图片来源：Betzig Lab, Janelia Research Campus/HHMI； Boyden Lab, MIT Media Lab
光学和电子显微技术为理解大脑的复杂性提供了有力的工具。本期《科学》的封面研究中，来自麻省理工大学（MIT）和霍华德-休斯医学研究所（HHMI）的研究人员，开发出一种能够在纳米级别对完整的果蝇大脑成像的技术。这一技术能够让我们看清大脑中不同的神经细胞以及果蝇大脑皮层的柱状结构。这一技术将扩展大脑组织的技术与晶格层光显微镜技术结合在一起，能够高速度对整个大脑组织进行成像。这让科学家们对神经发育，大脑回路的描绘和大脑结构与神经活性和行为之间关系的研究成为可能。
相关轮文：Gao et al., (2019). Cortical column and whole-brain imaging with molecular contrast and nanoscale resolution. Science, https://doi.org/10.1126/science.aau8302
高血氨症是一类以血氨升高为特点的新生儿期或儿童期代谢障碍，它可能造成大脑损伤和患者死亡。为了探索治疗这类疾病的方法，位于麻省的Synlogic公司的研究人员对肠道中的一种益生大肠杆菌菌株进行了改造，通过改造这一菌株的新陈代谢，研究人员让它们能够吸收更多其它肠道细菌生成的氨，并且将它们用于合成更多的精氨酸。这一名为SYNB1020的益生菌株，能够降低血氨水平，在小鼠的高血氨症模型中提高动物的生存率。而且在健康人类志愿者参加的1期临床试验中表现出良好的安全性。这些研究表明，SYNB1020值得在进一步的临床试验中接受检验，它可能成为治疗高血氨症的潜在疗法。
相关论文：Kurtz et al., (2019) An engineered E. coli Nissle improves hyperammonemia and survival in mice and shows dose-dependent exposure in healthy humans, Science Translational Medicine, https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aau7975
图片来源：Lodyga et al./Science Signaling
将原纤维细胞激活成为分泌细胞外基质的肌成纤维细胞是炎症导致的结果之一，这一过程对伤口愈合和组织修复非常关键。然而，持续的肌成纤维细胞活性会导致组织纤维化，这导致瘢痕组织的产生和原有组织功能的丧失。炎症性巨噬细胞分泌的TGF-β是诱发成纤维细胞转变为肌成纤维细胞的重要因子。多伦多大学的研究团队发现，在巨噬细胞和肌成纤维细胞的接触点会富集一种称为CDH11的黏附蛋白。CDH11介导的巨噬细胞和成纤维细胞之间的粘连会促进成纤维细胞转化成为肌成纤维细胞。这项研究表明，CDH11介导的细胞粘连能够延长TGF-β的功能并且促进TGF-β向肌成纤维细胞的靶向运送，从而建立起一个促纤维化的环境。
相关论文：Lodyga et al., (2019). Cadherin-11–mediated adhesion of macrophages to myofibroblasts establishes a profibrotic niche of active TGF-β. Science Signaling, https://doi.org/10.1126/scisignal.aao3469
图片来源: Photomontage of OroBOT and reconstructed Orobates pabsti by Jonas Lauströer, Amir Andikfar and John A. Nyakatura； photo of OroBOT from Tomislav Horvat and Kamilo Melo.
当四足脊椎动物最初从水中登陆时，他们是如何行走的？解答这个问题颇具挑战性，因为古老的化石中留下的信息并不多。柏林洪堡大学的研究人员根据一种名为Orobates pabsti的远古爬行动物的化石和脚印的痕迹，使用计算机模型模拟出它们行走时可能的步态特征。然后，研究人员构建了一个仿真的Orobates机器模型来验证他们的推测。这一研究表明，Orobates在行走时的特征更像后来的现代陆生四足动物。这项研究表明，先进的步态特征的进化，在进化过程中很早就出现了。
相关论文：Nyakatura et al., (2019). Reverse-engineering the locomotion of a stem amniote. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-018-0851-2
图片来源：Timon Elmer, Christoph Stadtfeld (ETH Zürich, Zürich), and Michael Stünzi (artist)
理解影响大学本科生学习成绩优劣的因素对教育研究人员、老师和管理人员都有非常重要的意义。瑞士苏黎世大学的研究人员发现，大学本科生的社交网络的动态变化会影响他们的学业表现。通过对226名大学本科生的社交网络的追踪调查。他们发现，社交孤立的学生的考试成绩显著偏低，而且他们更有可能辍学。研究人员认为，那些朋友更多的学生得益于从友情中发展的学习方面的合作，这更有利于他们获得学业上的成功。
相关论文：Stadtfeld et al., (2019). Integration in emerging social networks explains academic failure and success. PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.1811388115
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