【3】肠道微生物组深刻影响宿主生理和行为的许多方面。2021年5月11日，湖北大学，山西医科大学，东南大学等多单位合作，刘威及潘玉峰共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“Gut microbiome modulates Drosophila aggression through octopamine signaling”的研究论文，该研究报告肠道微生物组调节果蝇中的侵略行为。 该研究发现，无菌雄性的雄性间侵略性显著降低，这可以通过微生物重新定殖来挽救。尽管它们具有规律的运动能力和求爱行为，但它们与雄性交配的竞争能力不如野生型雄性。该研究进一步发现，果蝇微生物组在关键发育时期与饮食相互作用，以使成年雄性正确表达章鱼胺并表现出侵略性。这些发现提供了关于肠道微生物组在发育过程中如何通过与饮食的相互作用来调节特定宿主行为的见解。

【4】在动态环境中生存需要动物根据过去的感觉证据来计划未来的行动，这被称为运动计划。然而，关键的大脑功能背后的神经回路仍然难以捉摸。2021年5月11日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心徐宁龙及段春雨共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“A cortico-collicular pathway for motor planning in a memory-dependent perceptual decision task”的研究论文，该研究采用特定于投影的成像和微扰方法来研究在执行记忆依赖性知觉的小鼠中，将运动计划网络中的两个关键节点，即次级运动皮层（M2）和中脑上丘（SC）连接起来的直接途径决策任务。该研究结果揭示了运动前关节通路的动态募集作为运动计划的神经环路机制。

【6】恐惧相关的温度调节的神经机制仍不清楚。先天性恐惧气味2-甲基-2-噻唑啉（2MT）在野生型小鼠中引起快速的体温过低和尾巴温度升高，表明血管舒张引起的热耗散，而在缺少Trpa1（2MT的化学传感器）的小鼠中则没有。2021年5月11日，清华大学刘清华及筑波大学Katsuyasu Sakurai共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“Posterior subthalamic nucleus（PSTh）mediates innate fear-associated hypothermia in mice”的研究论文，该研究报告Trpa1-/-小鼠在丘脑后后核（PSTh），PBel和NTS中显示2MT诱发的c-fos表达减少。破伤风毒素轻链介导的NTS投射PSTh神经元的失活得到抑制，而直接PSTh-rostral NTS途径的光遗传学激活则引起体温过低和尾巴血管舒张。这些研究确定PSTh是将PBel连接到NTS的主要温度调节枢纽，以介导2MT诱发的先天性恐惧相关的体温过低和尾巴血管舒张。

【8】SARS-CoV-2引起的COVID-19大流行构成了全球性的公共卫生危机，产生了巨大的经济后果。抗SARS-CoV-2单克隆抗体可以为抗击COVID-19提供重要的治疗选择，尤其是对于最脆弱的人群。2021年5月11日，南开大学，上海交通大学，清华大学中国科学院武汉病毒研究所等多单位合作，饶子和，孙锟，娄智勇，郭宇，张宏恺，邓菲，单超及Liang Schweizer共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“A SARS-CoV-2 neutralizing antibody with extensive Spike binding coverage and modified for optimal therapeutic outcomes”的研究论文，该研究从COVID-19康复期患者中鉴定了与SARS-CoV-2 Spike蛋白结合的有效抗体。其中，P4A1直接与Spike受体结合域的受体结合基序相互作用，并覆盖其中的大部分。该研究进一步证明了P4A1对野生型和突变体Spike蛋白或假病毒的结合和中和活性。随后对P4A1进行了工程设计，以降低感染依赖抗体增强的潜在风险并延长其半衰期。经过工程改造的抗体具有最佳的药代动力学和安全性，单次注射后可在COVID-19的恒河猴模型中实现完全的病毒清除。这些数据表明它具有抗SARS-CoV-2相关疾病的潜力。

【10】肥胖是由食物摄入和能量消耗（EE）之间的不平衡引起的。2021年5月11日，悉尼圣文森特医院Shi Yan-Chuan及Herbert Herzog共同通讯在Nature Communications 在线发表题为“Peripheral-specific Y1 receptor antagonism increases thermogenesis and protects against diet-induced obesity”的研究论文，该研究确定了一条保守的途径，该途径将通过外围Y1受体（Y1R）的信号与EE的控制联系起来。经由不可渗透脑的拮抗剂BIBO3304，对外周Y1R的选择性拮抗作用，从而减少了脂肪量。特别地，由于升高的UCP1，棕色脂肪组织（BAT）中的生热作用得到增强，同时在小鼠和人类中都伴随着白色脂肪组织的广泛褐变。重要的是，从脂肪细胞中选择性消融Y1R可防止饮食引起的肥胖。此外，外周特异性Y1R拮抗作用还改善了葡萄糖稳态，这主要是由BAT中Akt活性的动态变化驱动的。总之，这些数据表明，通过BIBO3304或功能类似物进行的选择性仅外周Y1R拮抗作用可以发展成为减轻饮食引起的肥胖的更安全，更有效的治疗选择。

【12】合成生物学的中心目标是可预测和有效地对生活系统进行重新编程，以执行计算并执行特定的生物学任务。尽管生命系统的生物计算设计取得了许多进步，但是这些进步主要应用于微生物或细胞系。由于系统复杂性，对动物生理学进行编程对于合成生物学仍然具有挑战性。2021年5月11日，德克萨斯农工大学Sun Qing团队在Nature Communications 在线发表题为“Programming gene expression in multicellular organisms for physiology modulation through engineered bacteria”的研究论文，该研究介绍了一种细菌-动物共生体系统，其中工程菌识别外部信号并通过对线虫的gfp，sbp-1和unc-22基因的RNA干扰来调节动物基因的表达和脂肪代谢。通过使用细菌中的遗传回路来控制这些RNA表达，能够对模型动物秀丽隐杆线虫的生理进行编程。该研究预计，工程细菌可以更广泛地用于动物生理学的编程，以用于农业，治疗和基础科学应用。

【13】肿瘤坏死通常发生在晚期实体瘤中。程序性细胞坏死在肿瘤坏死中起主要作用。尽管已鉴定出包括受体相互作用蛋白激酶1（RIPK1）在内的几种主要的坏死性调节因子，但是在肿瘤发展过程中对肿瘤程序性细胞坏死调节的调控仍然难以捉摸。2021年5月11日，NIH的Liu Zhenggang团队在Nature Communications 在线发表题为“ZBP1 not RIPK1 mediates tumor necroptosis in breast cancer”的研究论文，该研究报告Z-DNA结合蛋白1（ZBP1），而不是RIPK1，在临床前癌症模型的肿瘤发展过程中介导肿瘤程序性细胞坏死。该研究揭示了ZBP1是肿瘤程序性细胞坏死的关键调节剂，并为控制肿瘤转移提供了潜在的药物靶标。

【15】抗癌免疫力影响肺腺癌（ADC）早期致癌作用的机制尚不清楚。2021年5月11日，德克萨斯大学MD安德森癌症中心Zhang Jianjun等团队在Nature Communications 在线发表题为“Immune evolution from preneoplasia to invasive lung adenocarcinomas and underlying molecular features”的研究论文，该研究通过转录组免疫分析，T细胞受体（TCR）测序和多重免疫荧光（mIF）来表征侵袭性肺ADC及其前体的免疫情况。该研究结果表明，抗肿瘤免疫力是从肺肿瘤形成到侵袭性ADC，微侵袭性ADC的连续过程，其免疫应答逐渐降低，且调节的强度逐渐增强，包括免疫激活途径的下调，免疫抑制途径的上调，细胞毒性T细胞（CTL）和抗肿瘤辅助性T细胞（Th）的浸润降低，调节性T细胞（Tregs）的浸润升高，T细胞克隆性降低。驱动程序突变，染色体拷贝数畸变（CNA）和异常的DNA甲基化可能共同影响宿主的免疫反应并促进免疫逃逸，从而促进了新陈代谢中合适的亚克隆向侵入性ADC中的显性克隆的生长。

【17】随机生化动力学的非马尔可夫模型通常包含明确的时间延迟，以有效地建模大量的中间生化过程。对这些模型的分析和仿真，以及从数据中推导它们的参数，都充满了困难，因为动力学取决于系统的历史。2021年5月11日，华东理工大学曹志兴 等人在Nature Communications 在线发表题为“Neural network aided approximation and parameter inference of non-Markovian models of gene expression”的研究论文，该研究使用人工神经网络通过更简单的时间非均质马尔可夫模型的解来近似非马尔可夫模型的时间相关分布。该研究展示了使用各种模型（其中的延迟源于转录过程和反馈控制），神经网络所获的马尔可夫模型可准确反映整个参数空间的随机动力学。

【19】加利福尼亚大学圣地亚哥分校Li Zhiqian等人在Nature Communications 在线发表题为“CopyCatchers are versatile active genetic elements that detect and quantify inter-homolog somatic gene conversion”的研究论文，该研究表明CopyCatchers可以作为有效的发现平台，为潜在的基因治疗策略提供信息。

【21】马萨诸塞州剑桥的Rubius Therapeutics，Inc的Zhang Xuqing等人在Nature Communications 在线发表题为“Engineered red blood cells as an off-the-shelf allogeneic anti-tumor therapeutic”的研究论文，该研究表明RTX-321是潜在的“现成的”体内细胞免疫疗法，可用于治疗HPV 阳性的癌症，包括宫颈癌和头颈癌。

【23】马克斯·普朗克研究所Yang Zhi-Ling等人在Nature Communications 在线发表题为“Sugar transporters enable a leaf beetle to accumulate plant defense compounds”的研究论文，该研究发现在草食性昆虫中植物防御化合物的选择性积累可能取决于防止排泄的能力。