选择性基因驱动器编程肿瘤进化以主动对抗药物耐药性 随着肿瘤的发展，针对癌症的靶向疗法通常会因药物抵抗性的进化而失败。本研究展现了一种可重复操纵肿瘤进化以设计治疗机会的方式，即使在遗传异质性预先存在的情况下。我们开发了一种选择性基因驱动器系统，可以稳定地引入到癌细胞中，由两个基因（或开关）组成，将可诱导的适应性优势与共享的适应性成本相耦合。利用随机模型的进化动力学，我们确定了选择性基因驱动器的设计准则，并建造了可以利用多个已批准的酪氨酸激酶抑制剂选择性压力的原型，并采用了多种治疗机制，如前药催化和免疫活性诱导。我们证明选择性基因驱动器能在体外消除多种形式的遗传抗性。最终，我们展示了在小鼠实体瘤模型中，模型引导的开关激活可以有效针对预先存在的抗性。这些结果为进化引导的抗癌治疗确立了选择性基因驱动...

本研究发表在 Nature Biotechnology 杂志，doi为10.1038/s41587-024-02267-3。本文的通讯作者是来自华东理工大学的陈海宏、王耀宏等，发表日期为2024年4月26日。文章研究了通过代谢工程和生物催化进行高产叶绿素的生产。 研究背景 叶绿素及其衍生物在医学、食品、能源和材料领域具有广泛应用，但高效生产这些化合物面临巨大挑战。研究人员利用紫色非硫光合细菌 Rhodobacter sphaeroides 作为有效的细胞工厂，并通过酶催化结合代谢工程来生产叶绿素化合物。 研究过程 流程设计 研究流程包括基因编辑、发酵促进、代谢调节与酶催化等步骤。 基因编辑 研究团队通过基因组范围的CRISPRi筛选在 R. sphaeroides 中发现目标基因heMN，这...

新型药物重新定位方法的网络构建与应用研究 背景 在COVID-19大流行期间，研究人员和制药公司致力于开发治疗和疫苗。药物重新定位由于捷径被认为是快速有效的应对策略。药物重新定位试图发现已批准药物的新用途，被认为比传统药物发现路径更廉价且更迅速[1–3]。例如，瑞德西韦和地塞米松就是两种成功的重新定位药物[4–6]。虽然全球疫情逐渐转向地方性阶段，病毒传播仍在继续。快速发现候选药物并提供给医学或制药领域的专家进行研究的重要性已被COVID-19大流行深刻地提醒了我们[7]。 随着生物学机制的进步和生物医学知识的收集，更准确和精确的基于计算的药物重新定位成为可能。网络药物学（network medicine）通过观察生物实体（如药物、基因和疾病）之间的复杂关系，提供候选药物[8–11]。但在新...

研究背景 荧光光谱是一种广泛应用于识别和量化荧光物质（荧光团）的方法。然而，当材料中包含其他荧光团（基线荧光团）时，量化感兴趣的荧光团变得具有挑战性，特别是当基线的发射光谱未明确定义且与目标荧光团的发射光谱重叠时。为了准确区分并量化这些荧光物质，研究人员提出了基于多波长激发荧光光谱的新方法。这项研究的主要目标是解决基线荧光干扰这一问题，并提供一种无需先验假设的稳健估计算法。 论文来源 这篇名为《An Explicit Estimated Baseline Model for Robust Estimation of Fluorophores Using Multiple-Wavelength Excitation Fluorescence Spectroscopy》的论文，作者包括A. Ga...

背景介绍 近年来，研究者们对Mott绝缘体中的电子-空穴晶体产生了浓厚的兴趣。这类晶体能够实现量子激发态，具备承载反流超流性和拓扑序的潜力，并且具有长程量子纠缠的特性。然而，对于Mott绝缘体中电子和空穴晶体共存的实验证据尚未充分展现。在通常条件下，强电子-电子相互作用会驱动新晶体序的形成，引发Wigner晶体或者掺杂Mott绝缘体中的电荷有序现象。该类型的电子晶体是一个表现出多度量自由度的强量子涨落的多体系统，这已被用于量子模拟中。 来源介绍 该研究论文由多个研究机构的研究人员共同撰写，包括新加坡国立大学功能智能材料研究所、化学系、高级二维材料中心，北大深圳研究生院高级材料学院，俄罗斯莫斯科物理技术学院光子与二维材料中心等。具体的作者包括Zhizhan Qiu、Yixuan Han、Kei...

超分子组装激活的单分子磷光共振能量转移用于近红外靶向细胞成像 在近几年，纯有机磷光共振能量转移（Phosphorescence Resonance Energy Transfer, pret）研究成为了一个热门课题。本文中，作者们通过客体分子烷基桥连的甲氧基四苯乙烯苯基吡啶衍生物（tpe-dpy），不同参数的葫芦脲（Cucurbit[n]uril, n = 7, 8），以及β-环糊精修饰的透明质酸（Hyaluronic Acid, hacd），构建了一个具有大斯托克斯位移（367nm）和近红外（NIR）发射的单分子pret系统。作者们通过这种系统成功应用于癌细胞的线粒体靶向成像。 研究背景 超分子组装因其在分子识别、催化、荧光材料、医学和传感中的重要应用而长期备受关注。特别是基于大环化合物的...

实时三维分析离子胶体结晶 背景与动机 在分子晶体研究中，结构通常通过散射技术来识别，因为我们无法直接观察内部结构。微米级别的胶体粒子由于其较大的体积，使得我们能够通过光学显微镜实时观察其结晶过程，然而，实践中这一过程仍然受到缺乏“X射线视野”的限制。为了解决这一问题，研究者们开发了一种折射率匹配的荧光标记胶体粒子系统，在水溶液中演示了离子晶体的稳定形成，并证明了其结构可以通过大小比和盐浓度进行控制。 研究来源 该研究由纽约大学（New York University）化学系的Shihao Zang、Adam W. Hauser、Sanjib Paul、Glen M. Hocky和Stefano Sacanna进行，并于2024年在《Nature Materials》期刊上发表。该论文的DOI...

神经细胞生长糖胺聚糖水凝胶促进严重创伤性脑损伤后的功能恢复 创伤性脑损伤（TBI）是一种严重的神经系统疾病，其治疗的复杂性多年来困扰着医学界。创伤性脑损伤不仅会导致患者立即的神经功能丧失，还会引起长时间的组织萎缩，导致长期残疾。为了解决这一问题，研究者们一直在探索如何促进脑组织的修复与功能恢复。本次，我们将介绍《neuritogenic glycosaminoglycan hydrogels promote functional recovery after severe traumatic brain injury》这篇发表在Journal XX上的研究论文。 一、研究背景与目的 创伤性脑损伤（TBI）分为轻度、中度和重度，而严重创伤性脑损伤（sTBI）不仅引发神经细胞的快速死亡，还导致脑...

移动碘捕获技术助力高稳定性的钙钛矿太阳能电池 背景介绍 钙钛矿太阳能电池 (Perovskite Solar Cells, PSCs) 因其高效率和低成本而被认为是未来光伏发电的热门候选材料。然而，钙钛矿材料自身的稳定性问题，尤其是光分解（Photolysis）和离子迁移（Ion Migration），严重影响了其实际应用。具体来说，碘离子（Iodide）和碘空位（Iodine Vacancies）等缺陷在光照和偏压条件下会引发自加速的化学反应，导致钙钛矿材料快速降解。因此，寻求能够捕获和稳定碘相关缺陷的方法对提高PSCs的稳定性具有重要意义。 论文来源 本文由Xiaoxue Ren、Jifei Wang、Yun Lin、Yingwei Wang、Haipeng Xie、Han Huang、...

使用生成细胞自动机研究金的手性形态发生 背景与研究目的 手性（chirality）在自然界中无处不在，并且可以通过特定的分子相互作用和多尺度耦合在系统间传递和放大。然而，手性形成的机制以及生长过程中的关键步骤尚未完全理解。在本研究中，我们通过训练基于实验结果的生成细胞自动机（cellular automata, CA）人工神经网络，识别从非手性到手性形态的金纳米粒子的两种可区分的途径。手性最初由沿对映异构高指数平面边界的不对称生长的性质所决定。基于深度学习的手性形态生成解释不仅提供了理论理解，还允许我们预测前所未有的交叉路径及其结果形态。 作者与机构 本文由Sang Won Im、Dongsu Zhang、Jeong Hyun Han、Ryeong Myeong Kim、Changwoon ...