摘要：

Nature | 肠道干细胞通过计数自我更新分裂以转换多能性

在生长发育和组织再生过程中，多能干细胞(multipotent stem cells)发挥着重要作用。它们不仅能够分化产生不同细胞类型的子代细胞，还能调控各子代细胞群体之间维持特定比例。然而，多能干细胞如何在多次分裂过程中调控不同子代细胞比例的机制，至今仍不清楚。2026年7月29日，华中科技大学郭峥课题组在Nature发表了题为“Intestinal stem cells count self-renewal divisions to switch multipotency”的研究论文(doi: 10.1038/s41586-026-10814-y)。该研究以果蝇肠道干细胞为模型，利用细胞示踪技术标记肠道干细胞及其分化的两类子代细胞——肠上皮细胞(enterocyte，EC)和肠内分泌细胞(enteroendocrine cell，EEC)及其前体细胞。通过构建数学模型进行拟合分析，研究团队发现果蝇肠道干细胞在分化过程中采用“自我计数”的方式，每分化出8次EC就会分化出1次EEC，然后重新开始循环。进一步通过遗传学筛选，发现组蛋白修饰变化介导了干细胞分裂次数的计数过程。具体而言，PcG和TrxG复合体之间表现出相互拮抗的作用，分别调节H3K27me3和H3K4me3修饰，形成表观遗传记忆，从而在EEC和EC分化方向之间进行切换，最终维持两类细胞的比例平衡。此外，研究还发现肠道干细胞在激活Notch信号通路后，其分裂计数会被重置，并实验证明Notch信号位于PcG-TrxG调控轴的上游，通过影响组蛋白修饰来改变干细胞的分化方向。该研究以严谨的实验设计和数学分析，揭示了肠道干细胞内在的分化调控机制，深化了人们对干细胞分化过程的理解。同时，肠道干细胞维持稳定的EC∶EEC比例对于营养感应、消化等肠道功能至关重要，这一发现也为后续推动临床治疗及再生医学的发展提供了重要的理论基础。■推荐人：杨风元，阎言

Nature | 细胞核也有“专线供电”：线粒体通过核孔直接输送能量

长期以来，线粒体与细胞核之间的通讯被认为主要依赖ATP、代谢物和信号分子的扩散运输。然而，细胞核如何获得稳定而高效的局部能量供应始终缺乏直接证据。2026年6月10日，美国亚利桑那大学Hesham A. Sadek团队在Nature发表了题为“Mitochondria directly interact with the nuclear pore complex”的研究论文(doi: 10.1038/s41586-026-10588-3)，该研究揭示了线粒体能够直接与核孔复合体形成稳定接触，并通过核孔蛋白RANBP2与线粒体外膜蛋白VDAC1的相互作用，建立一条连接线粒体与细胞核的能量传递通路。研究团队利用无偏倚蛋白质组学筛选鉴定出RANBP2-VDAC1互作轴，并通过基因编辑和结构域干预证实，该连接对于维持线粒体-细胞核接触及核内ATP稳态至关重要。破坏这一互作会导致核内ATP和磷酸肌酸水平下降，抑制蛋白磷酸化、组蛋白修饰及转录调控过程，进而影响细胞分化。进一步构建RANBP2关键结构域缺失小鼠后，研究人员观察到严重胚胎发育缺陷和胚胎致死。这项工作揭示线粒体能够通过核孔复合体直接为细胞核供能，丰富了人们对线粒体-细胞核通讯的认识，为理解发育调控中的能量代谢提供了新的视角。■推荐人：杨毅，曾安

Nature | 大刍草等位基因提升玉米氮同化能力与种子蛋白含量

玉米作为全球重要的粮食和饲料作物，其种子蛋白含量偏低，且长期以来与产量之间存在负相关的“稀释效应”，成为育种中的重大挑战。尽管先前研究已从大刍草(Z. mays subsp. parviglumis)中克隆了高蛋白调控基因THP9，但如何在不牺牲产量的前提下进一步提升种子蛋白含量仍是难题。2026年6月3日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心巫永睿等团队在Nature在线发表了题为“Teosinte alleles enhance nitrogen assimilation and seed protein in maize”的研究论文(doi: 10.1038/s41586-026-10575-8)，该研究从大刍草中成功克隆了第二个高蛋白调控基因THP3。该基因编码谷氨酸-草酰乙酸转氨酶1(GOT1)，是氮同化与碳-氮平衡调控中的核心酶。与栽培玉米B73相比，大刍草来源的THP3-T等位基因在启动子和编码区均存在自然变异，显著提升了基因表达水平与酶活性。通过构建近等基因系和转基因过表达实验，证实THP3-T可在不影响百粒重、穗粒数等产量性状的前提下，将种子蛋白含量提高28%~30%；并且，THP3-T与THP9-T在代谢路径上具有协同效应，THP3-T增强氨基酸前体供应，THP9-T促进天冬酰胺合成，二者聚合后可使种子蛋白含量提升至16.5%以上。将这两个优异等位基因导入我国主栽杂交种郑单958的亲本中，改良后的杂交种不仅蛋白含量显著提升，而且产量和生物量未受负面影响。该研究不仅揭示了玉米驯化过程中蛋白含量下降的遗传基础，还为打破产量-蛋白负相关、培育高蛋白玉米品种提供了可直接应用的基因资源和育种策略。■推荐人：陈杰锋，宋任涛

New England Journal of Medicine | 在体碱基编辑单次给药实现长效降脂：VERVE-102早期临床结果

长期持续降低低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)是家族性高胆固醇血症及早发冠心病等高危患者预防心血管事件的关键，但现有每日服药或定期注射模式依从性不足，首年停药率可达30%~50%，显著削弱真实世界疗效。2026年5月25日，New England Journal of Medicine在线发表了单剂基因碱基编辑疗法VERVE-102的1b期(Heart-2)临床研究结果(doi: 10.1056/NEJMoa2601283)，该项目由Eli Lilly子公司Verve Therapeutics资助，并由Sekar Kathiresan博士团队主导完成。VERVE-102疗法通过GalNAc修饰脂质纳米颗粒递送编码腺嘌呤碱基编辑器的mRNA及靶向PCSK9的gRNA，在体靶向灭活肝脏PCSK9基因。35例杂合子家族性高胆固醇血症或早发冠心病成人接受单次输注后，最高剂量组在第28天至末次随访期间，PCSK9蛋白和LDL-C的时间平均降幅分别为88%和62%。最长18个月随访提示降脂效应具有持续性，其中15例随访达1年或更久。全队列未发生剂量限制性毒性，唯一严重不良事件被判定与治疗无关。该研究初步验证了在体基因编辑实现“单次给药、长效降脂”的安全性与可行性，为重塑心血管慢病管理模式提供了重要依据。■推荐人：龚颖芸，周红文

Science | PTI免疫信号通过mRNA可变剪接解锁NLR

植物通过模式触发免疫(pattern-triggered immunity，PTI)和效应子触发免疫(effector-triggered immunity，ETI)双层防御系统抵抗病原菌，但两者如何协同且避免过度激活，一直是领域内悬而未决的科学问题。2026年7月2日，南京农业大学董莎萌教授团队与英国帝国理工学院Tolga Bozkurt教授团队在Science发表了题为“Substrate-induced condensation activates plant TIR domain proteins”的研究论文(doi: 10.1126/science.adx9929)，揭示了PTI通过mRNA可变剪接激活NLR受体的分子机制。研究发现，马铃薯晚疫病抗性NLR蛋白Rpi-vnt1.1的N端存在一段由内含子编码的自抑制结构域，该结构域可阻止抗病小体组装，防止NLR自激活。当感受病原信号后，PTI促进剪接体切除该内含子，产生缺失自抑制结构域的功能性异构体。该异构体进而识别效应蛋白AVRvnt1，驱动抗病小体组装，激活ETI。该自抑制结构域在CNL类NLR蛋白中广泛存在，如哺乳动物Gasdermin B也采用类似的调控策略，提示该机制在真核生物中高度保守。总之，该研究阐释了植物如何巧妙利用mRNA可变剪接平衡生长与免疫，并为作物抗病基因设计与新型诱抗剂开发提供了新思路。■推荐人：钟桂涛，王伟，唐定中