摘要：

Cell | 演化转录组学揭示开花植物基因表达模式的快速演化

开花植物是地球生态系统的绝对主导者，但关于它们如何在短短1亿多年间实现如此剧烈的多样化和演化，其分子层面的驱动力一直未被完全揭秘。学界长期关注蛋白质序列的改变，但对于基因表达模式的演化速率，尤其是植物与动物之间是否存在本质差异，长期缺乏大尺度、跨物种的定量对比。由剑桥大学Sainsbury实验室Christoph Schuster和加州理工学院Elliot M. Meyerowitz等领衔的国际研究团队，通过分析横跨1.6亿年进化历史的7种被子植物、8大核心器官进行高分辨率转录组测序，构建了首个涵盖非编码RNA在内的植物演化表达图谱，系统评估了被子植物与哺乳动物在表达分化速率上的动态差异，揭示了开花植物在基因表达层面独特的进化规律(2026年1月6日在线发表，doi: 10.1016/j.cell.2025.12.015)。研究发现，被子植物的基因表达演化速率显著快于哺乳动物，这种高速分化导致植物器官在演化后期主要按“物种”而非“功能”进行聚类。在功能分层上，参与基础代谢与发育的核心模块受稳定化选择约束而高度保守，甚至在特定组织中维持严密的“局部沉默”(最小值)，而响应环境与胁迫的基因则表现出极高的演化灵活性。此外，该研究强调了非编码转录本(如顺式反义转录本NATs)通过比编码基因更快的重塑速度，为植物提供了精准的调控微调。该研究首次定量证实了被子植物转录组具有比哺乳动物更高的“演化速度”，为理解植物如何通过基因表达的可塑性实现快速环境适应提供了直接证据。研究结果不仅重塑了人们对植物器官同源性的认知，也揭示了非编码调控在宏观演化中的关键角色。这项工作为植物进化生物学开辟了定量表达演化的新视野，为理解被子植物的全球扩张与多样化提供了核心分子逻辑。■推荐人：宋心玥，鲁非

Nature | 免疫逃逸的单链环状DNA与重组酶实现大片段基因组定点整合

基因组的精准编辑面临一个根本性矛盾：能够进行大片段整合的DNA重组酶依赖双链DNA (dsDNA)作为供体，而dsDNA在哺乳动物细胞中会激活以cGAS-STING为核心的先天免疫通路，导致强烈的细胞毒性，极大限制了其体内应用。2026年3月11日，美国麻省总医院Benjamin P. Kleinstiver团队在Nature发表了题为“Immune evasive DNA donors and recombinases license kilobase-scale writing”的研究论文(doi: 10.1038/s41586-026-10241-z)，提出将环状单链DNA(cssDNA)与重组酶联用，兼顾免疫逃逸与大片段整合两大需求。然而，重组酶识别位点天然需要双链结构，cssDNA本身无法被重组酶识别，二者兼容性构成核心技术壁垒。该团队从整合型单链DNA噬菌体中获得启发，开发了INSTALL策略，通过一段短寡核苷酸(PIP)退火至cssDNA的重组酶识别位点，形成局部双链的oDNA结构，在保留cssDNA免疫惰性的前提下使其被重组酶识别。在原代人T细胞、诱导多能干细胞及小鼠体内实验中，INSTALL均展现出远超传统dsDNA供体的整合效率与耐受性。在新生小鼠全身给药实验中，等质量dsDNA在3日内100%致死，而INSTALL处理组小鼠全部存活，肝脏整合效率接近1%。这项研究从原核病毒中汲取灵感，系统性解决了非病毒大片段基因整合领域长期存在的免疫毒性难题，为遗传病的体内基因治疗开辟了新的技术路径。■推荐人：梁乐彤，卢大儒

Nature | 激活的ATF6α：驱动肝细胞癌代谢重编程与免疫逃逸的核心枢纽

长期以来，内质网应激(ER stress)与未折叠蛋白反应(UPR)被认为参与了肝细胞癌(HCC)的病理演变，但UPR关键转导因子ATF6α的具体作用及机制尚未明确。2026年2月4日，德国癌症研究中心Mathias Heikenwälder教授联合多家单位在Nature发表了题为“Activated ATF6α is a hepatic tumour driver restricting immunosurveillance”的研究论文(doi: 10.1038/s41586-025-10036-8)，颠覆了ATF6α仅作为压力适应性响应因子的传统认知。该研究通过大规模患者多组学、空间转录组及成像质谱流式技术证实，肝细胞中慢性激活的ATF6α是HCC的主要驱动因子和代谢调节因子。在机制上，活化的nATF6α进入细胞核后，直接结合到糖异生限速酶编码基因FBP1的转录调控区，抑制其表达，诱发代谢从氧化磷酸化向糖酵解转换。这种重编程不仅加速了肿瘤发生，还构建了一个低糖、高乳酸的肿瘤微环境，迫使浸润的CD8⁺ T细胞因营养竞争匮乏而陷入终末耗竭状态(PD-1⁺TIM3⁺)，从而瓦解宿主的免疫监视网络。值得注意的是，正是这种高度耗竭的特性，使得ATF6α高表达的肿瘤对免疫检查点阻断(ICB)疗法表现出更高的敏感性。此外，利用靶向肝细胞的GalNAc偶联反义寡核苷酸(GalNac-ASO)抑制ATF6α，可显著减轻肿瘤负荷并改善免疫微环境。该研究阐明了“内质网应激-代谢重编程-免疫抑制”的复杂互作网络，揭示了ATF6α作为肝癌ICB响应分层与关键治疗靶点的巨大潜力。■推荐人：张陈，韦永龙

Nature Biotechnology | 新型腺嘌呤碱基编辑技术进一步降低“旁观者”编辑

点突变是导致人类遗传病最主要的原因，而腺嘌呤碱基编辑技术，理论上可以修复人类48%的点突变，这提示该技术在人类遗传病基因治疗中扮演着极其重要的角色。如何精准修复人类基因组中的G→A的点突变，特别是解决编辑窗口内的非靶A碱基编辑问题显得非常重要。腺嘌呤碱基编辑器(adenine base editors，ABEs)一直在被不断地优化，早期的编辑器如ABE9e、ABE9，以及近期的ABEV^{28C-SgRNA56114}等，均致力于解决这一难题。然而，兼具高活性、高保真度且对靶序列具有广泛适应性的通用型腺嘌呤碱基编辑技术，仍是该领域亟待突破的重要方向。2026年3月18日，美国加州大学圣地亚哥分校Alexis C. Komor课题组在Nature Biotechnology发表了题为“Precise, minimally evolved adenine base editors generated through mutation reversion analysis”的研究论文(doi: 10.1038/s41587-026-03045-z)。该研究基于早期腺嘌呤碱基编辑器(ABE7.10，该突变体共有14个突变)，通过将这些突变回复为野生基因型，分别在人类细胞和大肠杆菌中评估这些突变体相关的编辑活性和保真性。结果表明，其中部分突变回复为野生型后，产生了最小进化型ABEs (minimally evolved ABEs，ME-ABEs)。ME-ABEs表现出狭窄的编辑窗口(降低“旁观者”编辑)和较强的编辑活性，因此能够有效精准地修复相关突变或者用于人类疾病的模拟。虽然ME-ABEs总体上对精准基因治疗具有较强的补充价值，但针对部分突变(例如ERCC2^E95G)，仍难以完全满足人类疾病精准模拟和基因治疗的多样化需求。■推荐人：谷峰

Science | 物种特异性氧感知是脊椎动物肢体再生启动的核心调控机制

部分脊椎动物(如墨西哥钝口螈、爪蛙)可实现肢体完美再生，而哺乳动物不具备这一能力。肢体再生的启动机制长期以来是再生生物学领域尚未完全解析的关键科学问题。2026年4月9日，瑞士洛桑联邦理工学院Can Aztekin团队在Science发表了题为“Species-specific oxygen sensing governs the initiation of vertebrate limb regeneration”的研究论文(doi: 10.1126/science.adw8526)，为这一问题提供了一种解释。该研究以爪蛙蝌蚪与小鼠胚胎肢体外植体为模型，证实氧环境与物种特异性氧感知能力直接决定肢体再生能否启动。低氧条件或稳定低氧诱导因子HIF1A，可促进小鼠截肢创面快速愈合，重塑细胞代谢与染色质表观状态，激活再生基因程序；而常氧则抑制上述过程，阻断再生启动。两栖类肢体可在较宽氧浓度范围内维持再生相关细胞特性与分子程序，与其氧感知通路显著弱化密切相关。这种跨物种差异源于HIF1A调控基因的表达水平不同：两栖类中这些基因低表达，HIF1A活性稳定；哺乳动物中高表达，HIF1A对氧浓度高度敏感。该研究提出物种特异性氧感知是脊椎动物肢体再生能力分化的核心决定因素，有助于理解再生能力的演化。值得关注的是，此项成果与近期由山东农业大学王恒团队与广东省人民医院费继锋团队合作发表在Free Radical Biology & Medicine上题为“Divergent redox states define regenerative outcomes between salamanders and Xenopus”的研究成果(doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2026.04.001)高度互补、相互印证，共同揭示了低氧/氧化还原稳态是调控脊椎动物肢体再生的保守核心机制。■推荐人：林古法