cGAS-STING通路是哺乳動物細胞主要的DNA感應通路, 識別細胞質中來源于病原體或者自身細胞的DNA, 刺激I型干擾素和炎性細胞因子的表達并啟動免疫反應. 近年來發(fā)現(xiàn), cGAS-STING通路還可通過誘導細胞自噬和溶酶體生物發(fā)生促進病原體的清除. 封面圖片的靈感來自中國古代神話, 哪吒化身為三頭六臂的戰(zhàn)士(象征STING寡聚化和激活), 并使用火尖槍(I型干擾素和炎性細胞因子)、乾坤圈(細胞自噬)和風火輪(溶酶體生物發(fā)生)三種主要的武器(代表cGAS-STING通路三種主要的經典和非經典功能)與海中的惡龍(病原體)戰(zhàn)斗. 詳見許銀豐等人文(p6179).

悅讀科學

鄭早早, 陳璐, 胡國升, 彭冰靈, 黃琦絢, 王銨, 杜絲月, 王川, 劉文

觀點

病毒基因組的系統(tǒng)進化動力學研究

陳志元, 余宏杰

在全球新發(fā)和再發(fā)傳染病不斷暴發(fā)的背景下, 實時追蹤病原體的時空起源和時空傳播可為疫情防控提供科學證據(jù). 系統(tǒng)進化動力學作為一門新興交叉學科, 近年來在傳染病暴發(fā)追溯中發(fā)揮著重要作用. 本文回顧了復旦大學余宏杰研究團隊自COVID-19疫情以來, 在病毒基因組的系統(tǒng)進化動力學領域開展的系列研究. 研究涵蓋系統(tǒng)進化動力學的數(shù)據(jù)基礎、可及的方法以及實際公共衛(wèi)生應用, 從而為將來可能的疫情暴發(fā)提供技術儲備.

“Science 2024年度十大科學突破”解讀

觀點

齊藝萌, 殷姿, 王軻

本文綜述了古DNA技術前沿并探討基于遺傳同源片段的血緣推斷應用場景, 展示了整合DNA、考古學、體質人類學等多學科證據(jù)的交叉研究范式, 為學界揭示了古代人類婚配模式、社會分層、人口偏向性流動及多元社會組織形態(tài), 探討了史前人類行為模式與復雜化社會發(fā)展歷程.

解讀“2025年度諾貝爾自然科學獎”專題

觀點

李鑫, 尹璋琦

2025年諾貝爾物理學獎授予三位量子物理學家, 以表彰他們“在電路中實現(xiàn)宏觀量子力學隧穿效應和能量量子化”的開創(chuàng)性貢獻. 本文從微觀量子概念入手, 詳細回顧了獲獎的奠基性實驗, 深入解析約瑟夫森相位如何作為關鍵的宏觀量子變量等技術細節(jié), 并探討了該成果對以超導量子計算、“薛定諤貓態(tài)”為代表的現(xiàn)代量子技術產生的影響.

金屬有機框架: 定義化學新空間

李巧偉

金屬有機框架的突破性價值, 在于它為化學領域定義了獨特的“新空間”——既包括其有序結構內部開放的物理空間, 也涵蓋它為科學研究拓展的新思路與新平臺. 這一兼具結構與學術維度的創(chuàng)新, 讓金屬有機框架成為推動化學、材料及相關學科發(fā)展的重要力量, 也使其獲得了今年諾貝爾化學獎的認可.

張記, 吳玉章

本文評述2025年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎——調節(jié)性T細胞(Treg)的發(fā)現(xiàn)歷程. 首先系統(tǒng)梳理了Treg細胞從亞群鑒定到核心轉錄因子Foxp3功能闡明的關鍵突破, 并展望了其臨床轉化前景, 最后提出未來免疫學研究應轉向人類免疫力解碼計劃所引領的新范式.

極端天氣氣候事件及其影響專題

特邀編輯:黃建平、于海鵬

進展

全球變暖下的厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)變化及其影響

蔡文炬, 耿濤, 賈凡, 吳碩, 王浩東

厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)是全球年際時間尺度最強的氣候異常信號, 可通過遙相關的方式對全球天氣、經濟和社會等產生深遠影響. 本文回顧了2021年以來學界在ENSO響應全球變暖方面的最新研究進展, 對ENSO本身變率的變化及其相關影響進行總結, 并對進一步的研究提出了展望.

三維大氣環(huán)流分型的極端氣候事件動力學研究新進展

胡淑娟, 彭建軍, 周冰倩, 張雯欣

本文回顧了全球大氣環(huán)流三型分解模型在極端事件動力學研究中的應用. 通過對局地大氣環(huán)流三維結構進行分析, 揭示了中高緯度局地垂直環(huán)流在極端事件中的重要作用. 該研究為理解極端事件的動力學機制提供了新的視角, 為相關氣候預測和災害防范提供了理論支持.

評述

氣候變化對農業(yè)地域系統(tǒng)的影響及其應對

劉彥隨, 趙雨, 李裕瑞

氣候系統(tǒng)變化的加劇正推動傳統(tǒng)農業(yè)地域格局的轉變, 成為促進人地系統(tǒng)耦合與可持續(xù)發(fā)展的關鍵問題. 基于現(xiàn)代人地系統(tǒng)科學理論, 本文探討了農業(yè)地域系統(tǒng)面臨的巨大挑戰(zhàn), 提出農業(yè)地域系統(tǒng)氣候適應性轉型需要重塑農業(yè)認知, 重構農業(yè)格局, 重建農業(yè)模式.

對流可分辨尺度極端降水模擬研究綜述

余弘泳, 李普曦, 王開存

對流可分辨尺度模擬的發(fā)展極大提升了極端降水估計的精度, 為深入理解水文過程提供了有力支撐. 本文評述了近年來國內外相關研究的進展、發(fā)展趨勢和現(xiàn)階段面臨的主要挑戰(zhàn), 并基于此提出了發(fā)展建議.

論文

何編, 劉瀟喻, 包慶, 劉屹岷, 吳國雄

極端降水模擬是國際前沿的熱點問題. 模式水分辨率提高對極端降水模擬有直接影響. 本文揭示了FGOALS-f和NICAM16兩個模式在分辨率提高至約10 km后對全球極端降水模擬的影響. 結果表明, 分辨率提高顯著改善區(qū)域極端降水模擬, 但部分地區(qū)仍存在偏差, 為模式進一步發(fā)展提供參考.

進展

化學與能源科學

氨分子轉化過程中的催化界面構筑與反應路徑調控進展

夏文品, 侯杰文, 付懷玉, 張開楊, 楊佩瑤, 趙靜, 陳立偉, 許春誠, Yen Leng Pak, 牟紅宇, 高星, 郝宇晨

本文綜述了電催化氨氧化反應的研究進展，涵蓋反應機理、晶面依賴性、界面OH?調控、層狀氫氧化物與分子催化體系等方向. 重點解析了O–S與G–M路徑的反應特征，提出電子效應與界面效應協(xié)同調控的設計理念, 為高效催化劑開發(fā)與氮循環(huán)能源體系構建提供新思路.

評述

生命科學

許銀豐, 劉依洋, 吳心儀, 萬偉

cGAS-STING通路感應細胞質中來源于病原體或者自身細胞的DNA, 刺激I型干擾素和炎性細胞因子的表達啟動免疫反應. 除了以上經典功能, cGAS-STING通路還參與調控細胞自噬、溶酶體生物發(fā)生和離子穩(wěn)態(tài)等多種生物學過程. 本文主要圍繞cGAS-STING通路的經典和非經典功能綜述近年來的研究進展.

地球與環(huán)境科學

地球科學研究前沿

鄭永飛

地球科學正邁向“深時大數(shù)據(jù)+人工智能”驅動的新階段. 國際大科學計劃深時數(shù)字地球學科組遴選出的十大研究前沿包括地球三維結構、機器學習、關鍵礦產、氣候變化、能源資源等. 本文簡要介紹這10個地球科學研究前沿, 旨在指引運用地球系統(tǒng)科學認知地球、保護未來.

王琳, 彭培洺, 劉祥宇, 陳發(fā)虎

古代人群遷徙路徑是文化傳播與文明交流的重要載體, 其研究經歷了從傳統(tǒng)考古學方法到現(xiàn)代空間定量分析的范式轉變. 以最小成本路徑模型為代表的空間分析方法, 通過量化地形、水文等環(huán)境因素構建成本表面, 結合考古遺址等空間節(jié)點數(shù)據(jù), 實現(xiàn)了對古人遷徙路線的科學重建, 為深入剖析古人遷徙路徑的時空演化機制提供了定量化空間視角.

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