科学家揭示日本蜗牛壳左旋或右旋的肌球蛋白基因机制
诺丁汉大学与东北大学团队在日本野生Euhadra蜗牛中发现,肌球蛋白基因的自然差异决定壳的左右旋向,相关成果发表于Current Biology。该基因的微小变化通过影响胚胎早期细胞的顺时针或逆时针扭转,设定成体壳与器官的手性方向,且左旋与右旋个体均能正常发育。研究还借助日本山区左右旋个体可交配的种群,揭示左旋型存在自然选择证据。
诺丁汉大学与东北大学团队在日本野生Euhadra蜗牛中发现,肌球蛋白基因的自然差异决定壳的左右旋向,相关成果发表于Current Biology。该基因的微小变化通过影响胚胎早期细胞的顺时针或逆时针扭转,设定成体壳与器官的手性方向,且左旋与右旋个体均能正常发育。研究还借助日本山区左右旋个体可交配的种群,揭示左旋型存在自然选择证据。
一项新论文研究酵母被包裹在黏稠基质中时如何完成细胞分裂,指出以往对细胞周期的认识多来自液体或平板培养,而自然界中酵母实际生活在面团、黏液、土壤和组织里。作者称很喜欢这项工作。
Gladstone 研究所与 Allen Institute 的一项新研究显示,记忆背后的脑节律在阿尔茨海默病中减弱,细胞以波的形式放电、像传递接力棒一样,而在阿尔茨海默病中这种传递出现中断。增强 Nav1.1 可恢复这一节律并改善记忆。该结果来自 @AllenInstitute 发布的推文,未给出研究规模、模型体系或发表状态。
研究团队用计算方法分析近 1000 例前列腺肿瘤的全基因组测序数据,构建了可能驱动前列腺癌的遗传改变目录,发现 97% 的肿瘤至少携带一个已知或潜在驱动改变。研究识别出四种与不同临床结局相关的基因组亚型,其中两种与显著更高的转移风险相关,并在近四分之一肿瘤中找到现有癌症药物的潜在靶点。
利用多构象连续静电(MCCE)方法,计算了9个激酶结构域与18种FDA批准抑制剂在37个共晶结构中的质子化与互变异构分布,全流程重复三次并给出运行间不确定度。结果显示蛋白净电荷与质子分布基本稳定,而抑制剂电荷在结合后频繁增减;结合使低能态(ΔG < 2.8 kcal/mol)相对概率发生移动,但不提高高能态概率。
研究在泛素 E1 抑制剂 TAK-243 存在下开展全基因组 CRISPR 敲除筛选,鉴定出 239 个基因,敲除这些基因会使细胞对泛素化阻断更敏感。后续分析显示,核蛋白 HAPSTR1 将 E3 连接酶 HUWE1 招募到染色质,维持染色质相关蛋白组的稳定,而 HAPSTR1 自身在细胞周期进程中被 HUWE1 降解。
Science Advances 发表研究,发现基质糖蛋白 Fibrillin-1(FBN1)是 Notch 调控的肌肉干细胞自主效应因子,对维持干细胞静息状态必不可少。
研究发现,巨噬细胞中的 SIK2 通过促进 TRAF2 磷酸化与 K63 多泛素化,经 P38 和 NF-κB 通路加重炎症并损害胞葬作用,从而阻碍心肌梗死后的心脏修复。巨噬细胞特异性敲除 SIK2 可缩小梗死面积、改善愈合,而特异性过表达则加重心脏改变,P38 抑制可减轻这一效应。在小鼠中药物失活 SIK2 能显著增强梗死后心脏修复,提示其作为治疗靶点的潜力。
Tufts大学医学院与Boston University团队在PNAS发表研究,用13名健康年轻女性捐赠组织培养的三维乳腺类器官,发现BPA、BPS、BPF在低浓度混合暴露时会扰乱类器官发育,诱导细胞外基质重塑、上皮可塑性和部分上皮-间质转化相关转录程序,并伴随广泛的DNA甲基化重塑。
David Baker 团队组合 RFdiffusion2 的 RFD2-MI、ProteinMPNN、EnhancedMPNN 和 AlphaFold 3 从头设计半胱氨酸蛋白酶与锌蛋白酶,两项结果分别发表于 Nature。
推荐理由:两篇 Nature 论文用 RFdiffusion2、ProteinMPNN 与 AlphaFold 3 组合从头设计蛋白酶,并给出实验验证的成功率与提速幅度。
古 DNA 与现代 DNA 证据提示夏威夷人群来自复活节岛,作者称这段跨赤道的独木舟航程约 7,000 公里。帖子附有斯坦福大学关于这项夏威夷遗传学研究的新闻链接。
一篇新论文提出用管家基因 cpn60 作为标志物,用于微生物群落谱分析与活性评估。研究针对高通量测序难以区分复杂群落中活菌与非活菌的问题,论文发表于 Microbiome。
eLife 发表的研究用小鼠无病毒遗传谱系追踪系统在微胶质细胞中特异表达 NeuroD1,并在多个时间点追踪其命运,结果显示表达 NeuroD1 的细胞在生理和损伤条件下都保持微胶质细胞身份、不能转为神经元。
推荐理由:用无病毒谱系追踪、双光子活体成像和单细胞转录组三重证据,检验 NeuroD1 能否把微胶质细胞转成神经元。
研究用空间 Lotka–Volterra 竞争模型的解析近似证明,局域物种存续取决于各斑块总密度与局域排斥率的平衡,局域多物种共存由可行性域(feasibility domain)决定。
研究在果蝇中构建了三个 NLGN3 自闭症相关变异(p.R175W、p.R451C、p.R597W)的转基因模型,发现它们对突触与睡眠的影响各不相同。p.R175W 和母源遗传的 p.R451C 主要改变突触形态而对囊泡动态影响很小,p.R597W 则主要改变睡眠与囊泡动态而突触形态影响轻微。
合成小鼠L1(smL1)逆转座效率高于亲本L1spa,并非源于合成ORF序列,而是ORF1p两个非同义替换与3'UTR缺失保守的鸟苷富集区(GRR)共同作用的结果。GRR以位置依赖方式影响天然小鼠L1逆转座,且不涉及mRNA提前多聚腺苷化或插入结构改变,而是通过调节ORF1p丰度实现。smL1对GRR的抑制作用不敏感,可能与其合成ORF序列带来的高效蛋白表达有关。
一对同卵双胞胎姐妹均患由 MN1::ZNF341 基因融合驱动的未分化肉瘤,全基因组测序显示两人所有肿瘤样本都带有双胞胎 A 的遗传标记,提示肿瘤起源于双胞胎 A 的面部并跨胎盘传给双胞胎 B。
研究用 RiboTRAP-seq 分别构建秀丽隐杆线虫前部 INT1 细胞与其余 INT2-9 肠细胞的翻译组,发现 INT1 是翻译上独特的肠亚区,富集免疫与应激反应基因。INT1 特异性基因的功能实验显示其在病原回避和个体存活中起作用,且 INT1 通过感知肠腔丙酮酸调控肠道胰岛素拮抗剂 INS-7 的分泌。
德国康斯坦茨大学团队在森林土壤中埋置长链脂肪族聚酯(LCAP)生物塑料薄膜,发现其在约250至330天内被完全降解,而HDPE几乎不降解。研究通过宏基因组与电镜分析发现一种活性位点开口异常宽大的“Pac-Man”酶,可降解特定聚酯和可生物降解塑料,也能分解青霉素,提示其可能与抗生素耐药性相关。成果发表于 The ISME Journal。
酿酒酵母染色体末端20 kb内重组促进轴蛋白富集偏低与DNA双链断裂(DSB)下调,由多种常具染色体特异性的抑制机制共同造成。轴蛋白抑制依赖组蛋白甲基转移酶Dot1和Sir沉默复合体,Dot1至少部分不依赖其经典靶点H3K79抑制Sir活性;Sir复合体则通过限制启动子开放度抑制少数隐蔽热点的DSB诱导。dot1和sir3突变体中末端DSB减少仍大部分存在,提示还有其他调控层参与。
研究用分子动力学模拟、炼金术自由能计算与 QM/MM 方法,在原子层面刻画了细菌过氧化氢酶-过氧化物酶 KatG 活性位点中 Ga3+ 替换 Fe3+ 的过程。模拟显示 heme B 辅因子的轴向配位环境在金属替换后基本保持,远端配体在组氨酸与配位水分子之间动态切换。自由能计算表明该替换在热力学上有利,为铁模拟抗菌剂的理性设计提供了机制依据。
中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心徐宁龙团队发现,小鼠听觉皮层第5层神经元的顶端树突编码推断出的抽象规则,胞体更多表征感觉信息,二者在单个神经元内非线性整合产生决策输出。研究构建规则切换的听觉灵活分类任务训练小鼠,用亚细胞分辨率双光子成像同步记录树突与胞体活动,并通过光遗传学抑制树突活动显著减弱胞体选择信号。相关成果10月16日发表于《科学》。
中国科学院脑智卓越中心团队通过小鼠听觉抉择实验,揭示单个神经元参与灵活决策的计算机制:顶端树突承载推断出的抽象规则,胞体接收感官信号,两者在同一细胞内完成比对运算。研究用双光子显微镜观察小鼠听觉皮层神经元,并在小鼠掌握规则后更换规则以观察其适应过程。报道称该成果可能启发下一代人工智能底层算法,但未给出论文发表信息与数据开放情况。
Science 新闻报道,基因组分析显示数十年实验室培养如何把罐装食品致病菌 C. botulinum 驯化成医学与美容行业的工具。报道称这项分析追踪了肉毒杆菌从致命菌到肉毒毒素(Botox)的驯化过程,但材料仅提供摘要,未给出具体研究团队、基因组数据或发表期刊。
中国科学院昆明植物研究所团队在云南亚热带与热带森林发现真菌新科滇菌科,唯一成员命名为霸王滇菌,最高可达50厘米、单个体重超过两公斤,是目前子囊菌门记录到的最大子座。
Li 等人在 Cell Reports Medicine 报告,活化的 CAR-T 细胞会上调 NKG2D 配体(NKG2DL),从而易被 NK 细胞识别。过表达 NKG2D 可屏蔽内源配体,并利用肿瘤 NKG2DL 提供共刺激,在多个模型中增强 CAR-T 细胞的持久性、肿瘤浸润和抗肿瘤效果。
Liu 等发现,膜镁转运蛋白 1(MMGT1)高表达通过衰老相关分泌表型诱导 CD8+ T 细胞耗竭,从而促进三阴性乳腺癌免疫逃逸。靶向 MMGT1 是提升抗 PD-1 免疫治疗疗效的潜在策略。
一项覆盖 128 家中国临床遗传实验室的能力验证研究显示,13 个变异中仅 6 个达成总体一致,7 个存在临床意义显著的跨类别分歧。APOB、LZTR1、MYH7 和 EPCAM 等多疾病相关基因的变异常被跨疾病直接套用致病性结论,未充分考虑疾病机制、遗传模式与疾病特异性证据效力,而两个 GJB2 变异分类一致性明显更高。
美国华盛顿大学蛋白设计研究所(IPD)的 Anqi Chen、Kejia Wu 和 Hojae Choi 从头设计了蛋白酶,这些被称为“分子剪刀”的酶能高精度切割用户指定的目标序列,相关成果本周发表于 Nature。
推荐理由:IPD 团队在 Nature 报告从头设计蛋白酶,可按用户指定序列切割,为蛋白设计提供新的功能实现路径。
可变剪接通过微调模块化蛋白界面来调控蛋白定位,相关成果发表于 Nature Structural & Molecular Biology。该研究将可变剪接与蛋白定位控制联系起来,具体机制与数据细节原文未展开。
Kresten Lindorff-Larsen 提到 Richard Kriwacki、Peter Wright 等人关于 p21 在游离态与 Cdk2 结合态下结构研究的 IDP 论文发表于30年前的今天,该研究显示构象无序介导结合多样性。
植物通过针对特定糖类的不同识别系统,确保触发适当的免疫应答或维持性反应。
JAMA 发表的一项研究分析了 950K+ 名临床医生在 OpenEvidence 上 2.5 年间的 2.71 亿条查询,月活跃用户从 355 增至 700K+,9/10 的用户会持续回访。
研究构建马达加斯加东南部某区的双年龄组空间显式疟疾模型,拟合实地病例报告与患病率数据,模拟IRS、LLIN补充覆盖和ACD三种干预在五种空间靶向情景下的效果。非靶向干预总体最有效但资源效率最低,基于空间中心性的靶向策略覆盖人口更多、运输资源更少。任何干预组合均未能消除该区疟疾,但高检测率下ACD可避免100%的重症疟疾病例。
对29对胃癌及癌旁组织和61例胃癌患者、29例健康对照的血浆cfDNA进行WGBS,鉴定出32个在组织与血浆中一致变化的稳定DMR,并筛选出8个核心诊断标志物。
结合单细胞 RNA-Seq 与 ChIP,对矮牵牛 phdef 细胞层特异性突变体的分析显示,花瓣身份基因 PhDEF 在表皮与叶肉中调控不同靶基因,且在表皮中结合更显著、调控作用更强。研究发现 PhDEF 靶基因的结合谱高度多样,包含层特异性与非特异性结合位点的复杂组合,表明细胞层身份会影响同源异型基因的调控过程。
英国 John Innes Centre 与日本神户大学团队在 Science Advances 发表研究,用生物物理方法和晶体学解析了禾本科作物 tandem kinase proteins(TKPs)中 Heavy Metal Associated(HMA)结构域与稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)效应子的结合方式。
中国科学院昆明植物研究所科学家在云南森林发现巨型野生菌霸王滇菌,并据此建立全新科——滇菌科,目前仅此一个成员。霸王滇菌属子囊菌门炭角菌目,是迄今已知体型最大的子囊菌之一,高约半米、重2公斤,其祖先约在6500万年前与常见炭角菌分家。研究推测它走“内生—腐生转换”路线,先潜伏健康树体,待树木死亡后优先分解木材,这或许是其长成巨无霸的原因之一;能否食用尚待食药用、发酵与栽培研究。
Frances Arnold 展示了团队通过定向进化开发的新酶活性,可利用羟胺对芳香族原料进行伯胺化;其学生 Kathleen Sic 的引用推文补充该工作已发表于 ACS Central Science。
中国科学院南京地质古生物研究所团队在新疆准噶尔盆地中泥盆统呼吉尔斯特组约3.85亿年前的煤层中发现迄今最古老琥珀,将琥珀首发记录从约3.2亿年前推前6500万年。