这项发表在《Cell》上的研究介绍了一种名为 GPS 的深度学习平台，旨在通过化合物结构预测其诱发的转录组变化，从而辅助药物研发。研究人员利用该系统从海量分子库中筛选能够逆转疾病基因表达的候选药物，将病态细胞恢复至健康状态。该技术不仅能用于药物重用，还支持从头设计与先导化合物优化，并能通过结构-基因-活性关系分析揭示药物作用机制。为了验证其有效性，团队针对肝细胞癌和特发性肺纤维化进行了实验，成功发现了具有高选择性和体内疗效的新型化合物。这一突破解决了传统筛选依赖已知谱图数据库的局限，为精准医疗和早期药物开发提供了高效的数字化方案。

References:

• Xing J, Tan M, Leshchiner D, et al. Deep-learning-based de novo discovery and design of therapeutics that reverse disease-associated transcriptional phenotypes[J]. Cell, 2026.

这项研究通过构建小鼠大脑衰老的多组学单细胞图谱，深入探讨了大脑随年龄增长产生的表观遗传变化。研究利用单细胞测序技术分析了不同脑区的DNA甲基化和染色体构象，发现转座子（TE）的去甲基化是区分细胞类型和年龄的关键特征。数据表明，衰老会导致拓扑相关结构域（TAD）边界增强以及特定结合因子的开放性增加，反映出基因组三维结构的重塑。通过整合空间转录组学，研究揭示了同一细胞类型在不同脑区衰老过程中的区域异质性。此外，科学家开发出深度学习模型，能够利用多模态特征准确预测与衰老相关的基因表达变化。该成果为理解神经退行性疾病的分子机制和未来开发靶向疗法提供了重要的资源框架。

References:

• Zeng Q, Wang W, Tian W, et al. Cell-type-specific transposon demethylation and TAD remodeling in aging mouse brain[J]. Cell, 2026.

这项由 Kim 等人发表在《Cell》杂志上的研究，通过单细胞多组学技术构建了人类与其他灵长类动物（黑猩猩、猕猴及普通狨猴）的小脑皮层分子图谱。研究发现，人类小脑的颗粒细胞在进化过程中展现出显著的转录组差异，特别是与突触形成相关的基因发生了特异性改变。最为独特的发现是，原本负责卵子与精子结合的受体蛋白 ZP2 及其相关配体，在人类小脑中被重新利用。实验证明，桥脑苔藓纤维的输入诱导了人类颗粒细胞中 ZP2 的表达，该蛋白定位于小脑肾小球突触周边。ZP2 的积累起到了限制突触过度发育和调节神经元活动的作用，这可能为人类小脑更长的发育周期和复杂的神经环路组装提供了演化基础。此外，该研究还揭示了小脑特异性表达的疾病风险基因，为理解自闭症、共济失调等神经系统疾病提供了演化视角。

References:

• Kim S K, Cherskov A, Sindhwani A, et al. Human-specific features of the cerebellum and ZP2-regulated synapse development[J]. bioRxiv, 2025.

这篇研究文章介绍了一个名为 4DWCM 的全细胞计算模型，它首次在三维空间与时间（4D）维度上模拟了生命周期仅约100分钟的遗传最小细菌 JCVI-syn3A。该模型整合了混合计算方法，涵盖了从代谢网络、基因表达到染色体动态、细胞生长及分裂的全部生命过程。通过将实验获取的组学数据与荧光显影技术相结合，模拟展示了胞内分子的空间异质性和随机性如何影响生化反应，并成功预测了细胞的倍增时间、复制起点与终点比例以及子代细胞间的表型差异。这一突破性成果不仅实现了对最小生命体物理与化学特性的整体量化描述，也为从底层原理理解生命的基本运作机理提供了先进的计算机模拟平台。

References:

• Thornburg Z R, Maytin A, Kwon J, et al. Bringing the genetically minimal cell to life on a computer in 4D[J]. Cell, 2025.

本文介绍了 ChatSpatial，这是一个基于大语言模型（LLM）的空间转录组学分析平台，旨在解决生物信息学工具零散且跨平台兼容性差的问题。该系统利用模型上下文协议（MCP），将 Python 和 R 生态系统中的 60 多种分析方法整合进统一的对话式工作流中。与传统的随机代码生成不同，它采用模式强制编排技术，通过预定义的工具模式引导模型进行参数推断，从而确保分析结果的高重现性。研究人员通过复现卵巢癌和口腔癌的已发表研究，证明了该平台在肿瘤微环境识别、细胞通讯分析及多样本整合方面的卓越能力。总之，ChatSpatial 实现了以科学目标为导向的交互方式，降低了复杂生物计算的技术门槛。

References:

• Yang C, Zhang X, Chen J. ChatSpatial: Schema-Enforced Agentic Orchestration for Reproducible and Cross-Platform Spatial Transcriptomics[J]. bioRxiv, 2026: 2026.02. 26.708361.

这份研究报告利用系统发育框架探讨了人畜共患病毒在暴发前是否需要经过适应性进化。通过对 SARS-CoV-2、埃博拉和流感等病毒的分析，作者发现这些病毒在进入人体前，其自然选择压力信号与在原始宿主中并无显著差异。这表明，许多病毒无需预先适应便具备人际传播的能力。相比之下，1977年 H1N1 流感的重现则表现出明显的实验室培养选择特征。该研究为识别病毒是通过自然演化、中间宿主还是人工干预传播提供了重要的科学依据。

References:

• Havens J L, Pond S L K, Zehr J D, et al. Dynamics of natural selection preceding human viral epidemics and pandemics[J]. bioRxiv, 2025.

这项研究介绍了一种名为铁蛋白聚合细胞衔接器 (FACE) 的创新平台，旨在增强 CAR T 细胞治疗复发难治性白血病的效力。研究人员发现，白血病细胞与 CAR T 细胞均高表达铁蛋白受体 CD71，以此为靶点设计的 FACE 能够像“锚”一样稳定附着在 T 细胞表面，增强其与肿瘤细胞的结合亲和力。这种策略有效降低了激活 T 细胞所需的抗原密度阈值，从而克服了因抗原下调引起的免疫逃逸和治疗耐药。此外，FACE 还可以封装化疗药物形成 FACED，实现细胞免疫治疗与化疗的协同打击，甚至能消灭抗原缺失的恶性细胞。通过在多种患者来源的异种移植物 (PDX) 模型中的验证，该技术展现了卓越的安全性、通用性以及在临床转化方面的巨大潜力。

References:

• Li F, Hu Y, Wang Y, et al. Ferritin aggregation cell engager for CAR T avidity engineering against refractory leukemias[J]. Cell, 2026.

这项研究揭示了生酮饮食产生的代谢物β-羟基丁酸 (BHB) 如何显著增强CAR-T细胞治疗癌症的效果。通过在多种临床前动物模型中进行实验，研究者发现BHB能通过强化三羧酸循环来优化T细胞的能量代谢，进而提升其增殖能力和对肿瘤的杀伤力。此外，人体志愿者的数据也证实，补充BHB可提高外周T细胞的线粒体功能。该研究表明，这种饮食或代谢干预策略为改善癌症免疫治疗提供了一种简单且极具潜力的临床途径。

References:

• Liu S, Guruprasad P, Ramasubramanian R, et al. β-hydroxybutyrate enhances the metabolic fitness of CAR T cells in cancer[J]. Cell, 2026.

这项发表在《Cell》上的研究通过对110名健康受试者进行多组学分析，揭示了人类免疫系统与肠道微生物群之间的紧密联系。研究人员发现了调节免疫差异的两个核心轴，其中免疫-微生物伴随变异轴 (IMCV) 尤为关键，它将特定的干扰素 (IFN) 反应信号与微生物代谢产物（如短链脂肪酸和多胺）联系在一起。这种由微生物驱动的免疫状态表现出高度的个体稳定性，并能有效预测接种疫苗后的免疫强度及癌症免疫疗法的临床效果。此外，研究还辨识出与此轴相关的特定细胞群，例如高表达 SIGLEC-1 的单核细胞和活化的记忆T细胞。这些发现不仅深化了对健康人体免疫稳态的理解，也为解析个体间疾病易感性和治疗反应的差异奠定了科研基础。

References:

• Babdor J, Patel R K, Davidson B, et al. Immune-microbiome coordination defines interferon setpoints in healthy humans[J]. Cell, 2026.

这份研究介绍了一种名为“光定向进化”（Optovolution）的全新蛋白质工程技术。该方法通过基因改造使酿酒酵母的细胞周期受到特定蛋白质的控制，利用光照作为外部指令来精确调节这些蛋白质的选择压力。研究人员成功培育出了多种新型变体，包括光敏度更高、漏表达更低的转录因子，以及无需补充辅助因子的光遗传学系统。此外，该技术还展现了进化非光敏逻辑门蛋白的能力，证明了其在复杂生物功能设计方面的广泛适用性。这种连续定向进化范式有效地解决了以往难以模拟的动态、多状态及计算型蛋白质特性的工程难题。

References:

• Gligorovski V, Labagnara M, Scutteri L, et al. Light-directed evolution of dynamic, multi-state, and computational protein functionalities[J]. BioRxiv, 2024: 2024.02. 28.582517.