新华社耶路撒冷9月22日电（记者王卓伦 路一凡）以色列魏茨曼科学研究所近日发布公报说，该所 研究团队利用光遗传学技术开发出一种新的研究方法，揭示了大脑中控制婴儿与父母依恋关系的神经机 制。相关论文已发表在美国《科学》杂志上。 依恋理论认为，与父母有安全依恋关系的婴幼儿在与父母分离时会表现出痛苦，但随着时间的推 移，会逐渐平静下来并自由探索周围环境。然而，在自然条件下研究婴幼儿大脑缺乏有效手段，人们对 该理论背后的生物学机制所知甚少。 研究人员利用光遗传学技术开发出一种新方法来验证：先把能编码特定光敏蛋白的基因片段导入幼 鼠大脑中的目标神经元，随后只需用光照射幼鼠头部，即可选择性"关闭"目标神经元，而不会影响幼鼠 的自然行为。该方法使研究人员能够在特定社交情境下按需控制幼鼠大脑中的催产素系统。 实验发现，幼鼠在与母鼠分离期间，大脑中的催产素活动增加，与母鼠团聚后催产素活动就恢复正 常。在分离过程中，催产素系统活跃的幼鼠会逐渐适应在不熟悉的环境中独处，而催产素系统被抑制的 幼鼠则难以适应。这表明，幼鼠的催产素系统在适应与母鼠分离和应对孤独方面起着关键作用。 研究人员表示，这一新方法让人们能够在不干扰幼鼠日常行为的 ...

研究背景与意义 - 颗石藻是海洋主要浮游植物，在白垩纪达到鼎盛，在海洋碳沉积和全球碳循环中扮演重要角色[2] - 颗石藻能适应海水不同深度的多变光环境，其高效光合自养生长可助快速繁殖，但微观机理和进化机制此前不清楚[2] - 光系统I（PSI）是类囊体膜中至关重要的色素蛋白复合物，驱动电子转移以固定二氧化碳，将光能转化为化学能的量子效率几乎达到100%[7] 研究突破与发现 - 研究团队首次纯化并解析了来自赫氏艾米里颗石藻的光系统I-岩藻黄素叶绿素a/c结合蛋白（PSI-FCPI）超级复合物三维结构，分辨率达2.79Å[3][8] - 该单体超级复合物包含12个PSI核心亚基、1个特异的腔连接蛋白（EhLP）以及38个外周Eh-FCPI天线蛋白[9] - 复合物共含411个叶绿素a、152个叶绿素c、256个类胡萝卜素和若干其他配体，构成迄今已知最大的PSI-天线超复合物[9] - 系统发育分析表明16个Lhcq类Eh-FCPI为赫氏艾米里颗石藻特有，10个Lhcr、1个Lhcf、1个RedCAP和10个Lhcq类Eh-FCPI与红藻或硅藻中对应蛋白相似[9] - 38个Eh-FCPI以辐射状排列形成8个条带状簇，环绕于PSI核心周围，结构中鉴定出4种叶绿素c和4种岩藻黄素衍生物，构成复杂色素网络[9] - 高含量叶绿素c和岩藻黄素使其具备快速动力学特性，可高效吸收蓝绿光与绿光，特别适合海洋环境[9] 性能与效率 - 通过飞秒瞬态吸收光谱测量发现Eh-PSI-FCPI的整体激发捕获时间为96~120皮秒，表明该超级复合物具有约95%的量子转换效率[10] - 尽管与陆生植物的PSI-LHCI相比，Eh-PSI-FCPI的捕光横截面扩大了4-5倍，但其95%的量子转换效率表明这是一个非常高效的光能转换系统[12] - 整个系统包含819个色素，以模块化方式排列成8个放射状排布的捕光天线条带，光能利用效率极高[12] 研究意义与应用 - 该研究首次在原子层面揭示了颗石藻通过扩展和优化其光系统结构来适应海洋光环境的独特策略[3] - 这是光合生物适应进化研究中的一个重大发现，展示了光合作用的进化多样性以及对光的终极追求[3][7] - 研究成果于2025年9月11日发表在Science期刊并被选为当期封面论文[2]

量子生物学研究突破 - 以色列研究发现质子转移过程不仅受化学因素影响，还显著受电子自旋这一量子特性作用，为理解细胞内能量和信息传递提供新物理视角 [1] - 实验证实向溶菌酶晶体注入特定自旋方向电子会显著降低质子迁移率，直接证明生物系统中电子自旋与质子转移存在耦合关系 [1] - 该发现挑战了将质子转移视为纯粹化学过程的传统观点，表明生命体系能量与信息传递可能比先前认为的更具选择性和可控性 [2] 手性分子机制 - 研究揭示新机制与量子化学中"手性诱导的自旋选择性"效应一致，描述特定手性分子如何与不同自旋电子选择性相互作用 [2] - 手性分子在生物系统广泛存在，蛋白质、糖、DNA和RNA的基本单元如氨基酸、单糖和核苷酸均以单一手性存在 [1] 跨学科应用前景 - 研究为量子物理学与生物化学融合提供重要例证，印证生命现象中蕴含量子机制的可能性 [2] - 该耦合机制有助于开发控制细胞内信息传递的新型仿生技术，开辟量子生物学和仿生技术新研究方向 [1][2] - 实验局限在于使用纯化溶菌酶晶体，尚不清楚现象在活细胞复杂环境中的作用机制 [2]