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　　《科学》
　　研究揭示蜂鸟适应性代谢特征形成“密码”
　　近日，德国马普学会分子细胞生物学和遗传学研究所的Michael Hiller及其研究小组发现，一种葡萄糖异生肌肉酶的丧失有助于蜂鸟适应性代谢特征的形成。相关论文1月13日发表于《科学》。
　　据介绍，蜂鸟拥有独特的代谢适应性，从而促进其能量需求的盘旋飞行，但其背后的基因组变化在很大程度上是未知的。
　　研究人员生成了一个长尾隐蜂鸟染色体水平的基因组组合，并筛选出在蜂鸟祖先血统中已经被特异性失活的基因。他们发现，编码葡萄糖异生肌肉酶的FBP2（果糖-二磷酸酶2）在盘旋飞行演化的时间段内丢失。结果表明，FBP2在禽类肌肉细胞系中被敲除后，可以上调糖酵解，增强线粒体呼吸，这与线粒体数量增加相吻合。此外，参与线粒体呼吸和组织的基因在蜂鸟飞行肌中的表达也有所上升。这些结果表明，FBP2的丧失可能是真正悬停飞行所需的代谢性肌肉适应性演化中的一个关键步骤。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.abn7050
　　科学家实现酶的组合装配和设计
　　以色列魏茨曼科学研究所S. J. Fleishman团队实现了酶的组合装配和设计。相关成果1月13日发表于《科学》。
　　据悉，结构多样的酶的设计受到长程相互作用的制约，而这种相互作用是准确折叠所必需的。
　　研究人员介绍了一种原子学和机器学习策略，用于酶的组合装配和设计（CADENZ），以设计相互结合的片段，产生具有稳定催化结构的多样化、低能量结构。他们将CADENZ应用于内切木聚糖酶，并使用基于活性的蛋白质分析来恢复数千种结构多样的酶。功能性设计表现出高活性位点预组织和活性位点外更稳定与紧凑的包装。研究人员将这些经验运用到CADENZ中，使命中率提高10倍，恢复的酶超过10000个。这种设计-测试-学习的循环，原则上可以应用于任何模块化的蛋白质家族，并产生丰富的多样性和关于蛋白质设计原则的通用经验。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1126/science.ade9434
　　《自然-光子学》
　　新技术实现双色光电离电子波包阿秒相干控制
　　德国弗莱堡大学Giuseppe Sansone团队的一项最新研究发现了基于种子型自由电子激光计时器，阿秒相干调控双色光电离内的电子波包。相关成果1月12日发表于《自然-光子学》。
　　研究人员展示了一种新颖的单次技术，能够确定阿秒脉冲序列（由种子自由电子激光器产生）与近红外场的光学振荡之间的相对同步，分辨率为一个原子单位。使用这种阿秒计时工具，课题组人员报告了通过操纵高阶近红外跃迁的相位来控制双色场中光电离的阿秒相干控制的第一个例子。
　　研究人员表示，在超快光谱学中，时间分辨实验的时间分辨率取决于泵浦和探针脉冲的持续时间，以及它们相对同步的控制和表征。在极紫外和X射线光谱区域工作的自由电子激光器，在广泛的泵浦-探针配置中传递具有飞秒和阿秒持续时间的脉冲，以研究广泛的物理过程。然而，这种灵活性加上实验装置的大尺寸和高复杂性，限制了对飞秒域的时间延迟控制，从而排除了在光学周期以下的时间分辨率。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41566-022-01127-3
　　用于深度无标记成像的人工共聚焦显微镜
　　美国伊利诺伊大学陈曦（音）小组在研究中取得进展。他们研制了用于深度无标记成像的人工共聚焦显微镜。相关论文1月12日发表于《自然-光子学》。
　　课题组人员介绍了人工共聚焦显微镜（ACM）在未标记样本上实现非破坏性的共聚焦深度切片、灵敏度和化学特异性。该研究组为商用激光扫描共聚焦仪器配备了定量相位成像模块，该模块提供了与荧光通道在同一视场中的样本的光程长度图。利用成对的相位和荧光图像，研究组训练卷积神经网络将前者转换为后者。推断新标签的训练是非常实用的，因为输入和实况数据是固有记录的，并且数据采集是自动化的。
　　ACM图像呈现出比输入（相位）图像更强的深度切片，使其能够恢复微球、培养中的海马神经元和三维肝癌球体的共聚焦样断层体积。通过在核特异性标记上进行训练，ACM允许在密集球体内分割单个核，用于细胞计数和体积测量。总之，ACM可以从厚样品中无损地提供定量的动态数据，同时通过计算恢复化学特异性。
　　研究人员表示，光学厚标本的宽视场显微镜通常具有由于空间串扰而降低的对比度，其中视野中每个点的信号是同时被照亮的邻近点叠加的结果。1955年，Marvin Minsky提出共聚焦显微镜技术解决这个问题。如今，激光扫描共聚焦荧光显微镜由于其高深度分辨率和灵敏度而被广泛应用，但其代价是光漂白、化学和光毒性。
　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41566-022-01140-6