神經(jīng)科學(xué)方向：解碼大腦的時(shí)空動(dòng)態(tài)

1、全腦晝夜節律神經(jīng)活動(dòng)圖譜

Science | 日本理化學(xué)研究所

哺乳動(dòng)物的大腦由許多解剖學(xué)區域組成，盡管這些區域連接廣泛，但它們具有不同的功能。在晝夜周期中，自發(fā)性神經(jīng)活動(dòng)是如何在各個(gè)區域之間協(xié)調的，這一點(diǎn)仍然不清楚。作者在持續黑暗的環(huán)境下，對兩天內收集的 144 只小鼠的大腦進(jìn)行了組織透明化處理和全腦 c-Fos 免疫染色。單細胞分辨率下呈現出642 個(gè)解剖學(xué)定義的區域79% 的區域在不同的晝夜階段呈現振蕩，不同腦區呈現功能特化相關(guān)的節律相位差異。體素分析進(jìn)一步表明腦區內存在復雜的時(shí)空協(xié)調機制。此外，使用組學(xué)衍生的預測方法，可以從整體 c-Fos 模式中準確推斷出大腦的晝夜時(shí)間。此全腦晝夜圖譜加深了作者對神經(jīng)協(xié)調的理解，并為將一天中的時(shí)間信息整合到功能和藥理學(xué)研究中提供重要資源。

核心技術(shù)：組織透明化 + 全腦免疫染色 + 光片顯微鏡成像 + 機器學(xué)習圖像分析

DOI: 10.1126/science.aea3381

2、少突膠質(zhì)細胞全腦時(shí)空圖譜

Cell | 約翰霍普金斯大學(xué)

髓鞘絕緣鞘可加速哺乳動(dòng)物大腦中的神經(jīng)元通訊。生成髓鞘的少突膠質(zhì)細胞在生命全程持續產(chǎn)生，以逐漸增加髓鞘覆蓋范圍，但這些動(dòng)態(tài)變化尚未在全腦范圍內被定義。作者開(kāi)發(fā)了一種細胞定位流程，涉及組織透明化、光片顯微鏡技術(shù)和人工智能輔助分析，以確定數百萬(wàn)少突膠質(zhì)細胞的精確位置并評估小鼠大腦的區域髓鞘密度。這些圖譜揭示了少突膠質(zhì)細胞模式的多樣性，這種多樣性在大腦半球、個(gè)體和性別間具有一致性，但同時(shí)表現出年齡和區域特異性差異。將這些圖譜與轉錄組學(xué)及超微結構數據集整合，不僅證實(shí)了髓鞘的分布受軸突特性、神經(jīng)元活動(dòng)及區域程序三重因素共同調控，還指出了脫髓鞘病變與淀粉樣蛋白病理中的區域易損性差異。

測序技術(shù)方法：?jiǎn)渭毎鸕NA測序；空間轉錄組學(xué)

DOI:10.1016/j.cell.2026.01.025

3、小鼠海馬體單細胞翻譯組圖譜

Nature | 加州大學(xué)

大腦展現出豐富的轉錄后機調控機制，其中，可變剪接已被證實(shí)可驅動(dòng)細胞類(lèi)型特異性，當其功能受損時(shí)與神經(jīng)系統疾病密切相關(guān)。作者采用 APOBEC 介導的核糖體靶標分析（Ribo-stamp）技術(shù)，結合短讀長(cháng)和長(cháng)讀長(cháng)單細胞轉錄組測序，首次構建了出生后25天小鼠海馬體同工型特異性單細胞翻譯組圖譜，發(fā)現1,641個(gè)基因的3,857個(gè)可變轉錄本存在細胞類(lèi)型特異性翻譯，并鑒定出同一基因在8種不同細胞類(lèi)型內及跨細胞類(lèi)型的差異翻譯亞型。揭示了海馬體CA1與CA3區神經(jīng)元在翻譯狀態(tài)上的差異，并解析了單細胞水平的轉錄本同工型翻譯調控規律，這些發(fā)現將深化對細胞類(lèi)型與亞型特異性翻譯在驅動(dòng)大腦生理功能及疾病機制中作用的理解。

測序技術(shù)方法：?jiǎn)渭毎薘NA測序；單細胞核Ribo-STAMP測序；長(cháng)讀長(cháng)單細胞RNA測序（MAS-ISO-seq）；eCLIP測序；轉錄組測序

DOI:10.1038/s41586-026-10118-1

4、斑馬魚(yú)指南神經(jīng)元可塑性機制

Nature | 慕尼黑工業(yè)大學(xué)

視覺(jué)可為動(dòng)物在環(huán)境中導航提供信息。地標可用于維持航向，而光流可被整合以估算轉向。盡管已有研究表明多種物種的頭部方向（HD）神經(jīng)元利用這些視覺(jué)線(xiàn)索，但脊椎動(dòng)物中這一過(guò)程的神經(jīng)回路機制仍不明確。本研究利用小型脊椎動(dòng)物模型–幼年斑馬魚(yú)結合，證實(shí)斑馬魚(yú)HD細胞能夠有效整合視覺(jué)地標和光流信息，追蹤多個(gè)視覺(jué)場(chǎng)景的方向。作者發(fā)現地標追蹤需要韁核向腳間核的側向投射，該結構由HD神經(jīng)元突起支配。生理學(xué)與形態(tài)學(xué)的相似性表明，韁核軸突中存在類(lèi)似于果蠅環(huán)神經(jīng)元的赫布機制。斑馬魚(yú)幼體后腦HD細胞在缺乏復雜視覺(jué)端腦的情況下仍能利用視覺(jué)線(xiàn)索，這一發(fā)現為脊椎動(dòng)物導航回路的進(jìn)化提供了新見(jiàn)解。

DOI:10.1038/s41586-025-09888-x

5、脊髓背角發(fā)育時(shí)空邏輯

Science | 美國國家神經(jīng)疾病與卒中研究所

哺乳動(dòng)物脊髓的背角由多個(gè)神經(jīng)板構成，每個(gè)神經(jīng)板層均分布著(zhù)不同類(lèi)型的神經(jīng)元，具有獨特的神經(jīng)回路連接，并在行為中發(fā)揮特定功能。一個(gè)懸而未決的問(wèn)題是：這種組織結構如何從看似同質(zhì)的神經(jīng)祖細胞池中在發(fā)育過(guò)程中形成？本研究揭示，小鼠背側神經(jīng)元的分化過(guò)程既包含時(shí)間維度的動(dòng)態(tài)演變——相關(guān)細胞類(lèi)型家族以時(shí)間隊列形式相繼誕生，也包含空間-分子梯度的調控——這種梯度決定了具體細胞類(lèi)型的分化方向。興奮性神經(jīng)元的時(shí)序拓撲排列是背角解剖組織的關(guān)鍵決定因素。背角祖細胞并非均質(zhì)群體，空間梯度將每個(gè)時(shí)間家族進(jìn)一步細分為分子離散的神經(jīng)元類(lèi)型，最終形成特化的背角神經(jīng)元。

測序技術(shù)方法：?jiǎn)渭毎鸕NA-seq（10X Genomics）；空間轉錄組學(xué)（10X Genomics Xenium）；整合分析已發(fā)表單細胞數據

DOI:10.1126/science.adx5781

發(fā)育生物學(xué)方向：追蹤生命起源的細胞軌跡

6、全身器官3D單細胞圖譜

Cell | 東京大學(xué)

本文報道了CUBIC Organ/Body Atlas，研究團隊構建了為11種成年小鼠器官（心臟、肺、肝、胰腺、腎臟、膀胱、附睪、睪丸、子宮、甲狀腺、唾液腺）及新生小鼠全身三維單細胞分辨率的參考圖譜。為構建該圖譜，作者優(yōu)化了CUBIC透明化方案，并開(kāi)發(fā)了exMOVIE成像系統——該系統具備足夠的工作距離和軸向分辨率，可實(shí)現器官/身體范圍的三維成像及后續細胞核檢測。該圖譜支持多樣本間的單細胞分辨率比較分析，適用于器官發(fā)育研究、疾病狀態(tài)分析以及三維免疫染色的全身免疫細胞譜分析。

核心技術(shù)：CUBIC組織透明化 + exMOVIE光片顯微鏡成像 + GPU加速細胞檢測 + 圖像配準與圖譜構建。

DOI:10.1016/j.cell.2025.12.057

7、內皮細胞胚胎發(fā)育單細胞時(shí)序圖譜

Cell | 中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院、華南理工大學(xué)、廣州國家實(shí)驗室和西湖大學(xué)聯(lián)合團隊

內皮細胞是脊椎動(dòng)物循環(huán)系統的基本組成部分；然而，目前尚未建立全面描述內皮細胞如何獲得器官特異性轉錄組異質(zhì)性的圖譜。研究團隊構建了一個(gè)涵蓋小鼠整個(gè)胚胎發(fā)育過(guò)程的時(shí)序性?xún)绕べY源圖譜，包括26個(gè)發(fā)育時(shí)間點(diǎn)和8個(gè)器官。通過(guò)跨器官時(shí)序比較，揭示了器官特異性?xún)绕ぜ毎某霈F時(shí)間、譜系軌跡以及其器官特異性基因和通路。利用這些資源，發(fā)現大多數內皮細胞在妊娠晚期之前就已表現出可區分的器官特異性。人和小鼠的肺內皮細胞經(jīng)歷了一個(gè)進(jìn)化上保守的轉錄轉變。特異性敲除內皮細胞中肺內皮富集的轉錄因子Casz1，會(huì )導致血管生長(cháng)異常、肺內皮器官特異性分化受阻以及上皮-內皮細胞間通訊缺陷。此研究揭示了器官特異性?xún)绕ぜ毎只幕驹?，為今后疾病解析奠定了堅?shí)的基礎。

測序技術(shù)方法：?jiǎn)渭毎鸕NA測序（10X Genomics）；空間轉錄組學(xué)；Cut&Tag測序；bulk RNA-seq；已發(fā)表的單細胞轉錄組數據整合分析

DOI:10.1016/j.cell.2026.01.002

8、哺乳動(dòng)物皮脊的形成機制

Nature | 華盛頓州立大學(xué)，武漢大學(xué)等

人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中體毛的消失長(cháng)期以來(lái)一直困擾著(zhù)科學(xué)家和公眾。毛發(fā)密度降低與皮脊的獲得在時(shí)間上吻合，然而，皮脊發(fā)育時(shí)間和分子機制卻鮮為人知。對人類(lèi)和豬皮膚發(fā)育的研究表明，皮脊通過(guò)一種與毛囊和汗腺無(wú)關(guān)的機制形成，它們建立由相互連接的表皮內陷形成的。在此，作者記錄了皮脊在哺乳動(dòng)物（包括灰熊和海豚）中的存在，并展示了新生豬的傷口能夠從頭再生皮脊。多物種的時(shí)空轉錄組學(xué)分析揭示了在皮脊形態(tài)發(fā)生過(guò)程中，表皮細胞和真皮細胞之間存在著(zhù)顯著(zhù)的信號相互作用，特別BMP介導的信號通路。小鼠指墊皮膚能形成皮脊，且其功能需要表皮BMP信號的參與。作者提出，哺乳動(dòng)物皮膚中皮脊的進(jìn)化涉及分子程序的更替：由原先形成離散的微觀(guān)附屬器（包括毛囊和汗腺）的程序，轉變?yōu)橐环N用于形成相互連接的附屬器網(wǎng)絡(luò )的獨特程序。BMP的廣泛表皮激活對于圍繞下方真皮凹陷區域組織形成的皮脊網(wǎng)絡(luò )至關(guān)重要。

測序技術(shù)方法：?jiǎn)渭毎鸕NA測序；空間轉錄組學(xué)；已發(fā)表的單細胞轉錄組數據整合分析

DOI:10.1038/s41586-025-10055-5

9、多能干細胞重建睪丸

Science | 大阪大學(xué)

性腺體細胞的正確分化對于性別決定及性激素與配子的產(chǎn)生至關(guān)重要，而在體外重建這一過(guò)程將深化對該機制的理解，并實(shí)現配子的體外生成。本研究報道利用小鼠多能干細胞重建睪丸體細胞的方法。該重建過(guò)程重現了性別決定機制，產(chǎn)生的細胞類(lèi)型可形成生精小管及相鄰間質(zhì)組織。重建的睪丸組織整合了多能干細胞來(lái)源的原始生殖細胞，并支持其分化為精原干細胞。這些精原干細胞移植至睪丸后可分化為功能性精子。本研究為深化性別決定機制的理解及建立雄性生殖細胞系的替代來(lái)源提供了新思路。

DOI:10.1126/science.aea0296

10、小腦發(fā)育基因調控進(jìn)化

Science | 海德堡大學(xué)

基因調控變化被認為是進(jìn)化創(chuàng )新的主要驅動(dòng)力，包括人類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中小腦的擴張，但這些機制仍大部分未被探索。本研究整合了六種哺乳動(dòng)物（人類(lèi)、倭黑猩猩、獼猴、狨猴、小鼠和負鼠）的單細胞基因表達與染色質(zhì)可及性測量數據，揭示了小腦發(fā)育中保守與分化的調控網(wǎng)絡(luò )。鑒定了細胞身份的核心調控因子，并通過(guò)基于序列的模型揭示了保守的調控密碼。通過(guò)預測240種哺乳動(dòng)物的染色質(zhì)可及性，重建了人類(lèi)順式調控元件的進(jìn)化史，識別出與正向選擇和基因表達變化相關(guān)的調控集合，包括小腦祖細胞中 THRB 表達?？傮w而言，此項研究揭示了調控小腦發(fā)育的共有及哺乳動(dòng)物譜系特異性調控程序。

測序技術(shù)方法：?jiǎn)渭毎薘NA-seq；單細胞核ATAC-seq；單細胞核多組學(xué)測序（snMultiome）；RNA測序；已發(fā)表的單細胞數據整合

DOI:10.1126/science.adw9154

進(jìn)化與適應性方向：破解生命多樣性的遺傳密碼

11、糖食鳥(niǎo)類(lèi)基因組趨同進(jìn)化

Science | 哈佛大學(xué)

高糖飲食會(huì )導致人類(lèi)代謝性疾病，然而多個(gè)鳥(niǎo)類(lèi)譜系卻趨同進(jìn)化出以富含糖分的花蜜或果實(shí)為食的適應性。通過(guò)構建九個(gè)新基因組和90個(gè)組織特異性轉錄組，研究了蜂鳥(niǎo)、鸚鵡、蜜鳥(niǎo)和太陽(yáng)鳥(niǎo)的分子機制。比較分析顯示，糖食鳥(niǎo)類(lèi)在蛋白質(zhì)編碼序列和調控序列中均存在過(guò)度的重復選擇，揭示遺傳元件的重復利用。糖食鳥(niǎo)類(lèi)的序列或表達變化影響血壓調節、脂質(zhì)、氨基酸及碳水化合物代謝相關(guān)基因，實(shí)驗表明蜜鳥(niǎo)己糖激酶3發(fā)生功能改變。 MLXIPL 作為糖脂穩態(tài)的關(guān)鍵調控因子，在所有糖食類(lèi)群中均呈現趨同的變化；實(shí)驗揭示蜂鳥(niǎo) MLXIPL 在糖誘導下的轉錄活性增強，凸顯其在高糖飲食中的適應性作用。

測序技術(shù)方法：基因組組裝、比較基因組、轉錄組測序

DOI:10.1126/science.adt1522

12、哺乳動(dòng)物夜行-晝行轉換的細胞基礎

Science | 劍橋大學(xué)

早期哺乳動(dòng)物為夜行性生物，而恐龍則以晝行性為主。哺乳動(dòng)物向晝行性活動(dòng)的轉變在白堊紀-古近紀滅絕事件后加速，但其潛在機制尚不明確。作者發(fā)現了一種保守的細胞內熱力學(xué)機制，可能促進(jìn)了這一轉變。在晝行性哺乳動(dòng)物的細胞中，蛋白質(zhì)合成、磷酸化及晝夜節律時(shí)間對溫度變化的敏感性低于夜行性哺乳動(dòng)物的細胞。比較基因組學(xué)揭示了關(guān)鍵信號通路（包括雷帕霉素機制靶點(diǎn)mTOR）的加速進(jìn)化，這些通路增強了晝行性細胞鐘對溫度和滲透壓擾動(dòng)的穩健性。在夜行性小鼠中，mTOR抑制使細胞、組織及行為向晝行性活動(dòng)轉變。這些發(fā)現揭示了晝夜轉換的遺傳與生化基礎，強調了細胞信號網(wǎng)絡(luò )如何編碼時(shí)間生態(tài)位選擇等復雜表型。

測序技術(shù)方法：RNA-Seq數據；全基因組測序數據

DOI:10.1126/science.ady2822

13、木食蟑螂與白蟻社會(huì )進(jìn)化

Science | 華南師范大學(xué)

研究團隊成功測序并組裝了隱尾蠊及多種白蟻的高質(zhì)量基因組，構建了迄今最為全面的蜚蠊目比較基因組圖譜。本研究聚焦于蜚蠊目中具有雙親撫育行為的木食性蟑螂和表現同胞利他行為的白蟻，發(fā)現營(yíng)養特化驅動(dòng)了不同社會(huì )性行為策略的演化。結果顯示，白蟻丟失了參與精子運動(dòng)調控的關(guān)鍵基因，驗證了嚴格的一夫一妻制是其社會(huì )性起源的基石。在機制層面，白蟻工蟻體內維持較高水平的保幼激素（JH）與胰島素/IGF信號，抑制了成蟲(chóng)盤(pán)（如翅芽）的發(fā)育，促使其向工蟻分化；而生殖若蟲(chóng)體內的JH滴度則維持在極低水平。這一調控模式與工蟻特化供給所形成的反饋循環(huán)相互強化，促進(jìn)了大規模穩態(tài)群體的演化。

測序技術(shù)方法：基因組組裝；比較基因組； 轉錄組測序（百邁客生物為該研究提供了轉錄組測序服務(wù)?。?/p>

DOI:10.1126/science.adt2178

14、蜥蜴“石頭-剪刀-布”顏色多態(tài)性遺傳

Science | 加州大學(xué)

側斑蜥蜴在生物學(xué)上扮演著(zhù)“石頭剪刀布”的角色，三種不同顏色的雄性形態(tài)通過(guò)不同的交配策略展開(kāi)競爭。作者揭示了這種多態(tài)性的遺傳基礎——此前學(xué)界認為其源于單個(gè)基因位點(diǎn)的三個(gè)等位基因。橙色入侵者和藍色配偶守護者形態(tài)與七葉素還原酶基因調控區的兩種不同單倍型相關(guān)，而黃色偷襲者形態(tài)則通過(guò)表型可塑性從藍色形態(tài)相同的遺傳背景中演化而來(lái)。模擬研究表明，相較于三等位基因系統，包含兩個(gè)等位基因及可塑性的遺傳系統能更有效地維持多態(tài)性。這種將遺傳決定與表型可塑性相結合的平衡選擇機制，拓展了自然界穩定多態(tài)性產(chǎn)生的可能性。

測序技術(shù)方法：基因組組裝；簡(jiǎn)化基因組測序（ddRAD-seq）GWAS分析；PacBio擴增子測序；轉錄組測序

DOI:10.1126/science.adw8265

15、性選擇綜合征消除顏色多態(tài)性

Science | 隆德大學(xué)

遺傳決定的色彩形態(tài)在眾多動(dòng)物中普遍存在。當競爭性相互作用允許稀有形態(tài)的出現頻率增加時(shí)，社會(huì )選擇可維持這種多態(tài)性。這種對負頻率依賴(lài)性選擇的依賴(lài)性，使得色彩多態(tài)性容易受到新型表型的干擾——這些新型表型會(huì )破壞形態(tài)間的競爭性相互作用。作者發(fā)現，普通壁蜥中，一種性選擇綜合征的起源與適應性擴散，通過(guò)選擇性消除編碼替代色彩形態(tài)的等位基因，而這些等位基因已維持數百萬(wàn)年。研究結果表明，新型表型的出現如何破壞平衡選擇，從而揭示了快速表型進(jìn)化與色彩多態(tài)性喪失之間的關(guān)聯(lián)機制。

測序技術(shù)方法：靶向候選基因測序

DOI:10.1126/science.adx3708

16、鳥(niǎo)類(lèi)視網(wǎng)膜無(wú)氧代謝機制

Nature | 奧胡斯大學(xué)

神經(jīng)組織對缺氧異常敏感，依賴(lài)密集的血管網(wǎng)絡(luò )來(lái)滿(mǎn)足其對氧氣、營(yíng)養物質(zhì)及代謝廢物清除的極高需求。在鳥(niǎo)類(lèi)中，代謝需求最高的神經(jīng)組織之一視網(wǎng)膜缺乏內部血管。這引發(fā)了一個(gè)問(wèn)題：如此高代謝需求的神經(jīng)組織如何在無(wú)血流灌注的情況下維持功能？本研究發(fā)現，盡管外層視網(wǎng)膜的光感受器可獲取氧氣，缺氧的內層視網(wǎng)膜依賴(lài)無(wú)氧糖酵解供能，櫛膜通過(guò)高表達的葡萄糖轉運體GLUT1和乳酸轉運體MCT1，分別介導葡萄糖向玻璃體的轉運及乳酸向血液的清除，為視網(wǎng)膜提供代謝底物并移除廢物。鳥(niǎo)類(lèi)特有的Müller細胞進(jìn)一步連接櫛膜與視網(wǎng)膜之間的代謝物交換，共同構成完整的無(wú)氧代謝支持體系。

測序技術(shù)方法：空間轉錄組學(xué)（10x Genomics Visium）；單細胞核RNA測序（10x Genomics ）；已發(fā)表單細胞數據整合

DOI:10.1038/s41586-025-09978-w

疾病與治療方向：從分子機制到精準干預

17、超分子嵌合體實(shí)現時(shí)空可控蛋白降解

Cell | 中國科學(xué)院化學(xué)研究所

靶向蛋白降解技術(shù)已徹底革新了基礎生物學(xué)與治療開(kāi)發(fā)中調控蛋白質(zhì)功能的策略。然而現有策略常缺乏體內應用所需的時(shí)空精確性。作者開(kāi)發(fā)一種超分子靶向嵌合體（SupTACs），該模塊化可編程平臺可在體內實(shí)現組織特異性及時(shí)間可控的蛋白質(zhì)降解。SupTACs自組裝形成超分子納米顆粒，使靶向結合配體與E3連接酶招募因子共定位，從而通過(guò)多價(jià)超分子鄰近效應促進(jìn)蛋白酶體降解。該策略在包括非人靈長(cháng)類(lèi)在內的多種物種中實(shí)現了穩健且組織特異性的降解，在急性肺損傷小鼠模型中有效緩解了鐵死亡與肺部炎癥。通過(guò)整合模塊化、組織特異性及時(shí)間調控特性，SupTACs構建了一個(gè)多功能平臺，可精確控制蛋白質(zhì)降解以探究動(dòng)態(tài)信號網(wǎng)絡(luò )并開(kāi)發(fā)靶向治療藥物。

測序技術(shù)方法：蛋白質(zhì)組學(xué)質(zhì)譜分析（HPLC-MS/MS）

DOI:?10.1016/j.cell.2025.12.007

18、口服抗病毒藥治愈進(jìn)展期拉沙熱

Nature | 德克薩斯大學(xué)

目前尚無(wú)獲批的拉沙熱治療方法。據估計，該疾病每年在西非地區導致10萬(wàn)至30萬(wàn)例感染及5000例死亡。本研究采用當代且致病性更強的拉沙病毒VII譜系，在非洲綠猴模型中評估了4′-氟尿苷的治療效果。從感染拉沙病毒6天后（此時(shí)猴類(lèi)已出現病毒血癥和臨床癥狀）開(kāi)始每日給藥，5只猴中有4只實(shí)現了感染性病毒的快速完全清除，且所有治療組猴均存活至預設研究終點(diǎn)。轉錄組學(xué)分析顯示，治療顯著(zhù)控制了細胞因子風(fēng)暴，促進(jìn)了T細胞等免疫細胞的活化。本研究結果支持進(jìn)一步開(kāi)發(fā)4′-氟尿苷，既可作為暴發(fā)期的暴露后預防用藥，也可作為癥狀患者的治療劑。

測序技術(shù)方法：靶向基因表達分析

DOI:10.1038/s41586-025-09906-y

19 、哺乳動(dòng)物衰老表觀(guān)遺傳圖譜

Science|洛克菲勒大學(xué)?

為探究衰老過(guò)程中全機體細胞改變與表觀(guān)基因組動(dòng)態(tài)變化，作者構建了一個(gè)覆蓋三個(gè)年齡段和兩性小鼠21種組織的單細胞染色質(zhì)可及性圖譜。研究發(fā)現，在536種器官特異性細胞類(lèi)型和1828種更精細的亞型中，約四分之一呈現顯著(zhù)的年齡相關(guān)群體變化。廣泛分布的細胞譜系狀態(tài)與年齡同步動(dòng)態(tài)變化，表明存在協(xié)調這些改變的系統性信號。分子分析揭示了驅動(dòng)這些變化的內在調控因子（染色質(zhì)峰、轉錄因子活性）和外在因素（細胞因子程序）。此外，約40%的衰老相關(guān)群體動(dòng)態(tài)具有性別依賴(lài)性，數萬(wàn)個(gè)峰僅在某一性別中發(fā)生改變。這些發(fā)現共同構建了一個(gè)全面的框架，闡明衰老如何重塑不同組織的染色質(zhì)景觀(guān)和細胞組成。

測序技術(shù)方法：?jiǎn)渭毎鸄TAC測序（EasySci-ATAC）；單細胞RNA測序整合驗證細胞類(lèi)型和基因表達變化

DOI:10.1126/science.adw6273

20、家貓癌癥基因組圖譜

Science?|?英國韋爾科姆桑格研究所

癌癥是家貓發(fā)病和死亡的常見(jiàn)原因。由于家貓腫瘤的突變特征尚未明確，作者對13種腫瘤類(lèi)型的493對貓腫瘤-正常組織樣本進(jìn)行了靶向測序，重點(diǎn)關(guān)注約1000個(gè)人類(lèi)癌癥基因的貓同源基因。TP53是最常發(fā)生突變的基因，而最頻繁的拷貝數變異表現為 PTEN 或FAS的缺失或MYC的獲得性擴增。通過(guò)鑒定31個(gè)驅動(dòng)基因、突變特征、病毒序列及腫瘤易感性種系變異，本研究揭示了家貓癌基因組的特征。作者證實(shí)了其與人類(lèi)癌基因組的關(guān)鍵相似性，確認貓作為比較研究的寶貴模型，并識別出具有潛在治療價(jià)值的突變。

測序技術(shù)方法：靶向捕獲測序、全外顯子組測序

DOI:10.1126/science.ady6651

技術(shù)突破：方法革命拓展研究邊界

21、哺乳動(dòng)物基因組書(shū)寫(xiě)

Cell 綜述?|華盛頓大學(xué)等

若能實(shí)現跨任意長(cháng)度尺度的哺乳動(dòng)物基因組設計與工程化改造，將徹底改變生物學(xué)與醫學(xué)領(lǐng)域。這種技術(shù)能夠系統解析基因調控機制，深入研究復雜單倍型對人類(lèi)性狀及疾病的影響。過(guò)去十年間，基因組編輯技術(shù)的進(jìn)步已使單點(diǎn)精準修飾成為常規操作。然而，要實(shí)現跨基因組的多點(diǎn)協(xié)同調控仍面臨挑戰。在哺乳動(dòng)物細胞中構建長(cháng)序列窗口（>10 kb）或植入大型合成DNA片段仍是一項重大挑戰。近期哺乳動(dòng)物基因組書(shū)寫(xiě)技術(shù)的進(jìn)展——即自下而上設計、組裝并靶向整合大型定制DNA序列（無(wú)需任何天然模板）——為這一難題提供了潛在解決方案。本文綜述了關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展，重點(diǎn)闡述新興應用，并探討當前瓶頸及突破策略。

DOI:10.1016/j.cell.2025.12.007

22、hifiasm ONT實(shí)現近T2T組裝

Nature | 耶魯大學(xué)

端粒到端粒（T2T）組裝是基因組從頭組裝的終極目標?，F有能夠實(shí)現近T2T組裝的算法均需依賴(lài)牛津納米孔技術(shù)公司（ONT）的超長(cháng)reads，但該技術(shù)成本高昂且通量低，且對于未建立細胞系的樣本往往無(wú)法獲得。本文介紹的hifiasm（ONT）算法，能夠利用標準ONT simplex reads生成近T2T組裝結果，從而無(wú)需依賴(lài)超長(cháng)測序。與現有方法相比，hifiasm（ONT）將計算需求降低一個(gè)數量級，并在同一數據集上實(shí)現了更多染色體的端粒到端粒重建。這一突破性進(jìn)展顯著(zhù)提升了T2T組裝的可行性，使其能夠應用于此前因超長(cháng)讀長(cháng)測序高成本和實(shí)驗要求而受限的領(lǐng)域。

DOI:10.1038/s41586-026-10105-6

23、DeepMet：AI發(fā)現數十種新代謝物

Nature | 普林斯頓大學(xué)

盡管經(jīng)過(guò)數十年研究，哺乳動(dòng)物代謝組的大部分區域仍未被探索?；谫|(zhì)譜的代謝組學(xué)技術(shù)常規檢測人體組織和生物體液中數千種小分子相關(guān)峰，但通常僅能鑒定其中一小部分，新型代謝物的結構解析仍具挑戰性。生化語(yǔ)言模型已徹底改變了DNA、RNA和蛋白質(zhì)序列的解讀方式，但對小分子代謝的理解尚未產(chǎn)生同等影響。本文提出一種利用化學(xué)語(yǔ)言模型預測未表征代謝物存在的新方法。研究團隊開(kāi)發(fā)的DeepMet化學(xué)語(yǔ)言模型通過(guò)學(xué)習已知代謝物結構，可預測此前未被識別的代謝物存在。將DeepMet與質(zhì)譜代謝組學(xué)數據整合可促進(jìn)代謝物發(fā)現。通過(guò)DeepMet，作者揭示了數十種結構多樣的哺乳動(dòng)物代謝物，本研究證明了語(yǔ)言模型在推進(jìn)哺乳動(dòng)物代謝組圖譜構建方面的潛力。

DOI:10.1038/s41586-025-09969-x

24、TimeVault：活細胞轉錄組存儲設備

Science|哈佛大學(xué)

要理解細胞如何隨時(shí)間推移做出決策，需要將過(guò)去的分子狀態(tài)與未來(lái)的表型結果聯(lián)系起來(lái)。研究者推出了TimeVault——一種基因編碼系統，可在活體哺乳動(dòng)物細胞內記錄并存儲轉錄組數據以供后續分析。TimeVault利用vault顆粒，作為封裝聚腺苷化mRNA的底盤(pán)。實(shí)驗證明，TimeVault存儲的轉錄組在活細胞中可穩定保存超過(guò)7天。該系統能以最小的細胞擾動(dòng)實(shí)現全轉錄組高保真記錄，捕捉瞬時(shí)應激反應，并揭示肺癌細胞在逃避 EGFR 抑制時(shí)出現的耐藥性持久狀態(tài)背后的基因表達變化。通過(guò)連接細胞的過(guò)去與現在狀態(tài)，TimeVault為解析細胞應激反應、命運決定及治療抵抗機制提供了強大工具。

測序技術(shù)方法：批量RNA測序；單細胞RNA測序；代謝標記RNA測序（4sU-seq）

DOI:10.1126/science.adz9353

綜觀(guān)這24項突破性進(jìn)展，生命科學(xué)研究正經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的范式躍遷：從“靜態(tài)描述”走向“動(dòng)態(tài)解析”，從“單一組學(xué)”走向“多模態(tài)整合”，從“模式生物”走向“跨物種比較”。在這一進(jìn)程中，測序技術(shù)與組織透明化、光片顯微鏡、人工智能算法、質(zhì)譜成像等手段加速融合，共同拓展著(zhù)探索生命奧秘的邊界。過(guò)去十年，單細胞測序完成了從“能否檢測”到“能否通量”的跨越；而今，它正從“描述性圖譜”邁向“機制性發(fā)現”。與此同時(shí)，空間轉錄組學(xué)實(shí)現了從“組織水平”到“細胞原位”的維度躍升，使研究者得以在原生環(huán)境中解讀細胞的身份與功能。

作為測序領(lǐng)域的深耕者，百邁客始終致力于將前沿測序技術(shù)轉化為科研工作者手中的利器。從常規測序到多組學(xué)聯(lián)合分析，從樣本制備到數據深度挖掘，我們期待與您攜手，將每一個(gè)科學(xué)問(wèn)題，轉化為下一篇高分論文的堅實(shí)基石。