《科学通报》2025年12月下旬刊 | 文章速递

cGAS-STING通路是哺乳动物细胞主要的DNA感应通路, 识别细胞质中来源于病原体或者自身细胞的DNA, 刺激I型干扰素和炎性细胞因子的表达并启动免疫反应. 近年来发现, cGAS-STING通路还可通过诱导细胞自噬和溶酶体生物发生促进病原体的清除. 封面图片的灵感来自中国古代神话, 哪吒化身为三头六臂的战士(象征STING寡聚化和激活), 并使用火尖枪(I型干扰素和炎性细胞因子)、乾坤圈(细胞自噬)和风火轮(溶酶体生物发生)三种主要的武器(代表cGAS-STING通路三种主要的经典和非经典功能)与海中的恶龙(病原体)战斗. 详见许银丰等人文(p6179).

悦读科学

郑早早, 陈璐, 胡国升, 彭冰灵, 黄琦绚, 王铵, 杜丝月, 王川, 刘文

观点

病毒基因组的系统进化动力学研究

陈志元, 余宏杰

在全球新发和再发传染病不断暴发的背景下, 实时追踪病原体的时空起源和时空传播可为疫情防控提供科学证据. 系统进化动力学作为一门新兴交叉学科, 近年来在传染病暴发追溯中发挥着重要作用. 本文回顾了复旦大学余宏杰研究团队自COVID-19疫情以来, 在病毒基因组的系统进化动力学领域开展的系列研究. 研究涵盖系统进化动力学的数据基础、可及的方法以及实际公共卫生应用, 从而为将来可能的疫情暴发提供技术储备.

“Science 2024年度十大科学突破”解读

观点

齐艺萌, 殷姿, 王轲

本文综述了古DNA技术前沿并探讨基于遗传同源片段的血缘推断应用场景, 展示了整合DNA、考古学、体质人类学等多学科证据的交叉研究范式, 为学界揭示了古代人类婚配模式、社会分层、人口偏向性流动及多元社会组织形态, 探讨了史前人类行为模式与复杂化社会发展历程.

解读“2025年度诺贝尔自然科学奖”专题

观点

李鑫, 尹璋琦

2025年诺贝尔物理学奖授予三位量子物理学家, 以表彰他们“在电路中实现宏观量子力学隧穿效应和能量量子化”的开创性贡献. 本文从微观量子概念入手, 详细回顾了获奖的奠基性实验, 深入解析约瑟夫森相位如何作为关键的宏观量子变量等技术细节, 并探讨了该成果对以超导量子计算、“薛定谔猫态”为代表的现代量子技术产生的影响.

金属有机框架: 定义化学新空间

李巧伟

金属有机框架的突破性价值, 在于它为化学领域定义了独特的“新空间”——既包括其有序结构内部开放的物理空间, 也涵盖它为科学研究拓展的新思路与新平台. 这一兼具结构与学术维度的创新, 让金属有机框架成为推动化学、材料及相关学科发展的重要力量, 也使其获得了今年诺贝尔化学奖的认可.

张记, 吴玉章

本文评述2025年诺贝尔生理学或医学奖——调节性T细胞(Treg)的发现历程. 首先系统梳理了Treg细胞从亚群鉴定到核心转录因子Foxp3功能阐明的关键突破, 并展望了其临床转化前景, 最后提出未来免疫学研究应转向人类免疫力解码计划所引领的新范式.

极端天气气候事件及其影响专题

特邀编辑:黄建平、于海鹏

进展

全球变暖下的厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)变化及其影响

蔡文炬, 耿涛, 贾凡, 吴硕, 王浩东

厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是全球年际时间尺度最强的气候异常信号, 可通过遥相关的方式对全球天气、经济和社会等产生深远影响. 本文回顾了2021年以来学界在ENSO响应全球变暖方面的最新研究进展, 对ENSO本身变率的变化及其相关影响进行总结, 并对进一步的研究提出了展望.

三维大气环流分型的极端气候事件动力学研究新进展

胡淑娟, 彭建军, 周冰倩, 张雯欣

本文回顾了全球大气环流三型分解模型在极端事件动力学研究中的应用. 通过对局地大气环流三维结构进行分析, 揭示了中高纬度局地垂直环流在极端事件中的重要作用. 该研究为理解极端事件的动力学机制提供了新的视角, 为相关气候预测和灾害防范提供了理论支持.

评述

气候变化对农业地域系统的影响及其应对

刘彦随, 赵雨, 李裕瑞

气候系统变化的加剧正推动传统农业地域格局的转变, 成为促进人地系统耦合与可持续发展的关键问题. 基于现代人地系统科学理论, 本文探讨了农业地域系统面临的巨大挑战, 提出农业地域系统气候适应性转型需要重塑农业认知, 重构农业格局, 重建农业模式.

对流可分辨尺度极端降水模拟研究综述

余弘泳, 李普曦, 王开存

对流可分辨尺度模拟的发展极大提升了极端降水估计的精度, 为深入理解水文过程提供了有力支撑. 本文评述了近年来国内外相关研究的进展、发展趋势和现阶段面临的主要挑战, 并基于此提出了发展建议.

论文

何编, 刘潇喻, 包庆, 刘屹岷, 吴国雄

极端降水模拟是国际前沿的热点问题. 模式水分辨率提高对极端降水模拟有直接影响. 本文揭示了FGOALS-f和NICAM16两个模式在分辨率提高至约10 km后对全球极端降水模拟的影响. 结果表明, 分辨率提高显著改善区域极端降水模拟, 但部分地区仍存在偏差, 为模式进一步发展提供参考.

进展

化学与能源科学

氨分子转化过程中的催化界面构筑与反应路径调控进展

夏文品, 侯杰文, 付怀玉, 张开杨, 杨佩瑶, 赵静, 陈立伟, 许春诚, Yen Leng Pak, 牟红宇, 高星, 郝宇晨

本文综述了电催化氨氧化反应的研究进展，涵盖反应机理、晶面依赖性、界面OH−调控、层状氢氧化物与分子催化体系等方向. 重点解析了O–S与G–M路径的反应特征，提出电子效应与界面效应协同调控的设计理念, 为高效催化剂开发与氮循环能源体系构建提供新思路.

评述

生命科学

许银丰, 刘依洋, 吴心仪, 万伟

cGAS-STING通路感应细胞质中来源于病原体或者自身细胞的DNA, 刺激I型干扰素和炎性细胞因子的表达启动免疫反应. 除了以上经典功能, cGAS-STING通路还参与调控细胞自噬、溶酶体生物发生和离子稳态等多种生物学过程. 本文主要围绕cGAS-STING通路的经典和非经典功能综述近年来的研究进展.

地球与环境科学

地球科学研究前沿

郑永飞

地球科学正迈向“深时大数据+人工智能”驱动的新阶段. 国际大科学计划深时数字地球学科组遴选出的十大研究前沿包括地球三维结构、机器学习、关键矿产、气候变化、能源资源等. 本文简要介绍这10个地球科学研究前沿, 旨在指引运用地球系统科学认知地球、保护未来.

王琳, 彭培洺, 刘祥宇, 陈发虎

古代人群迁徙路径是文化传播与文明交流的重要载体, 其研究经历了从传统考古学方法到现代空间定量分析的范式转变. 以最小成本路径模型为代表的空间分析方法, 通过量化地形、水文等环境因素构建成本表面, 结合考古遗址等空间节点数据, 实现了对古人迁徙路线的科学重建, 为深入剖析古人迁徙路径的时空演化机制提供了定量化空间视角.

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