Антропогенные нарушения расширяют климатические пределы доминирования однолетних растений

Импорт митохондриальных белков критически важен для биогенеза органелл, их поддержания и регенерации — что жизненно необходимо для клеточной гомеостазы. Дисфункция импорта нарушает запасы энергии в клетках, что негативно сказывается на клетках, особенно с высокими энергетическими потребностями, такими как нейроны. Ранее мы показали, что неудача импорта может быть исправлена за счет межклеточного переноса митохондрий (IMT) через туннельные нанотрубки (TNT), однако судьба перенесенных митохондрий и механистическая основа помощи оставались неразрешенными. Здесь мы демонстрируем, что двунаправленный транспорт митохондрий между клетками с дефектными и нормальными митохондриями отличается как по регуляции, так и по последствиям. Перенесенные дефектные митохондрии сильно фрагментированы и предначертаны для канонического лизосомального разрушения. В противоположность этому, митохондрии, продуцирующие активные формы кислорода (АФК), на периферии клеток с нормальными митохондриями, переносятся в соседние клетки, испытывающие сбои импорта. Эти новоприбывшие митохондрии затем накапливаются внутри ранее не характеризованных "митохондриальных тел разрушения" (MDBs). Мы предполагаем, что взаимодействие этих различных случаев митофагии, опосредованной TNT, как канонической, так и неконвенциональной "транс-митофагии", инициирует регенерацию митохондрий и, таким образом, восстанавливает митохондриальную функцию.

Основная цель экс-ситу сохранения — представить дикие генетические разнообразия в управляемых живых коллекциях. Для подверженной климатическим угрозам флоры тропических горных облачных лесов (ТГОЛ) северо-восточной Австралии была создана экс-ситу метоколлекция растений и семян в рамках проекта Tropical Mountain Plant Science (TroMPS). В этом исследовании мы использовали редуцированное секвенирование (DArTseq) диких, гербариумных и экс-ситу материалов наряду с информацией о происхождении десяти видов, чтобы преследовать две основные цели: охарактеризовать генетическую структуру на уровне ландшафта в пределах распространения видов и оценить, насколько хорошо собранные метоколлекции представляют собой это дикое разнообразие. Анализы показали последовательные паттерны генетической дифференциации среди популяций на вершинах гор у нескольких видов, что отражает изолирующее влияние низменных разрывов между высокогорными местообитаниями, причем степень дифференциации варьировала среди видов. Эти результаты предоставляют первую генетическую базу для флоры ТГОЛ Австралии и подчеркивают важность учета отдельных популяций на вершинах гор как различных единиц для управления сохранением. Кроме того, проект предоставил ценные познания о логистических проблемах координированного многоинституционального сбора, информируя стратегии проектирования метоколлекций более широко. Оценка метоколлекции выявила как сильные стороны, так и пробелы в представлении по видам, предоставляя базу доказательств для улучшения текущих запасов и организации будущего целенаправленного сбора для увеличения их долгосрочной ценности для сохранения.

Точное экспрессия генов, зависящая от РНК-полимеразы II (РНКполи II), требует динамического фосфорилирования карбоксильного терминала (КТД) ее крупнейшей субъединицы, Rpb1, чьи гептапептидные повторы образуют регуляторную платформу, известную как код КТД. Циклиновые зависимые киназы, ассоциированные с транскрипцией (tCDK), и фосфатазы КТД координируют циклы фосфорилирования и дефосфорилирования РНКполи II на протяжении транскрипции, связывая синтез РНК с сопутствующей обработкой и регуляцией хроматина. Контролируя модификацию КТД на конкретных стадиях, эти ферменты интегрируют активность РНКполи II в более широкие регуляторные сети. Нарушение тонкого баланса между киназами и фосфатазами приводит к ухудшению точности транскрипции, созреванию РНК и стабильности генома, как напрямую через изменение фосфорилирования КТД, так и косвенно через связанные пути. Такие изменения все чаще связывают с нарушениями развития, нейродегенерацией и раком. Здесь мы синтезируем современные знания о динамике фосфорилирования РНКполи II, подчеркивая ключевые механистические принципы, связи с заболеваниями человека и новые терапевтические стратегии, нацеленные на эту центральную фосфорилирование-зависимую регуляторную систему.

Большие языковые модели (LLM) демонстрируют замечательные способности к рассуждению, однако их статическая архитектура в корне ограничивает применение в долгосрочных исследовательских процессах, требующих непрерывности между сессиями и количественной строгости. Здесь мы представляем Ensemble QSP, многоагентную структуру с трехуровневой иерархической архитектурой памяти, которая сохраняет внедренный контекст в рамках и постоянным на протяжении проекта (среднее состояние проекта: медиана 301 токен, максимум 4,050, по 104 запускам) за счет ограничения каждого состояния категории и удаления завершенной работы, что обеспечивает непрерывную автономную работу без ухудшения контекста. Система организует работу пяти специалистов-агентов под руководством экспертов в области, внедряя физические ограничения через контрольные списки на основе физических законов и структурированных знаний в области. Комплексное тестирование демонстрирует надежный автоматизированный выбор фармакокинетических и фармакодинамических моделей без человеческого вмешательства, постоянное качество результатов как для более дешевых, так и для передовых LLM, улучшенное восстановление параметров PK по сравнению с базовыми моделями с одним агентом и стабильный выбор моделей по лингвистически разнообразным подсказкам одной и той же задачи. Уровневое исключение возможностей на основе физиологической фармакокинетики (PBPK) на широком диапазоне сложности показывает, что контроль PI-агента улучшает эффективность отладки при сохранении конечной точности в различных условиях. Архитектура является структурно независимой от области, добавление новой научной области требует лишь новой конфигурации PI-агента.

Интерфейсы «мозг-компьютер» (BCI) произвели революцию в нейронауке, обеспечивая широкий спектр приложений, от моторной реабилитации до нейроэргономики. Традиционные имплантируемые BCI с инвазивными микроэлектродными массивами сталкиваются с несколькими проблемами, особенно с необходимостью проводных соединений и связанными с ними рисками имплантации. В данной статье представлен беспроводной BCI без батареи, объединяющий имплант и его внешнюю поддерживающую систему. Наше проектирование сосредоточено на антенном системе с двойной функцией: во-первых, механизм индуктивной связи обеспечивает беспроводную передачу энергии, достаточно обеспечивая питание интегральной схемы специального назначения (ASIC) для стимуляции и считывания без батареи в импланте. Во-вторых, антенна обратного рассеяния в импланте облегчает беспроводную связь с высокой скоростью передачи данных (до 32 Мбит/с) без батареи. Эта система не только улучшает взаимодействие с BCI, устраняя провода, но также сохраняет точность передачи данных и эффективность использования энергии, обещая более безопасный и эффективный интерфейс для выполнения задач, таких как управление роботизированными руками.

3D-фенотипирование растений известно сложностью процедур и низкой производительностью из-за обширной многовидовой съемки, хрупкой цепочки 3D-реконструкции и дополнительных затрат на извлечение фенотипической информации из восстановленной геометрии. Эти ограничения усиливаются при низкозатратном сборе данных, когда видео со смартфонов или малонагруженные многовидовые изображения обеспечивают ограниченное перекрытие видов и самозатемнение. В этой работе мы показываем, что традиционную схему 3D-фенотипирования растений можно упростить и значительно ускорить с помощью 3D-фундаментальных моделей (3DFMs), и в частности, представляем одну из первых схем 3D-фенотипирования кросс-культур, основанную на 3DFMs. Эта схема заменяет разреженную инициализацию в стиле COLMAP на основанное на 3DFM геометрическое восстановление с прямой связью, сочетает 3D Gaussian Splatting с ограничениями по геометрии для плотной реконструкции, позволяет реконструировать из нескольких видов через итеративный синтез и уточнение видов и преобразует восстановленную геометрию в измеримые органы через семантический перенос из 2D в 3D, восстановление метрического масштаба и разделение экземпляров органов. Мы также создаем набор данных для кросс-культур с приобретением изображений на основе смартфонов, разнообразными морфологиями растений и ручными аннотациями для сегментации и фенотипической оценки. Эксперименты на 26 последовательностях растений показывают, что 3D-фундаментальные модели сокращают среднее время реконструкции с 6,52 минут до 1,58 секунд, сохраняя при этом высокое качество реконструкции и точность фенотипирования. Эти результаты предполагают новый технический путь для высокопроизводительного 3D-фенотипирования растений, начиная с недорогого получения изображений и заканчивая быстрой реконструкцией, восприятием, восстановлением масштаба и фенотипическим измерением.