Nature

生物催化氧化交叉偶联反应形成联芳键

《自然》封面：联芳化合物有两个相连的芳环，是化学、医学、材料科学中广泛使用的“骨架”。Nature杂志第7899期封面文章报道了帮助连接这些关键组成单元的酶类生物催化剂，以及这种生物催化剂的设计与制备工程。通过连接单个分子成分来合成这类联芳化合物并不容易，研究团队使用经过工程化改造的细胞色素P450酶作为催化剂，从而能够控制耦合的那些碳氢键，以及产物的立体化学性质，从而能将原本低产、非选择性的反应转化为一种能高效选择性地将芳香分子偶联形成联芳化合物的反应。

利用深度神经网络复原和判断古代文本的归属

《自然》封面：预测过去。Nature杂志第7900期封面文章报道了帮助历史学家复原和理解古希腊铭文的深度神经网络“Ithaca”。Ithaca单独使用时能以62%的准确度复原受损文本；当历史学家使用Ithaca时，同一任务的准确性可达72%。Ithaca还能以71%的准确度判断这些铭文的原始地理位置，鉴定出的铭文年代与历史学家提出的范围相差少于30年。铭文是了解古代文明的宝贵渠道。几个世纪以来，许多铭文遭到破坏，存世的只有碎片或仅部分可辨，让阅读和解释这些文本的工作变得困难。人工智能与历史学家的合作或将促进对古代文明的研究。

基因调控DNA的演化、演化能力和工程化

《自然》封面：在演化能力谱系极端情况下的序列演化特性。Nature杂志第7901期封面文章报道了一种理解调控DNA序列并对其进行改造的框架。研究团队基于一个利用深度神经网络模型开发的“预测器”构建了一个框架，这个深度神经网络模型能根据特定的启动子DNA序列预测基因表达。作者用几千万个启动子序列的表达测度数据训练了这个神经网络。最后得到的人工智能预测器能根据序列准确预测表达，足以用来研究调控DNA序列的演化历史和未来的演化能力，还能为合成生物学应用设计调控DNA序列。

银河系早期形成历史的时间分辨图

《自然》封面：在西澳大利亚楠邦国家公园拍摄的银河系。Nature杂志第7902期封面文章报道了处于亚巨星演化阶段的近25万颗恒星的诞生时间，这一阶段的恒星可作为精确的恒星钟。这些恒星个体的年龄从15亿年～130亿年不等。要理解银河系的形成，就要确定其中恒星的精准年龄。研究团队将如此多样本恒星的年龄精确度提升为先前的3倍，从而厘清了导致银河系形成的事件顺序。根据这些信息，研究人员推断银盘最古老的部分在约130亿年前（宇宙大爆炸的8亿年后）已开始形成，而内银晕大约在20亿年后形成。