西方饮食通过Galectin-1调控的Rho、ECM和SASP信号通路在新型MASH-HCC小鼠模型中的空间影响 学术背景 肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）是全球癌症相关死亡的第三大原因，而代谢功能障碍相关的脂肪性肝炎（Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis, MASH）是HCC的主要诱因之一。随着西方饮食（Western Diet, WD）的普及，MASH的发病率持续上升，但目前尚无有效的药物来预防MASH，且HCC的治疗选择非常有限。Galectin-1（Gal-1）是HCC的生物标志物，在肝细胞癌变过程中起着关键作用。先前的研究表明，沉默Gal-1可以有效治疗小鼠HCC，但WD对Gal-1信...
核小体纤维拓扑结构指导转录因子结合增强子 学术背景 细胞身份的确立依赖于多个转录因子（Transcription Factors, TFs）在细胞类型特异性基因的增强子上的协同结合。尽管TFs能够识别可及染色质中的特定DNA基序（motif），但这一信息并不足以解释TFs如何选择增强子。本文通过比较四种不同的TF组合，分析了它们在基因组中的结合位点、染色质可及性、核小体定位以及三维基因组组织，揭示了核小体纤维的拓扑结构如何指导TFs结合到增强子。 论文来源 本文由Michael R. O’Dwyer、Meir Azagury、Katharine Furlong等作者共同撰写，作者来自University of Edinburgh、The Hebrew University-Hadassah ...
硅藻光敏色素整合水下光谱感知深度的研究 学术背景 海洋生态系统中的光照分布对水生生物的生活有着深远的影响。光照不仅随着深度逐渐减弱，其光谱组成也会发生显著变化。然而，关于浮游植物如何通过光感受器感知这些光变化的研究仍然不足。硅藻作为海洋中重要的浮游植物，其光感受机制的研究对于理解海洋生态系统的光适应策略具有重要意义。光敏色素（phytochromes）是一类主要感知红光（R）和远红光（FR）的蛋白质，广泛存在于光合和非光合生物中。然而，海洋环境中的红光和远红光被水强烈吸收，因此硅藻光敏色素（Diatom Phytochromes, DPh）如何在这种环境中发挥作用仍是一个未解之谜。 本研究旨在通过整合硅藻光敏色素的功能研究和环境调查，揭示其在海洋环境中的光感知机制，特别是如何通过光敏色素感知...
RNA构象空间的研究：RNase P RNA在溶液中的动态结构 学术背景 RNA的构象多样性在生物学中具有重要作用，尤其是在RNA剪接、包装、细胞转录激活以及环境刺激响应等过程中。然而，传统的生物物理技术无法直接可视化RNA在溶液中的完整构象空间。RNase P RNA是一种存在于所有生命体中的RNA酶，负责编辑前体tRNA（pre-tRNA）的5’端。由于其底物特异性广泛，RNase P RNA被认为具有高度的构象灵活性，这种灵活性与其酶活性所需的刚性结构之间存在着复杂的平衡关系。理解这种构象灵活性与结构刚性之间的关系，对于揭示RNA的功能和生物学意义至关重要。 论文来源 本论文由Yun-Tzai Lee、Maximilia F. S. Degenhardt、Ilias Skeparnia...
空间转录组时钟揭示脑衰老中的细胞邻近效应 学术背景 随着年龄的增长，认知功能下降和神经退行性疾病的风险显著增加。脑衰老是一个复杂的过程，伴随着许多细胞层面的变化。然而，衰老细胞如何影响邻近细胞以及这种影响如何导致组织功能衰退，目前尚不清楚。此外，现有的工具尚未能系统地解决衰老组织中的这一问题。为此，研究人员开发了一种空间分辨的单细胞转录组图谱，结合机器学习模型，揭示了衰老、再生和疾病中的空间和细胞类型特异性转录组特征。 论文来源 这篇论文由Eric D. Sun、Olivia Y. Zhou、Max Hauptschein、Nimrod Rappoport、Lucy Xu、Paloma Navarro Negredo、Ling Liu、Thomas A. Rando、James Zou和An...
学术背景 RNA（核糖核酸）是生命体中至关重要的分子，参与了基因表达、调控和催化等多种生物过程。尽管人类基因组的大部分被转录为RNA，但RNA分子的结构研究仍然面临巨大挑战。RNA分子通常具有高度的构象异质性和灵活性，这是其功能的前提，但也限制了传统结构解析方法（如核磁共振（NMR）、X射线晶体学和冷冻电镜（cryo-EM））的应用。特别是对于大分子RNA，由于其构象多样性和缺乏大规模RNA结构数据库，现有的蛋白质结构预测方法（如AlphaFold）无法直接应用于RNA。因此，如何准确解析大分子RNA的三维结构，尤其是其构象异质性，成为RNA结构生物学中的一个重要难题。 论文来源 这篇论文由Maximilia F. S. Degenhardt、Hermann F. Degenhardt、Yu...
脊椎动物躯干发育的体外模型研究 学术背景 脊椎动物的躯干发育是一个高度协调的过程，涉及多个细胞类型的生成和组织。这一过程的核心是位于胚胎后部的祖细胞群，它们通过复杂的信号网络调控，逐步分化为神经管、体节和脊索等组织。脊索（notochord）是脊索动物的标志性结构，不仅在胚胎发育中提供机械支持，还通过分泌信号分子调控周围组织的发育。然而，现有的体外模型，如多能干细胞（pluripotent stem cells, PSCs）分化模型，虽然能够模拟部分躯干发育过程，但往往缺乏脊索及其依赖的组织，如神经管的底板（floor plate）。这限制了这些模型在研究脊椎动物躯干发育机制中的应用。 为了填补这一空白，来自The Francis Crick Institute的研究团队通过单细胞转录组分析...
学术背景 蛋白质自组装是生物系统中普遍存在的现象，其功能多样，从结构支持到生化反应调控。尽管近年来在蛋白质设计领域取得了显著进展，但现有的自组装蛋白质结构通常依赖于严格的对称性，这限制了其尺寸和复杂性的进一步提升。为了突破这一限制，研究人员从细菌微室和病毒衣壳中的伪对称性（pseudosymmetry）中获得灵感，开发了一种层次化的计算方法，用于设计大型伪对称自组装蛋白质纳米材料。这一研究旨在通过打破严格对称性的限制，设计出更大、更复杂的蛋白质纳米笼（nanocages），从而扩展自组装蛋白质结构的多样性。 论文来源 该研究由来自University of Washington的Quinton M. Dowling、Young-Jun Park、Chelsea N. Fries等研究人员共同...
学术背景 杜氏肌营养不良症（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）是一种严重的X连锁隐性遗传病，主要表现为进行性肌肉萎缩，最终导致早逝。DMD的病因是编码肌营养不良蛋白（dystrophin）的基因发生突变，导致该蛋白无法正常表达。肌营养不良蛋白与肌细胞膜上的其他蛋白质共同形成肌营养不良蛋白-糖蛋白复合物（Dystrophin-Glycoprotein Complex, DGC），该复合物在细胞外基质（ECM）与细胞骨架之间起桥梁作用。尽管DGC在肌肉功能中至关重要，但其分子结构长期以来一直未被完全解析。本研究通过冷冻电镜技术（cryo-EM）解析了兔骨骼肌中DGC的天然结构，并结合生化分析揭示了其复杂的分子构型，为理解DMD的分子病理机制提供了重要线索。 论文来...
四组分蛋白质纳米笼的设计：通过程序化对称性破缺实现 学术背景 蛋白质纳米笼（protein nanocages）是一类具有高度对称性的蛋白质组装体，广泛应用于疫苗开发、药物递送和纳米材料设计等领域。自然界中的病毒通常通过对称性破缺（symmetry breaking）来构建复杂的结构，尤其是高三角数（higher triangulation number, T）的二十面体（icosahedral）结构。然而，自然界中尚未发现通过对称性破缺构建的四面体（tetrahedral）或八面体（octahedral）高T数结构。为了探索这一领域，研究人员提出了一种通用的设计策略，通过伪对称化（pseudosymmetrization）三聚体构建块，构建高T数的四面体、八面体和二十面体纳米笼。 论文来源...