适应反复利用的基因组复杂结构变异

结构变异在基因组中广泛存在，但它们的复杂性及其在反复驱动局部适应中的作用尚不明确。在这项研究中，研究人员利用单倍型基因组组装技术，揭示了一种竹节虫隐色模式的适应性分化是由反复出现的结构变异，而非简单染色体倒位所驱动的。

研究人员发现，两座山上的竹节虫种群的颜色模式差异与易位-倒位复合变异相关。两地的易位片段在大小和起源上存在差异，但部分重叠涉及相同基因区域。同时，该结构变异受歧化选择作用，且无需物种间基因渗入。

这些结果阐明了结构变异的起源如何为适应性进化重复发生提供分子机制。

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https://doi.org/10.1126/science.adp3745

深层组织转录组学与亚细胞成像

荧光显微镜有限的颜色通道长期制约生物样本的空间分析。研究人员引入了周期杂交链反应（cycleHCR），通过将多循环DNA条形码编码与HCR系统相结合突破了这一技术瓶颈。cycleHCR利用统一条形码系统实现了RNA与蛋白质的高度多重成像。

全胚胎转录组成像在约310μm深度内完成了三维基因表达与细胞命运图谱的精确构建。结合膨胀显微术后，cycleHCR能成功解析小鼠胚胎成纤维细胞中10种亚细胞结构的互作网络。

对海马组织切片的多重成像，揭示了基因表达梯度和细胞类型特异性核结构变异的复杂关联。cycleHCR为深层组织空间调控机制研究建立了定量分析框架，具有临床诊断应用价值。

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https://doi.org/10.1126/science.adq2084

研究表明古代火星存在碳循环

古代火星曾存在地表液态水和富含二氧化碳的稠密大气层。这种大气会与地壳岩石相互作用，可能留下矿物学证据。研究人员利用“好奇号”火星车收集的数据，分析了盖尔陨石坑89米厚地层剖面的组成。

研究发现，碳酸铁矿物菱铁矿的含量达4.8wt%~10.5wt%，且与高水溶性盐类共生。研究人员推测，菱铁矿形成于水受限环境，由水-岩反应和蒸发作用驱动。与轨道数据的对比显示，全球类似地层封存了相当于2.6~36毫巴大气压的二氧化碳。

沉积物中羟基氧化铁的存在表明，古代火星存在部分闭合的碳循环，能将一些先前封存的二氧化碳重新释放回大气中。

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https://doi.org/10.1126/science.ado9966

激子绝缘体中的完美库仑阻力与激子输运

强耦合电子-空穴双层体系可承载层间激子的量子态，比如零磁场下的高温激子凝聚态。这一量子态应具有完美库仑阻力特征——当一层通电时，另一层会产生大小相等、方向相反的电流。

基于MoSe2/hBN/WSe2异质结体系，科研人员采用光学探测技术研究了关联电子-空穴双层的输运特性，在低温激子绝缘体相中观测到完美库仑拖曳效应，层间激子逆流电阻保持有限值。

这些结果表明，该体系形成了一种未凝聚为超流的激子气体。研究证明，动态光谱技术是研究关联电子-空穴流体中激子输运行为的强有力工具。

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https://doi.org/10.1126/science.adl1839

（李言编译）