在一项新的Genomic Press访谈中，Alexander W. Charney博士分享了从接受神经外科手术的活体患者收集脑组织如何揭示80%的基因表现出与死后样本不同的表达。他的活体大脑项目挑战了神经科学数十年的假设，同时推进了精神分裂症和严重精神疾病的个性化医疗方法。

热电材料因其能够实现热能与电能的直接转换而备受关注，在能源回收和微电子供电等领域展现出巨大潜力。在众多热电材料体系中，二元铟基硫族化合物（In-X, X = Te, Se, S）因其具有极低的热导率脱颖而出。2024年6月10日，上海大学杨炯教授团队在《Research》杂志在线发表了题为“Structural Characteristics and Recent Advances in Thermoelectric Binary Indium Chalcogenides”的综述文章（DOI: 10.34133/research.0727）。该工作系统分析了二元铟基硫族化合物的晶体结构特点；随后通过第一性原理计算揭示了其电子能带和声子色散关系，讨论了非常规化学键（如In-In键）和混合价态对电子结构及晶格振动的影响，并阐明了低热导率的可能物理机制；最后归纳了缺陷工程、晶体取向调控、纳米结构和晶粒尺寸工程等实验优化策略，重点讨论了如何通过掺杂、空位调控等手段协同优化电热输运性能。该工作还展望了二元铟基硫族化合物在热电领域面临的主要挑战和未来发展方向，为设计高性能热电材料提供了重要指导。

鋰離子電池廣泛應用於消費電子產品、電動車及可再生能源儲能系統，其高效回收對於資源循環再用及減碳至關重要。由香港科技大學（科大）土木及環境工程學系曾超華教授領導的研究團隊，近日揭示一種原子級的新機制，闡明阻礙鋰離子電池高效回收的關鍵因素。這項突破不僅挑戰長久以來的假設，亦為更潔淨、高效的鋰離子電池金屬回收技術奠定科學基礎。

随着全球气候的加剧变化，海洋酸化正在成为威胁珊瑚礁生态系统的“无情杀手”。近日，东南大学生物电子学国家重点实验室陆祖宏、何春鹏团队合作，发表了题为“Skeleton-Forming Responses of Reef-Building Corals under Ocean Acidification”的文章，揭示了造礁石珊瑚应对海洋酸化的多样化生存策略，为我们理解和保护这一脆弱的海洋生态系统提供了全新视角。

棕色脂肪组织（BAT）可通过耗散多余能量来帮助体热生成，但调节性免疫细胞会如何支持这一功能则不清楚。一项新的小鼠研究如今证明，调节性 T 细胞 (Tregs) 可在棕色脂肪组织中保护脂肪细胞免于线粒体炎症性损伤和代谢变化的影响。该研究发现，Tregs 的缺失会增加 BAT 中 IFN-γ 的生成，从而损害 BAT 细胞中的线粒体功能并降低小鼠的耐寒能力。脂肪组织炎症与胰岛素抵抗和 2 型糖尿病相关。虽然此前的研究已经阐明了 Tregs 会如何在内脏脂肪组织（VATs）中维持代谢健康，但目前尚不清楚类似的免疫细胞群是否也会调节 BAT。为一探究竟，Nathan Zammit 和同事检测了小鼠内脏、棕色脂肪组织和皮下脂肪组织（SATs）中的 Tregs。他们判定，每个隔室中都含有多种不同比例的 Tregs 亚型，其中 BAT 和 SAT 中的 Tregs 具有类似的表达谱。小鼠体内 Tregs 的耗尽会导致 BAT （而非 SAT）中的炎症加剧，并会令寒冷诱导的产热（或生热）作用受损。Treg 的缺乏还会导致 BAT 中生成 IFN-γ 的 T 细胞和自然杀伤细胞增加。Zammit 等人确定，IFN-γ 水平的上升会导致棕色脂肪细胞（或脂肪细胞）中线粒体结构异常并损害其功能。阻断 IFN-γ 可恢复棕色脂肪细胞的线粒体活性及在遇冷时的产热功能。进一步的实验发现，BAT 中有一个特定的 Tregs 亚群，它们会在遇冷时扩增并控制局部的 IFN-γ 反应。作者写道：“我们的数据凸显了 Treg 细胞对保障 BAT 产热能力所发挥的重要作用，因为它可通过抑制局部 IFN-γ 的产生和随之发生的线粒体功能障碍而实现这一功能。” 关注研究趋势的记者请注意，2023 年发表在《科学-免疫学》上的一项研究描述了调节性 T 细胞会如何保护肌肉线粒体免于干扰素-γ 介导的损伤： http://science.org/doi/10.1126/sciimmunol.adi5377

香港科技大學（科大）工學院的研究團隊最近提出了一種生物啟發的綜合多尺度設計策略，以應對鈣鈦礦太陽能電池商業化面臨的關鍵挑戰——長期運行的穩定性。這些受自然界啟發的設計策略旨在提高太陽能技術的效率、韌性以及適應環境變化的能力。該方法側重於從生物結構中汲取靈感，旨在創造出更能抵禦環境壓力且適合長期使用的鈣鈦礦太陽能電池。

免疫疗法在癌症的临床治疗中表现出巨大潜力，但对大多数肿瘤患者无效。研究人员不断开发出新的治疗策略，以提高免疫疗法的安全性和有效性。电子科技大学附属医院•四川省人民医院肖波、王晨辉团队等合作撰写评述论文，详细介绍了系统性IFN-I与局部 Toll 样受体 7/8（TLR7/8）激动剂联合应用可增强PD-1抗体的抗肿瘤活性，为肿瘤免疫治疗提供了新的策略。相关论文以“Systemic IFN-I Synergizes with Topical TLR7/8 Agonists to Suppress Metastatic Tumors”为题，发表在Research上。

在两项分别利用卫星图像和人工智能技术进行的研究中，研究人员揭示了全球沿海海洋保护区（MPAs）内的渔业捕捞模式。总体而言，这些看似矛盾的研究结果表明，尽管渔业捕捞船只出没于全球诸多的保护区内，但保护级别最高的 MPAs 基本未受捕捞活动的影响。这两项研究均表明，对保护区进行适当投资将会得到回报，而合成孔径雷达（SAR）卫星技术或成为保障海洋未来可持续性发展的关键工具之一。全球约有 8% 的海洋正式得到保护，而国际上制定的锐意进取的目标是力求到 2030 年时将这一保护覆盖范围提高两倍以上。虽然此类保护措施能够带来可观的长期效益，特别是在结合适当的渔业管理时，但由于监管不力，其潜在收益往往会蒙受损失。在许多情况下，由于保障措施不足，破坏性的、非法的或未上报的捕捞行为即使在划定的保护区内也持续存在。自动识别系统 (AIS) 数据的出现得益于包括 MPA 在内的对全球渔业捕捞的监测；该系统可追踪每艘船的活动。然而，并非所有船只都必须使用该系统。许多船只会关闭其应答器以避免被发现，这使得获取可靠、大规模的 MPAs 内的捕捞压力估测值变得困难。因此，人们对 MPAs 的实际效用仍知之甚少。 在第一项研究中，Jennifer Raynor 和同事分析了 455 个根据《海洋保护区指南》被归类为“完全”或“高度”保护的沿海海洋保护区；该指南是一个基于法规和管理实践评估保护措施的框架。这些类别的保护区完全禁止在其划定的范围内进行渔业捕捞。Raynor 等人将人工智能方法与最近发布的全球 SAR 卫星图像数据集相结合，直接鉴识在 MPAs 内作业的渔业捕捞船只，无论其 AIS 是否处于打开状态。作者发现，总体而言，在禁止渔业捕捞的 MPAs 中，未经授权的渔业捕捞活动极为罕见，平均每 2 万平方公里内仅检测到一艘船，这一比率比未受保护的专属经济区低 9 倍。虽然东亚和南亚的少数 MPAs 内有较高的船只密度，但这些情况属于偏离常规的特例，其原因是地理区域较小和偶尔检测所致。全球只有 7 个海洋保护区会在超过一半的观测日里有船只出现，这突显了在受到严格保护的区域内此类活动颇为罕见。Raynor 等人还证明了 SAR 图像能可靠检测未经授权的渔船。该方法不仅能以高精度成功识别实时播发 AIS 信号的船只，它还在 163 个 AIS 数据显示没有船只的 MPAs 内检测到船只，尤其是在 AIS 数据通常不完整的东南亚等地区。 在另一项研究中，Raphael Seguin 和同事对 6021 个沿海海洋保护区的捕捞活动进行了量化分析；这些保护区代表了在国际自然保护联盟（IUCN）管理框架中所列的大范围保护部类。使用同样的 SAR 数据集和深度学习模型，Sequin等人发现，近一半的被评估的海洋保护区显示有进行渔业捕捞的证据，其捕捞程度在许多时候堪比或超过附近未受保护水域的水平。据研究结果披露，在全球 47% 的沿海 MPAs 中会检测到渔业捕捞船只。虽然更严格的 IUCN 分类确实与捕捞活动减少相关，但作者的结论是：海洋保护区的面积和偏远程度等因素比单纯的官方保护类别更能预测捕捞活动是否存在。Boris Worm 在一篇《视角》中讨论了造成这两项研究结果差异的可能因素。Worm 写道：“许多 MPAs 的设立过于仓促；它们缺乏强有力的保护性法规、与当地利益相关方的有效协商或适宜的管理能力。在某些时候，它导致了‘纸上公园’的出现：这些地方虽被认定为保护区，但却未能阻止有害的活动。然而，现有数据表明，只要进行合理投资，控制产业化开发并采取全面性保护措施，长期效益就会逐步显现。”

一项新的研究显示，2023 年全球海洋热浪（MHWs）的强度、持续时间和规模都达到了前所未有的程度。这些发现揭示了导致这些事件的区域性驱动因素，并将其与更广泛的地球气候系统的变化挂钩。这些事件对海洋生态系统构成严重威胁，因为其常常导致大范围的珊瑚白化和大规模的海洋生物死亡事件。它们还会通过破坏渔业和水产养殖业而造成严重的经济后果。人们普遍认为，人类引起的气候变化正导致 MHWs 的频率和强度迅速增加。2023年，全球多个区域（包括北大西洋、热带太平洋、南太平洋和北太平洋）都经历了极端 MHWs。然而，人们对大范围 MHW 的发生、持续和加剧的根本原因仍知之甚少。 为更好地理解 2023 年的 MHWs，Tianyun Dong 和同事利用卫星观测和海洋再分析数据（包括来自 ECCO2 高分辨率项目的数据）进行了全性球分析；ECCO2 指的是海洋环流和气候估算计划-第二阶段）。研究结果显示，2023 年的 MHWs 在强度、持续时间和地理范围上均创下了新的纪录：其持续时间是历史平均水平的四倍，其覆盖面为全球 96% 的海洋表面。从区域面积来看，最强的升温区域发生于北大西洋、热带东太平洋、北太平洋和西南太平洋，这些区域合计占海洋异常高温面积中的 9 成。Dong 等人证明，北大西洋的 MHW 早在 2022 年中期就已经开始并持续了525天；而西南太平洋的 MHW 事件则以其极大的空间范围和超长的持续时间打破了先前的记录。更重要的是，在热带东太平洋厄尔尼诺现象开始期间，异常高温的峰值达到了 1.63 摄氏度。利用混合层热量收支分析，作者发现了导致这些事件形成和持续存在的多种区域驱动因素，其中包括云量减少所致的太阳辐射增加、风力减弱以及洋流异常。据作者披露，2023年的 MHWs 可能标志着海洋-大气动力学的根本性转变，它可能是地球气候系统即将达到临界点的一个早期预警。