1、Science封面文章：中国科学院西北高原生物研究所

物种特异性小RNA位点在真核生物基因组中广泛存在，但它们在谱系特异性适应、表型多样化和物种形成中的作用尚不清楚。本研究针对三种不同授粉特性的猴面花物种，直接摒弃基于M. lewisii 与M. cardinalis 构建杂交群体发掘YUP 位点的传统方法，巧妙引入自花传粉的M. parishii，将这三个物种经一系列杂交、回交和自交，并适时结合表型和基因型选择，成功获得了Mlew_yupᶜ⁄ᶜpelanᴾ⁄ᴾ 近等基因系。再通过对相关材料进行基因组测序组装、共线性分析、功能验证和遗传进化分析等确定了YUP 候选基因。研究显示，猴面花(Mimulus )的这个经典物种形成位点YELLOW UPPER (YUP )为物种特异性小RNA位点它包含一个反向重复区域，可以产生阶段性的小干扰RNAs (siRNAs)。其中一种siRNA 通过抑制类胡萝卜素生物合成和有色体发育的主要调节因子来调控花的色素沉着。YUP 与另外两个基因一起在大约五百万年前起源于Mimulus 一个亚分支的共同祖先，作为一个“超级位点”控制花朵颜色，并在后代物种的花色多样化和传粉媒介介导的生殖隔离中发挥了关键作用。这些结果证明了物种特异性非编码基因在后续生物进化中的重要性。

研究结果以Taxon-specific, phased siRNAs underlie a speciation locus in monkeyflowers 为题，于2月10日在《科学》(Science )杂志以封面文章形式在线发表。

YUP 和PELAN 不同基因型的花色表型 | 图源：中国科学院

中国科学院西北高原生物研究所（中国科学院高原生物适应与进化重点实验室、青海省作物分子育种重点实验室）副研究员陈文杰为该论文的第二作者。

2、中国科学院国家纳米科学中心

纳米尺度的光电融合是未来高性能信息器件的重要发展路线。如何在微纳甚至原子尺度对光进行精准操控是其中的关键的科学问题。中国科学院国家纳米科学中心研究员戴庆研究团队率先提出利用极化激元作为光电互联媒介的新思路，充分发挥它对光的高压缩和易调控优势，不仅有望实现高效光电互联，而且可以提供额外的信息处理能力，从而进一步提升光电融合系统的性能。2月10日，相关研究成果以Gate-tunable negative refraction of mid-infrared polaritons为题，发表在《科学》（Science）上。该论文审稿人评价道，这证实了一项非常规的物理现象，为研究纳米尺度的光操控提供了崭新的平台。

该团队通过十多年的努力，实现了极化激元的高效激发和长程传输。在此基础上，研究设计并构筑了微纳尺度的石墨烯/氧化钼范德华异质结，实现了用一种极化激元调控另一种极化激元开关的「光晶体管」功能。研究表明该晶体管可实现光正负折射的动态调控，类似电子晶体管能切换（1,0）两个高低电位，为构筑与非门等光逻辑单元奠定了重要基础。该研究充分发挥了不同材料的纳米光子学特性，从而突破了传统结构光学方案如使用人工结构（超材料和光子晶体等）在波段、损耗、压缩和调控等方面的性能瓶颈。

图示极化激元晶体管的基本原理，通过在氧化钼上覆盖石墨烯构筑范德华异质结，天线激发极化激元传输穿过界面后形成负折射 | 图源：中国科学院

与电子相比，光子具有速度快、能耗低、容量高等优势，被寄予未来大幅提升信息处理能力的厚望。因此，光电融合系统被认为是构建下一代高效率、高集成度、低能耗信息器件的重要方向。光电互联（电-光-电转换）是光电融合主的基础，相当于光电两条高速公路交汇的收费站。而现有硅基光电集成方案存在效率低（依赖多次光电效应）、体积大（光模块无法突破衍射极限）等问题，制约光电器件之间的信息流转。然而，光子不携带电荷且光的传输受限于光学衍射极限，相比于能轻易通过电学调控的电子，对光子的纳米尺度局域和操控并不容易。

极化激元晶体管的光学显微镜照片 | 图源：中国科学院

极化激元是一种由入射光与材料表界面相互作用形成的特殊电磁模式（表面波）。它具有优异的光场压缩能力，可轻易突破光学衍射极限从而实现纳米尺度上光信息的传输和处理。

戴庆团队以攻克高速光电互联这一世界技术难题为目标，提出以纳米材料的表面波（极化激元）为媒介，实现高效光电互联的新思路。构筑光-极化激元-电转换路径相当于将高速公路的收费站改造成立交桥，具有显著优势：

一是效率高，光/电激发材料表面波的效率相比光电效应提升潜力巨大；

二是集成度高，光波转化成材料表面波可将波长压缩百倍轻松突破衍射极限，从而显著提升光模块集成度；

三是算力强，材料表面波具有光子性质可进行高效并行计算，从而将现有光电融合的「光传输、电计算」拓展成为「光传输、电计算+光计算」，实现「1+1>2」的效果。

戴庆提出，我们利用电学栅压对极化激元这种光波的折射行为实现了动态调控，使其从常规的正折射转变到奇异的负折射。这好比可以像操纵电子一样操纵光子，为将来高性能光电融合器件与系统的发展提供重要促进作用。这一研究在应用上面向光电融合器件大规模集成缺乏高效、紧凑光电互联方式的重大需求，在科学上为解决突破衍射极限下高效光电调制的难题提供了新思路。

3、中国地质大学

2月10日，中国地质大学宋海军教授团队主导，多个国内和国际科研机构联合研究成果《中生代一个新的特异埋藏化石库——贵阳生物群，揭示现代类型海洋生态系统》在《科学》（Science）发表，并被该杂志进行亮点报道。该重大发现为理解最大规模灭绝之后的生命恢复速度和模式提供了新的认识。论文第一作者是代旭博士，宋海军教授为通讯作者。

该研究团队在我国贵州省贵阳市及其周边发现贵阳生物群，埋藏时期距今2.508亿年，是目前全球中生代最古老的一个特异埋藏化石库，距离地球历史上最大的一次生物大灭绝事件——二叠纪—三叠纪之交生物大灭绝仅过去了约1百万年的时间。

近5亿年来，地球上一共发生过5次生物大灭绝事件，其中2.5亿年前的二叠纪—三叠纪之交生物大灭绝事件是最为严重的一次，造成了超过80%海洋生物物种灭绝，同时促使海洋生态系统从古生代类型向现代类型转变。

贵阳生物群中发现的部分化石 | 图源：中国地质大学

为了揭示二叠纪—三叠纪之交这一特殊且重要时期生物与环境协同演化关系，宋海军教授领导的三叠纪地球生物学团队在我国华南多省坚持开展了近15年的野外工作。2015年，宋海军教授带队在贵阳附近进行野外踏勘工作，他指导的学生代旭在一块黑色页岩发现了一枚非常奇特的化石碎片，经鉴定为龙虾化石碎片，这在早三叠世海相地层中是非常罕见的，这一发现引起了团队的重点关注。之后，由代旭博士等人带队从2015年至2022年每年都在该地区开展野外工作，陆续发现了大量多门类化石，由此便开始揭开了贵阳生物群的冰山一角。

三叠纪生物群多样性和物种组成对比 | 图源：中国地质大学

截至目前，贵阳生物群中已经发现了包括硬骨鱼、软骨鱼、牙形动物、海绵动物、双壳、菊石、腹足、虾类、原蟹、放射虫、有孔虫等十几个大类，总计达40种不同的生物。宋海军表示，贵阳生物群比全球已发现的其他中生代生物群在时代上更早，且距离二叠纪—三叠纪大灭绝更近，无论是在生物多样性还是生态结构上已经和之后的生物群没有明显差异，甚至可能更为复杂。这进一步表明，二叠纪—三叠纪大灭绝之后的生态重建远远比以往的认识更快。

贵阳生物群生态复原图（杨定华绘） | 图源：中国地质大学

贵阳生物群中大量出现了鱼类和虾类化石，其中一些虾类，如龙虾，是目前已知的最老化石记录。这两个主要类别是现代海洋中最为丰富和重要的类群，同时这两大类在中生代海洋革命中作为捕食者扮演重要的角色。因此贵阳生物群的发现表明现代类型的海洋生态系统在大灭绝之后约1百万年的时间内就已经初具雏形，并且指示中生代海洋革命的时间可能也比以往的认识更为提前。

贵阳生物群对理解早三叠世生物古地理也提供了新认识。早三叠世是一个异常高温的时期，高温迫使陆地上的四足动物向两极迁移，同时期海洋中赤道地区鱼类化石记录存在空缺。贵州省在早三叠世位于古赤道地区，因此贵阳生物群中大量的鱼类化石表明当时赤道地区的温度在鱼类的耐受限度之内，这为科学家探究当时的古气候状况、生物生理耐受性，以及极端气候条件下生物与环境之间的相同演化关系提供了珍贵资料。

文章评审人对这项研究如此评价：「贵阳生物群是二叠纪末期大灭绝后快速出现的、且保存精美的特异埋藏化石库，是中生代最古老的一个，这使我们对最大规模灭绝之后的生命恢复速度和性质有了新的认识」，「贵阳生物群的发现从根本上修正了我们以前对生物从显生宙最大生物灭绝中复苏的看法」。

该成果得到了国家自然科学基金委、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、生物地质与环境地质国家重点实验室等支持。

4、北京脑科学与类脑研究中心

大脑无疑是身体中最复杂的器官，它能够将各种感觉信息转换为不同的神经信号进而调控运动。这种感觉-运动转换与个体的内部状态密切相关，并受过往经验调节。已有研究表明，社会经验，尤其是性经验，可以引起社会行为相关神经回路的长期改变，并影响社会信息区分、交配、打斗和照顾幼崽等本能行为。然而，关于哪些神经环路编码性经验并影响本能行为抉择并不清楚。在小鼠中，雄性和雌性动物成功交配后通常会失去交配兴趣，即达到性饱足状态。

这种内部状态的改变不仅可以避免寻找新伴侣所面临的风险和精力浪费，对提高子代繁殖率也至关重要。然而关于两性大脑中是否存在特异的神经环路编码性饱足状态，以及该编码如何长期影响个体行为抉择并不清楚。

2023年2月10日，北京脑科学与类脑研究中心李莹实验室在《科学》（Science）发表题为Hyperexcited limbic neurons represent sexual satiety and reduce mating motivation的研究长文，系统研究了这些问题。该研究首次在小鼠大脑边缘系统的终纹床核中发现可以持续编码过往性经验的神经环路，阐明性经验如何影响两性动物的交配动机，为理解大脑如何编码动机状态并影响本能行为抉择这一重要科学问题提供了新见解。

该工作在揭示性经验如何引起的大脑内部状态改变这一重要科学问题方面取得了重要突破。这项研究帮助我们理解短暂经验在大脑中持久表征的神经机制，以及这种表征如何长期影响动物行为。此外，该工作还发现短暂性经验可以引起神经元中的离子通道表达的变化，为我们理解性经验如何引起大脑持久改变提供了一个全新的角度 。

图. BNSTᴱˢʳ²神经元参与调控交配动机的机制解释 | 图源：北京脑

该研究工作由北京脑科学与类脑研究中心李莹实验室完成。北京脑科学与类脑研究中心自招博士后周小娟、博士研究生李昂、技术员弭雪为该研究论文的共同第一作者，研究员李莹为通讯作者。

论文链接：

[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf1323

[2]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf1251

[3]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf1622

[4]https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl4038

--中国科学院、iNature、北京脑科学与类脑研究中心