生物催化氧化交叉偶聯(lián)反應(yīng)形成聯(lián)芳鍵

《自然》封面：聯(lián)芳化合物有兩個(gè)相連的芳環(huán)，是化學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)中廣泛使用的“骨架”。Nature雜志第7899期封面文章報(bào)道了幫助連接這些關(guān)鍵組成單元的酶類生物催化劑，以及這種生物催化劑的設(shè)計(jì)與制備工程。通過(guò)連接單個(gè)分子成分來(lái)合成這類聯(lián)芳化合物并不容易，研究團(tuán)隊(duì)使用經(jīng)過(guò)工程化改造的細(xì)胞色素P450酶作為催化劑，從而能夠控制耦合的那些碳?xì)滏I，以及產(chǎn)物的立體化學(xué)性質(zhì)，從而能將原本低產(chǎn)、非選擇性的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為一種能高效選擇性地將芳香分子偶聯(lián)形成聯(lián)芳化合物的反應(yīng)。

利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)原和判斷古代文本的歸屬

《自然》封面：預(yù)測(cè)過(guò)去。Nature雜志第7900期封面文章報(bào)道了幫助歷史學(xué)家復(fù)原和理解古希臘銘文的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“Ithaca”。Ithaca單獨(dú)使用時(shí)能以62%的準(zhǔn)確度復(fù)原受損文本；當(dāng)歷史學(xué)家使用Ithaca時(shí)，同一任務(wù)的準(zhǔn)確性可達(dá)72%。Ithaca還能以71%的準(zhǔn)確度判斷這些銘文的原始地理位置，鑒定出的銘文年代與歷史學(xué)家提出的范圍相差少于30年。銘文是了解古代文明的寶貴渠道。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，許多銘文遭到破壞，存世的只有碎片或僅部分可辨，讓閱讀和解釋這些文本的工作變得困難。人工智能與歷史學(xué)家的合作或?qū)⒋龠M(jìn)對(duì)古代文明的研究。

基因調(diào)控DNA的演化、演化能力和工程化

《自然》封面：在演化能力譜系極端情況下的序列演化特性。Nature雜志第7901期封面文章報(bào)道了一種理解調(diào)控DNA序列并對(duì)其進(jìn)行改造的框架。研究團(tuán)隊(duì)基于一個(gè)利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型開(kāi)發(fā)的“預(yù)測(cè)器”構(gòu)建了一個(gè)框架，這個(gè)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能根據(jù)特定的啟動(dòng)子DNA序列預(yù)測(cè)基因表達(dá)。作者用幾千萬(wàn)個(gè)啟動(dòng)子序列的表達(dá)測(cè)度數(shù)據(jù)訓(xùn)練了這個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。最后得到的人工智能預(yù)測(cè)器能根據(jù)序列準(zhǔn)確預(yù)測(cè)表達(dá)，足以用來(lái)研究調(diào)控DNA序列的演化歷史和未來(lái)的演化能力，還能為合成生物學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)調(diào)控DNA序列。

銀河系早期形成歷史的時(shí)間分辨圖

《自然》封面：在西澳大利亞楠邦國(guó)家公園拍攝的銀河系。Nature雜志第7902期封面文章報(bào)道了處于亞巨星演化階段的近25萬(wàn)顆恒星的誕生時(shí)間，這一階段的恒星可作為精確的恒星鐘。這些恒星個(gè)體的年齡從15億年～130億年不等。要理解銀河系的形成，就要確定其中恒星的精準(zhǔn)年齡。研究團(tuán)隊(duì)將如此多樣本恒星的年齡精確度提升為先前的3倍，從而厘清了導(dǎo)致銀河系形成的事件順序。根據(jù)這些信息，研究人員推斷銀盤最古老的部分在約130億年前（宇宙大爆炸的8億年后）已開(kāi)始形成，而內(nèi)銀暈大約在20億年后形成。