《自然-遗传学》
新方法改进细胞类型和状态显著性检测
美国格拉斯通研究所的M.Ryan Corces团队提出迭代随机森林分层优化（CHOIR）可用于改进基于单细胞数据的细胞类型和状态的显著性检测。相关研究论文近日发表于《自然-遗传学》。
聚类是单细胞数据分析中的关键步骤，然而大多数流行的聚类工具并未对结果进行统计推断检验，可能导致数据过度聚类或聚类不足，从而难以有效识别流行率差异显著的细胞类型。
为解决该问题，研究人员提出了CHOIR。该方法可应用随机森林分类器框架和跨分层树的排列测试以确定代表不同种群的分层树。通过对230个模拟数据集和5个真实单细胞进行RNA测序、转座酶可及染色质测序、空间转录组学及多组学数据集的广泛基准测试，研究人员将CHOIR与现有的15种聚类方法进行了性能对比。
研究结果表明，CHOIR可以应用于任何单细胞数据类型，并为在异质性单细胞数据中识别生物学相关细胞群提供了一个灵活、可扩展且稳健的解决方案。
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10.1038/s41588-025-02148-8
《细胞-代谢》
丙酮酸激酶激活重编程CD8+T细胞线粒体
美国明尼苏达大学的Vivek Verma团队揭示了丙酮酸激酶M2（PKM2）可重编程CD8+T细胞中的线粒体，还能够增强抗程序性死亡受体1（PD1）疗效。相关研究成果近日发表于《细胞-代谢》。
线粒体调节着T细胞功能和对免疫治疗的反应。研究人员发现，当PKM2被激活后，可以增强CD8和嵌合抗原受体（CAR）-T细胞中线粒体依赖性效应的功能。
运用多组学分析和13C-葡萄糖示踪研究等方法，研究人员发现PKM2激动作用致使单碳代谢发生改变，降低了蛋氨酸水平，导致核和线粒体DNA低甲基化，从而增强了线粒体的生物发生和功能。PKM2的激活提高了CD8+T细胞的记忆反应和抗肿瘤功能，从而增强了过继性细胞治疗的效果。在临床前模型中，PKM2激动剂诱导了CD8+T细胞依赖性抗肿瘤反应，可以与PD1治疗协同。
从免疫学角度看，PKM2激动剂通过增强线粒体功能支持细胞的毒性作用。PKM2激动剂促进了效应T细胞的活化，同时减少了肿瘤中FoxP3+T调节细胞的数量。抗PD1联合治疗进一步提高了肿瘤特异性活化CD8+T细胞的频率。
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10.1016/j.cmet.2025.03.003
《物理评论A》
微运动和场轴失准影响保罗阱中离子里德伯态激发
德国图宾根大学的Wilson S. Martins团队研究了微运动和场轴失准对保罗阱中离子里德伯态激发的影响。相关研究成果近日发表于《物理评论A》。
迄今大多数实验和理论研究都集中在线性保罗阱中离子里德伯态的激发上。该阱通过静电场和振荡电场的组合产生约束。这两个场需要仔细对齐，以尽量减少由含时电场引起的所谓微运动。
该研究系统探究了当两个电场的对称轴不一致时，微运动对里德伯激发光谱的定性影响。考虑到这种情况不仅在可能的场失准的情况下很重要，而且对于二维和三维离子晶体中的里德伯激发来说也是不可避免的，研究人员开发了一个描述单个捕获里德伯离子的最小模型，运用Floquet理论对其进行了数值求解，并使用微扰方法展开分析。
该研究不仅计算了激发光谱，还分析了可寻址和能量隔离的里德伯线在哪些参数范围内持续存在。这是进行相干操作的重要要求。
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10.1103/PhysRevA.111.043106
《国家科学院院刊》
能带绝缘体中的涌现规范场
美国斯坦福大学的Steven A. Kivelson团队对能带状绝缘子中的涌现规范场进行了研究。相关研究成果近日发表于美国《国家科学院院刊》。
“冰规则”约束着水冰和自旋冰材料中的键配置，这对其物理性质具有深远影响，例如允许涌现规范场的物相存在等。科学家构建了一个简单的电子-声子模型，当耦合强度足够强时，该模型严格符合冰规则，并在相图中证明了共振价键相存在的可能性。通过这一具体实例，他们希望将适用于分数化现象的物理系统范围拓展至具有较强电子-声子耦合的能带绝缘体。
通过明确的微观构造，研究人员将模型映射到受“冰规则”约束的量子顶点模型。分析结果表明，具有合适振动（声子）自由度的电子“平凡”能带绝缘体可以承载“共振价键态”。这是一种具有涌现规范场的量子相。这种类型的能带绝缘体可以通过存在涌现的无质量“光子”模式和去限制激发来识别，后者携带非量子化的移动电荷。研究人员表示，这种相可能存在于各种接近铁电材料的量子区域中。
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10.1073/pnas.2421778122
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