《细胞》
大肠杆菌中抑制突变体控制的合成分化回路
以色列魏茨曼科学研究所的Uri Alon等人揭示了大肠杆菌中一条抑制突变体控制的合成分化回路。这一研究成果近日在线发表于《细胞》。
研究人员通过在大肠杆菌中设计一种合成分化回路，展示了一种解决方案。该分化回路能产生可调的干细胞、祖细胞和分化细胞的合成类似物。它通过将分化与一种必需酶的产生结合起来，使非分化突变体处于不利地位，从而抵御突变。在长期过程中，该回路选择并维持了正分化率。令人惊讶的是，在生长条件发生巨大变化的情况下，这种分化率仍然保持不变。研究人员发现，中转扩增细胞是这种环境稳健性的基础。
研究结果让人们深入了解了分化的稳定性，并为演化稳定的多细胞联合体的工程设计提供了一种强有力的方法。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.01.024
小胶质细胞在胎儿大脑形态形成过程中维持结构完整性
法国巴黎文理研究大学Sonia Garel等人发现，小胶质细胞（MG）在胎儿大脑形态形成过程中维持结构完整性。这一研究成果近日在线发表于《细胞》。
研究人员发现了MG在两个胎儿皮层边界维持结构完整性的作用。在这些向不同方向生长的结构边界，胚胎MG聚集，显示出类似于出生后轴突迹相关小胶质细胞（ATM）的状态，并防止微空洞发展为大空洞病变，部分是通过涉及ATM因子Spp1的机制实现的。此外，MG和Spp1还有助于病变的快速修复，共同突出了保护胎儿大脑免受生理形态发生应激和损伤的功能。
这项研究强调了胚胎MG和Spp1在形态发生过程中维持结构完整性的关键作用，对人们了解MG功能和大脑发育具有重要意义。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.01.012
《自然-神经科学》
小鼠初级视觉皮层视觉、听觉和运动处理三重分离
荷兰阿姆斯特丹大学Cyriel M. A. Pennartz研究小组揭示了小鼠初级视觉皮层（V1）的视觉、听觉和运动处理三重分离。相关研究成果近日在线发表于《自然-神经科学》。
研究人员表示，初级感觉皮层会对跨模态刺激作出反应，例如，V1会出现听觉反应。然而，这些反应反映的是感觉输入还是通过声音诱发的身体运动进行的行为调节，目前仍不清楚。
研究发现，清醒小鼠V1中的声音诱发活动可分为听觉成分和行为成分，它们具有不同的时空轮廓，从而解决了这一争议。听觉成分开始于大约27毫秒，存在于浅层和深层，源自听觉皮层。声音诱发的口面部运动与大约80~100毫秒开始的V1神经活动相关，并解释了听觉频率调谐。视觉、听觉和运动相关活动表现为不同的神经层剖面和大体分离的神经元亚群。
在同时进行的视听刺激中，视觉表征与听觉相关活动和运动相关活动仍然是分离的。听觉、运动和视觉处理的这种三重分离性，对于理解视觉皮层的不同输入如何相互作用以支持视觉至关重要。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41593-023-01564-5
《物理评论A》
科学家揭示小晶格边缘的准空穴和准粒子动力学
近日，丹麦奥胡斯大学Anne E. B. Nielsen研究小组与德国德累斯顿工业大学的Masudul Haque等人合作，揭示了小晶格边缘的准空穴和准粒子动力学。相关研究成果发表于《物理评论A》。
研究人员研究了在具有圆柱边界条件且粒子密度较低的小晶格中，玻色子分数量子霍尔系统的猝灭动力学特性。研究重点在于分析相对于半填充玻色子劳克林状态的准空穴和准粒子状态。为了捕捉这些准粒子，研究人员在边缘或接近边缘的区域引入了钉扎势。鉴于分数量子霍尔系统边缘的手性边缘模式，他们预测准空穴和准粒子将表现出特定的手性动力学行为。通过数值模拟，研究人员发现，在施加正势（对应于准空穴）时，可以清晰观察到密度分布的手性运动，并且这种运动具有很高的鲁棒性。然而，当施加负势（对应于准粒子）时，手性运动并不明显。
通过对比数值基态与模型晶格劳克林波函数，研究人员发现正负电势确实会生成并钉扎在任意子上，但在小晶格上，这些任意子可能无法有效分离。另外，动力学模拟以模型态为初始条件时也显示准粒子缺乏手性动力学特性。
这些发现共同揭示在低粒子密度的小晶格环境中，准粒子在动力学过程中会受到显著的不利影响。相比之下，准空穴则显示出更强的鲁棒性。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.109.023312
《中国科学报》 (2024-02-20 第2版 国际)
