Влияние повышения температуры воды на интер- и трансгенерационную пластичность выявляет кратковременную метаболическую и фенотипическую память у водного растения

Бодрствующий отдых после обучения был предложен как способ облегчения консолидации памяти по сравнению с выполнением отвлекающего задания, при этом предыдущие исследования ЭЭГ связывали мощность медленных колебаний во время отдыха с лучшими показателями памяти. Однако попытки воспроизведения показали смешанные результаты. Мы исследовали, улучшит ли 10 минут бодрствующего отдыха ассоциативную память по сравнению с 10 минутами задания на аудиальную кратковременную память, зависимую от гиппокампа, используя дизайн с участием одних и тех же испытуемых и непрерывную запись ЭЭГ. Мы применили как аналитический подход, вдохновленный воспроизводством, который был тесно смоделирован на основе предыдущих работ, так и специфический для данных подход, адаптированный к нашему набору данных. Напротив наших гипотез, мы не обнаружили преимущества отдыха над отвлечением в ассоциативной памяти. Однако мы заметили эффект порядка: производительность была лучше для второго обучения по сравнению с первым, и это улучшение было более выражено, когда отдых выполнялся вторым, а не первым. На нейрофизиологическом уровне ни медленные колебания, ни мощность альфа-волн в период после обучения не коррелировали с производительностью памяти, независимо от аналитической цепочки, хотя перекрестные анализы показали, что выбор эталона ЭЭГ повлиял на направление некоторых корреляций. На феноменологическом уровне саморегистрация умственной активности во время отдыха и отвлечения, а также частота мечтательности не были связаны с результатами памяти, несмотря на то, что оба условия вызывали различные субъективные когнитивные состояния. В совокупности эти результаты не поддерживают устойчивое преимущество бодрствующего отдыха после обучения над задачей отвлечения, зависимой от гиппокампа, для ассоциативной памяти, и не воспроизводят предыдущие корреляты консолидации. Мы обсуждаем методологические факторы, включая эффекты обучения задания в дизайнах с участием одних и тех же испытуемых, грубость усредненных измерений спектральной мощности и вариабельность в конвейерах предобработки ЭЭГ, которые могут способствовать несоответствиям в литературе, и призываем к большей стандартизации и прозрачности в будущих исследованиях.

Болезнь Альцгеймера (БА) определяется и стадийно классифицируется на основе стереотипного, прогрессирующего накопления амилоид-бета (A{beta}) бляшек и гиперфосфорилированных тау (pTau) нейрофибриллярных клубков в различных областях мозга. Эти области существенно различаются по своей архитектуре и функциям, но в значительной степени сохраняют клеточный состав, с некоторой региональной спецификацией. Поскольку патология накапливается, определенные нейроны теряются, а не нейронные клетки переходят в состояния, ассоциированные с болезнью, но остается неясным, являются ли типы клеток, пораженные в одной области, такими же в других областях. Здесь мы расширили Атлас клеток мозга при болезни Альцгеймера в Сиэтле (SEA-AD) на десять неокортекальных и аллокортекальных областей, охватывающих кортикальную дугу канонического стадирования БА, профилируя приблизительно семь миллионов ядер от 84 доноров с помощью секвенирования РНК с одиночными ядрами, ATAC-seq и Multiome наряду с количественной нейропатологией и секвенированием всего генома. Ядра были сопоставлены с расширенной референсной таксономией Инициативы BRAIN, содержащей 207 типов клеток, иерархическая псевдо-прогрессия обеспечила непрерывные, донорные уровни оценки патологии БА в каждой области и по всему мозгу, совместно моделируя A{beta} и pTau. Изменения в клетках были как высокоспецифичными, так и поразительно последовательными: лишь около 30% типов клеток изменились в относительной частоте, но те, кто изменился, изменились в согласованном направлении в различных областях. Конкретные подмножества ингибирующих интернейронов Sst, Lamp5, Vip, Sncg и Pvalb, а также миелинизирующих олигодендроцитов были потеряны скорее всего на самых ранних стадиях у донора с минимальной патологией, наряду с первоначальным появлением ассоциированных с БА микроглией; потеря типов возбуждающих нейронов L2/3 и некоторых глубоких слоев, резкий рост микроглии и появление реактивных астроцитов последовали у доноров на более поздних стадиях. Регионально специализированные популяции также оказались уязвимыми, включая ожидаемые аллокортекальные типы, а также, неожиданно, специализированные возбуждающие нейроны слоя 4 (L4 IT) первичной зрительной коры (V1C) и смешанные ингибирующие интернейроны Sst и Pvalb. Ключевые изменения воспроизводились в трех независимых когортах, охватывающих более 700 дополнительных доноров. Мы исследовали два взаимодополняющих уязвимых населения в механистических подробностях: регионально специализированные нейроны V1C L4 IT, которые были потеряны поздно, несмотря на то, что их широко считали устойчивыми, и пан-кортикальные интернейроны Sst, которые потерялись в первые стадии болезни. Применяя многогранный ИИ-рабочий процесс, который конструировал гипотезы, основанные на литературе из дифференциального экспрессии для нейронов L4 IT, были выделены гипервозбудимость, частично опосредованная высоким уровнем экспрессии NMDA-рецепторов, как сходный фенотип уязвимости. Уязвимые интернейроны Sst сходились на гипервозбудимости через частично различные пути и обогащались экспрессией генов, приоритизированных в GWAS для БА, связывая их уязвимость с генетической архитектурой БА. Эти данные, доступные на SEA-AD.org, предоставляют многофункциональный региональный каркас для сообщества, чтобы исследовать молекулярные и клеточные изменения прогрессирования БА.

Охраняемые территории не могут остановить утрату биоразнообразия в изоляции; интеграция их с окружающими территориями, подверженными человеческому воздействию, имеет решающее значение. Однако эта интеграция осложняется значительной гетерогенностью ландшафта на их границах, что затрудняет понимание трансграничных изменений в предоставлении экосистемных услуг. Мы представляем новую структуру для характеристики этих динамических процессов путем анализа градиентов экосистемных услуг вдоль границ охраняемых территорий. Для 16 охраняемых территорий во французских Альпах мы оценили 12 экосистемных услуг, используя сочетание устоявшихся биофизических моделей и новых моделей на основе связности для подвижных видов. Эти данные были сгруппированы в три области, ориентированные на заинтересованные стороны, отражающие соответственно сельские, культурные и городские приоритеты управления. Автоматизированный полиномиальный регрессионный анализ классифицировал границы на пять типов градиентов. Наиболее распространенными были Убывающие Градиенты, представляющие собой снижение экосистемных услуг за пределами охраняемой территории, и Возрастающие Градиенты, имеющие противоположный паттерн. Наш анализ показывает, что эти закономерности обусловлены специфическими конфигурациями ландшафта, выявляя частые компромиссы между тремя приоритетами управления, когда, например, ландшафты, поддерживающие сельские приоритеты, часто ухудшают культурные и городские. Мы также выделяем ключевые возможности для синергии, определяя области, где экосистемные услуги для всех трех приоритетных областей увеличиваются одновременно за пределами охраняемой территории. Эта пространственно явная типология предоставляет мощный диагностический инструмент для проектирования целевых интервенций, таких как приоритизация восстановления местообитаний там, где экосистемные услуги снижаются, или управление сельскохозяйственными ландшафтами для смягчения конфликтов между приоритетами управления, поддерживая более эффективную интеграцию охраняемых территорий в более широкий ландшафт.

Прямые повреждения от жары считались второстепенной причиной смертности деревьев и снижения продуктивности в лесах, вызванного изменениями климата, по сравнению с влиянием изменений климата на водные отношения деревьев. Однако накапливаются данные из умеренных и тропических лесов, что прямые повреждения от жары в фотосистеме II (ФС II), не зависящие от водных отношений, также являются реальным сценарием в условиях изменения климата. Мы проанализировали тепловую устойчивость ФС II у Ларикса сибирского, который представляет собой доминирующий вид бореальных деревьев в Сибири и северной Центральной Азии в холодной среде с отрицательными или близкими к нулю средними годовыми температурами, но тем не менее с теплыми летами. Мы использовали тепловизионную съемку, чтобы соотнести температурные пороги, найденные в лаборатории, с температурами крон в лесах на северных склонах гор, которые являются основным местом обитания Л. сибирского. Л. сибирский показал небольшое снижение максимального квантового выхода ФС II (Fv/Fm) при 35 °C и 40 °C после 4 часов, но сильные снижения при ≥45 °C и незначительное увеличение Fv/Fm в конце лета, что можно интерпретировать как акклимацию к теплу. Температуры крон в исследуемый год не достигли порогов для серьезного повреждения от жары ФС II. Однако Л. сибирский был более чувствителен к теплу, чем умеренные хвойные деревья. Это первое совместное исследование тепловой устойчивости и температур крон бореальных лесов указывает на возможность низкой тепловой устойчивости бореальных древесных видов, но такой вывод требует исследования большего числа видов деревьев.

ВВЕДЕНИЕ. Невротизм является установленным фактором риска болезни Альцгеймера (БА), однако молекулярные механизмы, связывающие эту черту личности с нейродегенерацией, до сих пор слабо изучены. МЕТОДЫ. Мы использовали данные секвенирования РНК на уровне отдельных ядер из лонгитюдных когортных исследований когнитивного старения (n = 655), чтобы изучить механизмы, опосредующие связь между невротизмом и БА. РЕЗУЛЬТАТЫ. Мы идентифицировали два гена, ассоциированных с невротизмом, оба из которых сниженны в возбуждающих нейронах: ADRA1B и LY6E-DT. Кроме того, мы обнаружили, что невротизм ассоциируется с обогащением специфической подс-popуляции возбуждающих нейронов: Exc.12. Дополнительный анализ показал, что Exc.12 частично опосредует отношение между невротизмом и БА, составляя 12,2% от общего эффекта. ДИСКУССИЯ. Дисрегуляция возбуждающих нейронов может представлять собой ключевое клеточное изменение, связывающее невротизм с БА.

Интрогрессия от несampled гоминидных линий стала все более важным элементом истории человеческой эволюции. Недавние исследования показывают, что глубоко отличающиеся линии гоминид могли внести предковую составляющую либо непосредственно в современного человека, либо косвенно через интрогрессию от денисовцев, в то время как выводы остаются сложными из-за нехватки эталонных геномов, слабого сигнала и неопределенности в реконструкции глубоких генеалогий. Мы показываем аналитически и с помощью симуляций, что интрогрессия, опосредованная денисовцами, производит предсказуемые изменения в локальной коалиционной глубине, которые можно приблизительно оценить с помощью масштабируемых обобщенных статистик, в частности парной последовательной дивергенции, что указывает на то, что значительная информация о глубоко различающемся предке сохраняется в вариациях последовательностей без явной реконструкции генеалогий. Используя этот инсайт, мы разрабатываем DEEP (Точная оценка глубокого предка с использованием эффективных прокси), нейросетевую структуру без ARG для выявления кандидатных регионов суперархайческого предка. DEEP сохраняет обнаружимую мощность при низких уровнях ложных позитивов в широком диапазоне демографических параметров, остается масштабируемым и восстанавливает сигналы из небольших выборок. Применяя DEEP к океанийцам, тибетцам и ханьцзам, мы определяем примерно 0,4–0,6 % геномных окон с доказательствами суперархайческого предка. Кандидатные регионы показывают как значительное наложение, так и заметную неоднородность между популяциями, с повторным обогащением вблизи локуса HLA во всех популяциях, что указывает на то, что иммунные регионы повторно сохраняют глубоко различающуюся предковую составляющую.