Rubisco 酶的功能图谱研究 背景介绍 Rubisco（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）是地球上最丰富的酶，负责光合作用中的二氧化碳固定过程。然而，Rubisco 的催化效率较低，且容易与氧气发生副反应，导致光合作用效率受到限制。尽管科学家们长期以来试图通过工程手段改进 Rubisco 的催化性能，但由于其复杂的生化参数（如催化速率、二氧化碳亲和力和特异性）难以高效测量，相关研究进展缓慢。近年来，随着高通量筛选技术和机器学习方法的发展，科学家们开始尝试系统地探索 Rubisco 的序列-功能关系，以期找到改进其性能的潜在途径。 本研究由来自 University of California Berkeley、Howard Hughes Medical Institute、Nanya...

线粒体疾病精准建模：基于优化mitobes的研究 学术背景 线粒体疾病是由线粒体DNA（mtDNA）突变引起的一类遗传性疾病，影响细胞的能量代谢，进而导致多种器官功能障碍。线粒体DNA突变可以是同质性的（影响所有mtDNA拷贝）或异质性的（突变与野生型mtDNA共存）。这些突变在人群中较为罕见，但一旦发生，往往会导致严重的临床症状，如Leigh综合征和Leber遗传性视神经病变（LHON）。由于缺乏合适的动物模型，线粒体疾病的研究和治疗进展受到限制。因此，开发能够精确模拟人类线粒体疾病的动物模型至关重要。 本研究旨在通过优化线粒体碱基编辑器（mitobes），减少脱靶效应，提高编辑效率和精度，从而为线粒体疾病的精准建模提供工具。通过这一技术，研究人员能够在小鼠模型中模拟人类线粒体疾病的突变，...

多尺度足迹揭示顺式调控元件在细胞分化和衰老过程的作用 背景介绍 基因表达的调控是细胞命运和疾病发生的关键机制之一，而顺式调控元件（cis-regulatory elements, CREs）在这一过程中扮演了重要角色。CREs通过结合多种效应蛋白（如转录因子和核小体）来动态调控基因的表达。然而，现有的研究方法在测量这些效应蛋白在基因组范围内的结合动态时存在局限性，尤其是在单细胞水平上。这导致我们难以全面理解CREs的结构如何与其功能相关联，尤其是在细胞分化和衰老过程中。 为了解决这一问题，来自Broad Institute of MIT and Harvard、Harvard University等机构的研究团队开发了一种名为PRINT的计算方法，能够从染色质可及性数据中识别DNA-蛋白质相...

基于患者来源类器官建立个性化反义寡核苷酸（ASO）筛选平台 学术背景 近年来，随着基因组测序技术的快速发展，越来越多的罕见遗传病被发现与特定的基因突变相关。反义寡核苷酸（Antisense Oligonucleotides, ASOs）作为一种能够靶向特定RNA序列的治疗手段，已经在多种遗传病的治疗中展现出潜力。ASOs通过结合目标mRNA，调节RNA的加工过程或影响蛋白质的表达水平，从而纠正由基因突变引起的病理表型。然而，尽管ASOs在实验室和临床中取得了显著成果，其个性化设计和临床前评估仍然面临时间和成本上的巨大挑战。特别是对于罕见病患者，开发针对其特定基因突变的ASOs需要高效的模型系统来验证其疗效。 为了解决这一问题，研究人员开发了一种基于患者来源类器官（organoids）的快速、...

光热MXene嵌入单宁Eu3+颗粒用于海水浸泡感染伤口的原位细菌疫苗 学术背景 海水浸泡伤口由于其低温、高盐和富含细菌的环境，容易引发严重感染，阻碍伤口愈合。传统的抗菌策略往往无法提供长期的抗感染效果，也无法有效促进伤口愈合。为了解决这一问题，研究人员开发了一种新型的多功能伤口敷料，旨在通过杀死细菌并在原位递送细菌抗原来增强对海水浸泡伤口感染的抵抗力。这项研究提出了一种基于MXene嵌入单宁酸-铕（M@TA-Eu）颗粒的策略，通过光热效应杀死细菌并形成原位细菌疫苗，从而加速伤口愈合并提供持久的抗感染效果。 论文来源 这篇论文由Zhentao Li、Ting Song、Yanpeng Jiao、Zijing Zhu、Yang Liao和Zonghua Liu共同撰写，分别来自暨南大学材料科学与...

3D生物打印GelMA水凝胶中Cav3.3介导的软骨内骨化研究 研究背景 骨骼发育是一个复杂的过程，其中生长板（Growth Plate, GP）在长骨的纵向生长中起着至关重要的作用。生长板通过软骨内骨化（Endochondral Ossification, EO）过程调控骨骼的成熟。然而，生长板功能障碍可能导致生长迟缓和骨骼发育不良。尽管生长板的研究对于理解骨骼发育和相关疾病具有重要意义，但由于其复杂的时空变化，体内研究受到限制。近年来，三维（3D）生物打印技术的发展为体外研究生长板的生理和病理功能提供了新的模型。然而，模拟软骨内骨化过程仍然是骨类器官研究中的一个关键挑战。 本研究旨在通过调控T型电压依赖性钙通道（T-type Voltage-Dependent Calcium Chann...

抗菌凝胶结合电纺聚乙烯醇纤维用于酶控活性氧释放的研究 学术背景 皮肤是人体抵御感染的第一道防线，而伤口的出现会破坏这一屏障，增加感染风险。随着抗生素耐药性的增加，开发新型抗菌疗法变得尤为重要。传统的抗生素疗法不仅可能导致耐药性，还可能引发副作用，如细胞和器官毒性、过敏反应以及对肠道微生物组的负面影响。因此，局部抗菌治疗成为了一种更优的选择，尤其是将抗菌剂整合到伤口敷料中，以提高其有效性并减少毒性。 近年来，活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）如过氧化氢（H2O2）因其抗菌特性而受到关注。ROS不仅能够杀死病原体，还在伤口愈合的各个阶段发挥重要作用。然而，如何实现ROS的持续释放并确保其在伤口局部的有效浓度，仍然是一个挑战。为此，研究人员开发了一种名为RO-101...

基于外周血单核细胞DNA甲基化的早期肺腺癌诊断新方法 背景介绍 肺腺癌（Lung Adenocarcinoma, LUAD）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，占肺癌病例的约40%。尽管近年来肺腺癌的治疗取得了显著进展，但其预后仍然不佳，主要原因之一是早期诊断的困难。大多数患者在首次就诊时已进入晚期，导致治疗效果不佳。目前，低剂量计算机断层扫描（Low-Dose Computed Tomography, LDCT）是早期肺腺癌筛查的常用工具，但其假阳性率高达96.4%，且现有的血清生物标志物（如CEA）在早期肺腺癌诊断中的敏感性和特异性较低。因此，开发一种非侵入性、高效的早期肺腺癌诊断方法具有重要意义。 DNA甲基化（DNA Methylation）是一种常见的表观遗传修饰，在基因表达的调控中...

从Cryptosporangium属放线菌中发现的新型苯环聚酮类化合物和修饰的二酮哌嗪 学术背景 微生物天然产物在药物开发中具有重要价值，尤其是放线菌（Actinomycetes）为多种治疗性化合物提供了丰富的来源，如氨基糖苷类、大环内酯类和四环素类抗生素。然而，近年来已知化合物的频繁重复分离成为天然产物药物发现的主要障碍。为了解决这一问题，研究人员尝试了多种新方法，如共培养、添加次级代谢信号分子或在培养过程中施加高温等。本文作者则选择关注较少研究的放线菌属，以期发现新的化合物骨架。 本文的研究对象是Cryptosporangium属放线菌，该属于1998年首次被描述，目前已知有8个物种。尽管通过生物信息学分析发现该属物种中存在聚酮类和非核糖体肽的生物合成基因簇（BGC），但此前仅报道了两种...

Isoallolithocholic Acid 在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌腹膜感染中的治疗潜力 背景介绍 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus, MRSA）自1961年被发现以来，已成为全球范围内最常见的抗生素耐药细菌之一。MRSA感染可导致致命的败血症、肺炎以及皮肤和软组织感染的高发率。由于其快速传播和广泛耐药性，许多抗生素对MRSA感染无效。世界卫生组织（WHO）已将MRSA列为高优先级的多重耐药病原体。因此，探索新的抗菌药物或替代策略以应对MRSA感染已成为当务之急。 胆汁酸（Bile Acids, BAs）是类固醇衍生的天然产物，在消化、免疫和脂质代谢中发挥重要作用。近年来，研究发现胆汁酸代谢物isoallo...