《自然》

蓝斑核去甲肾上腺素能神经元的拓扑结构与功能

美国艾伦神经动力学研究所的Jeremiah Y. Cohen团队研究了蓝斑核去甲肾上腺素能神经元的拓扑结构和功能。近日，相关成果发表于《自然》。

去甲肾上腺素由蓝斑核中的神经元释放到中枢神经系统的大部分区域。研究人员鉴定了小鼠蓝斑核内去甲肾上腺素能神经元的形态、基因表达与活动之间的关系。单个神经元的轴突投射广泛，但很大程度上局限于脑区的特定亚群。轴突投射和梯度化的基因表达与蓝斑核中胞体的位置相关。在一项需要从行动中持续学习的任务中，当小鼠改变选择时，在驱动学习的奖励预测误差信号作用下，投射到新皮层的蓝斑核背侧神经元被激活。当小鼠忽略提示潜在奖赏可用性的刺激时，蓝斑核腹侧神经元的背景活动水平更高。

这些观察揭示了神经递质系统的拓扑化组织结构和功能，并表明该系统包含支持灵活行为的学习信号。

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https://doi.org/10.1038/s41586-026-11026-0

黏连蛋白重塑复制叉接触促进减速和逆转

瑞士苏黎世大学的Massimo Lopes团队发现黏连蛋白通过重塑复制叉接触，帮助其减速和逆转。近日，相关研究成果发表于《自然》。

DNA复制叉可能会受到抗癌化疗的影响，导致单链DNA积累和DNA合成减慢。复制应激条件下复制叉的高度可塑性确保了复制叉稳定性、损伤耐受性和基因组的完整复制。复制叉的启动和推进发生在三维组织的基因组中。黏连蛋白复合物介导的DNA环挤出组织基因组，并调控DNA复制起始位点的启动和定位。尽管最近有研究报道了在未受扰动复制过程中姐妹复制叉的瞬时相互作用，但复制应激期间复制叉接触的功能相关性，以及黏连蛋白在此背景下的作用仍不清楚。

研究发现，黏连蛋白介导的环挤出重排了应激的复制叉处的新生DNA接触，从而促进基因组稳定性。挤出环的黏连蛋白在停滞的复制叉处积累，限制姐妹复制叉耦合，从而有利于复制子间的接触。这一过程通过阻止PRIMPOL对单链DNA的作用，促进复制叉的主动减速和逆转。这些发现表明，复制应激反应不仅是单个调控事件的累积，而且通过黏连蛋白环挤出在基因组范围内进行拓扑整合。研究结果不仅揭示了环挤出黏连蛋白的新功能，还提示肿瘤中频繁出现的黏连蛋白突变可能对癌症治疗产生潜在影响。

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https://doi.org/10.1038/s41586-026-11034-0

《细胞》

研究绘制海洋原核浮游生物单细胞分辨基因组图谱

美国毕格罗海洋科学实验室的Ramunas Stepanauskas团队绘制了海洋中原核浮游生物的单细胞分辨基因组图谱。近日，相关研究成果发表于《细胞》。

海洋的无光层中容纳了3/4的浮游细菌和古菌（原核浮游生物），其组成、生态学和生物技术潜力仍鲜为人知。为填补这一知识空白，研究人员创建了“全球海洋参考基因组—暗区”数据集，包含9698个原核浮游生物单细胞基因组，样本广泛采集自海洋透光层以下，覆盖多样的深度、地理位置和环境条件。

生物地理学分析揭示了原核浮游生物向深渊延伸的垂直分层现象，发现了附着在颗粒物上的Pelagibacterales谱系，以及此前被忽视的波罗的海和黑海中的Patescibacteria和Nanoarchaeota的丰度。研究人员在遍及无光层海洋的原核浮游生物谱系中，鉴定出化能自养、具有药理价值的次级代谢产物，以及一种独特类型的蛋白视紫红质。

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https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.08.036

《科学》

CRISPR-Cas起源处RNA引导DNA识别的非连续代码

美国加州大学伯克利分校的Peter H. Yoon等科学家发现了CRISPR-Cas起源处RNA引导DNA识别的非连续代码。近日，相关研究成果发表于《科学》。

CRISPR-Cas提供了RNA介导的适应性免疫，但其首个RNA引导效应器如何出现尚不清楚。研究人员报道了一类新系统——病毒干扰可编程重复（VIPR）系统，其由Vipr蛋白和VIPR RNA（vrRNA）构成，Vipr蛋白是最早CRISPR-Cas效应器的祖先，而vrRNA则由交替排列的GGY/NN基序构成。与通过连续互补与靶核酸配对的标准向导RNA不同，vrRNA通过一种非连续代码识别双链DNA，其中可变的NN二核苷酸共同指定一个带缺口的靶序列。对天然vrRNA靶标的分析表明，VIPR系统作用于对抗竞争性噬菌体。研究人员通过重新定向该复合物进行转录抑制，证明了其可编程的噬菌体防御能力。这些结果表明适应性免疫起源于病毒之间的古老“战争”，揭示了一种此前未被识别的序列信息编码逻辑。

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https://doi.org/10.1126/science.aei0498