Nature

生物催化氧化交叉偶聯反應形成聯芳鍵

《自然》封面：聯芳化合物有兩個相連的芳環，是化學、醫學、材料科學中廣泛使用的“骨架”。Nature雜志第7899期封面文章報道了幫助連接這些關鍵組成單元的酶類生物催化劑，以及這種生物催化劑的設計與制備工程。通過連接單個分子成分來合成這類聯芳化合物并不容易，研究團隊使用經過工程化改造的細胞色素P450酶作為催化劑，從而能夠控制耦合的那些碳氫鍵，以及產物的立體化學性質，從而能將原本低產、非選擇性的反應轉化為一種能高效選擇性地將芳香分子偶聯形成聯芳化合物的反應。

利用深度神經網絡復原和判斷古代文本的歸屬

《自然》封面：預測過去。Nature雜志第7900期封面文章報道了幫助歷史學家復原和理解古希臘銘文的深度神經網絡“Ithaca”。Ithaca單獨使用時能以62%的準確度復原受損文本；當歷史學家使用Ithaca時，同一任務的準確性可達72%。Ithaca還能以71%的準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。幾個世紀以來，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。人工智能與歷史學家的合作或將促進對古代文明的研究。

基因調控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期封面文章報道了一種理解調控DNA序列并對其進行改造的框架。研究團隊基于一個利用深度神經網絡模型開發的“預測器”構建了一個框架，這個深度神經網絡模型能根據特定的啟動子DNA序列預測基因表達。作者用幾千萬個啟動子序列的表達測度數據訓練了這個神經網絡。最后得到的人工智能預測器能根據序列準確預測表達，足以用來研究調控DNA序列的演化歷史和未來的演化能力，還能為合成生物學應用設計調控DNA序列。

銀河系早期形成歷史的時間分辨圖

《自然》封面：在西澳大利亞楠邦國家公園拍攝的銀河系。Nature雜志第7902期封面文章報道了處于亞巨星演化階段的近25萬顆恒星的誕生時間，這一階段的恒星可作為精確的恒星鐘。這些恒星個體的年齡從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年齡。研究團隊將如此多樣本恒星的年齡精確度提升為先前的3倍，從而厘清了導致銀河系形成的事件順序。根據這些信息，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）已開始形成，而內銀暈大約在20億年后形成。