄糖衍生碳的命运。通过直接和全面测量皮层和胶质瘤组织中的碳和氮标记，他们确定了相关的代谢转化。

在人类大脑皮层中，葡萄糖衍生碳为必要的生理过程提供燃料，包括三羧酸循环氧化和神经递质合成。相反，胶质瘤会下调这些过程，并从环境中清除氨基酸等替代碳，将葡萄糖衍生的碳重新用于生成增殖和侵袭所需的分子。在小鼠模型中，研究人员通过膳食氨基酸调节靶向这种代谢重组，选择性地改变胶质母细胞瘤的代谢，减缓肿瘤的生长，并增强标准治疗的疗效。

这些发现阐明了侵袭性脑肿瘤是如何利用葡萄糖抑制正常生理活动以促进恶性扩张的，为提高治疗效果提供了潜在的治疗策略。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09460-7

《自然-光子学》

具有未受损时空分辨率的多光谱活细胞成像

英国医学研究理事会分子生物学实验室的James D.Manton团队研究了具有未受损时空分辨率的多光谱活细胞成像。9月8日，相关论文发表于《自然-光子学》。

多光谱成像是一种成熟的方法，可以将荧光成像中可选颜色的数量扩展到典型的3种或4种以上。然而，由于需要将光分离到许多光谱通道中，标准方法不适合活细胞成像，并且解混算法难以处理低信噪比数据。

研究人员介绍了一种在活细胞中进行多光谱成像的方法，该方法包括迭代光谱分解算法和基于八通道相机的图像采集硬件。这使得以视频速率捕获的低信噪比数据集能够被准确解混，同时保持衍射有限的空间分辨率。研究人员将这种方法应用于商用旋转盘共聚焦显微镜和自制斜平面光片显微镜，同时对1至7种光谱上不同的荧光团进行成像。

研究人员进一步开发了用有机荧光团标记的蛋白质结合蛋白，并将其与多光谱成像方法相结合，以研究内源性水平上细胞表面受体的内体运输过程。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41566-025-01745-7

《细胞研究》

研究提出对维生素K依赖性骨钙素γ-羧化的结构见解

美国圣路易斯华盛顿大学医学院的栗卫凯团队提出了对维生素K依赖性骨钙素γ-羧化的结构见解。近日，相关研究成果发表于《细胞研究》。

骨钙素的γ-羧化状态决定了其在骨骼矿化或全身代谢中的基本功能，是骨骼健康和维生素K营养状况的重要生物标志物。谷氨酸残基的这种翻译后修饰由膜嵌入的维生素K依赖性γ-羧化酶（VKGC）催化，这种酶通过紧密结合的前肽来识别蛋白质底物，从而触发γ-羧化。然而，骨钙素前肽对VKGC的亲和力可以忽略不计。

为了解潜在的分子机制，研究人员测定了骨钙素携带天然前肽或高亲和力变体在不同羧化状态下的VKGC冷冻电镜结构。这些结构揭示了VKGC中有一个大腔室，该腔室将未羧化和部分羧化的骨钙素维持在部分展开的构象中，从而使其富含谷氨酸的区域和C端螺旋在多个位点与VKGC结合。这一成熟区域与低亲和力前肽结合可有效刺激VKGC活性。然而，低亲和力的前肽使骨钙素在低维生素K水平下易于羧化，从而作为可识别的生物标志物。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41422-025-01161-0