遗传学研究揭示人类卵巢衰老相关的生物学机制

《自然》（Nature）封面：卵巢衰老。《自然》杂志第7872期封面文章报道了与卵巢衰老有关的生物学机制。女性生殖寿命因人而异，时间会影响生育能力和健康情况。自然生育能力从绝经前的5～10年开始下降，而大多数女性的绝经期在40～60岁之间。此研究揭示了这一过程背后的遗传学机制。研究团队分析了20 1323名女性的遗传学数据，识别出290个与绝经时间相关的遗传决定因素;进一步利用小鼠动物模型对基因Chek1、2进行操作，发现能直接影響生育能力和生殖寿命。研究揭示了这一过程背后的遗传学机制，相关结果期望能为延续生育能力、预防疾病提供治疗方法。

高准确率的蛋白质结构预测

《自然》（Nature）封面：谷歌旗下“深度思考”（DeepMind）公司的有关蛋白质结构新研究。《自然》杂志第7873期封面文章报道了AlphaFold神经网络的最新进展。此网络利用一个基于蛋白质物理学和几何学直觉预测的全新架构，能够实现准确率很高的结构预测。研究团队将AlphaFold应用于占比人类蛋白质组的98.5%的20 296种蛋白质，并与欧洲生物信息学研究所合作将这些预测结果免费公开，同时公开的还有对人类长链蛋白质和20种其他模式生物蛋白质的预测。蛋白质是生命的基础，迄今只有17%的人类蛋白质组结构得到了实验解析。

昆虫对全球森林死木分解的作用

《自然》（Nature）封面：大蕈甲科（Megalodacne fasciata）甲虫的特写。《自然》杂志第7874期封面文章报道了昆虫对全球森林死木分解的作用机理。这种甲虫是众多协助分解森林死木的昆虫物种的一员，在分解过程中会释放出大量的碳。塞巴斯蒂安·塞博尔德（Sebastian Seibold）和同行探讨了昆虫在此过程中究竟产生了多大的作用。研究团队在6个大陆的55处森林里进行了现场实验，发现热带森林中昆虫会加剧分解，而在温带和北方森林中影响不大。研究估计，全球死木约释放出100亿吨碳，昆虫带来的净影响约占总量的29%。

三叠纪的原始鳞龙类动物揭示蜥状爬行动物的起源

《自然》（Nature）封面：一个新发现的来自三叠纪蜥状生物的艺术再现图。《自然》杂志第7875期封面文章报道了这一生物化石的研究进展。鳞龙类动物包括有鳞目（蜥蜴和蛇）和喙头目（喙头蜥）。在阿根廷发现的这一化石头骨可追溯至约2.3亿年前。这个保存完好的头骨属于有鳞目和喙头目分化前演化出的一个支系，因此代表了迄今已知最早的鳞龙类动物之一。研究指出，这一蜥状生物的头骨与现代喙头蜥有一些共同特征，说明被认为只在喙头目中存在的多个解剖学特征在鳞龙类动物的演化早期就已出现。

RNA结构的几何深度学习

《科学》（Science）封面：人工智能揭示RNA结构。《科学》杂志第6558期封面文章报道了RNA三维结构的预测。RNA分子采用的三维结构对它们的功能和药物发现至关重要。科学家引入了一种机器学习方法，可以在不假设其定义特征的情况下识别准确的结构模型。尽管使用不多的已知RNA结构进行训练，得到的评分函数“原子旋转等变评分器”（ARES），优于以前的方法。通过从少量数据中有效学习，这一方法克服了标准深度神经网络的主要限制。因为它只使用原子坐标作为输入，不包含特定的RNA信息。这种方法适用于结构生物学、化学、材料科学等领域。

将北极的变化与美国的极端冬季天气联系起来

《科学》（Science）封面：改变天气的极地涡旋。《科学》杂志第6559期封面文章报道了观察数据的机器学习分析与数值模拟相结合，证明北极气候变化改变了极地涡旋的行为。快速变暖是全球气候变化的一个主要特征，尤其是在北极，其变暖的速度是全球平均水平的两倍。在过去的一段时间里，美国和北半球的其他地区经历了越来越频繁的极端寒冷的冬季天气。科学家结合观察和模型，判定北极变化很可能是一系列过程的重要原因。他们认为这些过程涉及平流层极地涡旋（SPV）破坏等事件，最终导致北部中纬度地区出现极端寒冷时期。

超级单体雷暴上方的水跃动力学研究

《科学》（Science）封面：在超级单体雷暴之上的水力跳跃。《科学》杂志第6560期封面文章报道了最强的超级单体雷暴通常以砧卷云（AACP）为特征，这是平流层低层的冰和水蒸气。AACP发生在平流层环流的下风处，位于过冲深对流的背风处。AACP来源的同温层水合作用在臭氧破坏和地表变暖中作用有限。科学家使用由雷达观测证实的大涡模拟来理解AACP产生的物理过程：模拟超级单体的超冲顶部可以作为地形障碍，驱动对流层顶下游的水力跳跃，类似于风暴沿山坡向下移动，但没有固体地形。当跳跃完成，注入平流层深处的水蒸气每秒可能超过7吨。

具有超高强度和延展性的低温锻造纳米孪晶钛

《科学》（Science）封面：具有纳米孪晶结构的纯钛的假彩色显微照片，其中每一种颜色代表具有相同晶体取向的区域。《科学》杂志第6561期封面文章报道了研究人员在纯钛（Ti）中诱导合成了纳米孪晶，实现了超高的强度、热稳定性和延展性。研究发现，液氮温度下大量孪晶强化了加工硬化能力，说明纳米孪晶钛在较高应变速率下会表现出较高的抗冲击性能。由于丰富的纳米孪晶边界为沟道点缺陷提供了高密度的界面，从而阻止了空洞的形成纳米孪晶钛，因此还具有良好的抗辐射损伤能力。纳米孪晶钛具有良好的热稳定性，能够在高温下保存层次化的微观结构。