Gladstone 研究所与 Allen Institute 研究发现阿尔茨海默病中记忆脑节律减弱,增强 Nav1.1 可恢复节律并改善记忆
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。
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。
研究提出一套计算–实验整合流程,用于在数据稀缺条件下优先筛选、表征并建模真菌非特异性过氧化物酶(UPO)。从 3000 多条候选序列中筛出 59 个推定 UPO,在大肠杆菌中分两批表达并用比色底物检测,得到 27 个表达与活性一致的 UPO;随后用 15 个新 UPO 和 4 个参考酶对 27 种底物做活性筛选,构建酶–底物活性数据集。
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。
CellDiffusion 是一个无监督图模型,通过扩散过程传播细胞特征、学习细胞间注意力网络,在整合 scRNA-seq 数据时自适应识别跨批次对应细胞群并进行细胞特异性校正。该模型在包括人子宫内膜在内的多个数据集上验证,生成的细胞嵌入在跨批次对齐细胞的同时保留固有细胞类型与发育轨迹,并提升了标签转移、聚类和轨迹推断等分析。
研究首次系统分析了糖皮质激素(GC)对人类非编码基因组的调控,覆盖造血与非造血谱系的 9 种人原代细胞类型,每种细胞经体外 GC 处理后在 2 h 和 6 h 做 total RNA-seq 与 small RNA-seq。共鉴定出 2000 多个 GC 响应非编码转录本,包括 654 个已注释 lncRNA、1376 个新 lncRNA 和 39 个 miRNA。响应高度依赖细胞类型:80% 的 GC 响应 lncRNA 和 97% 的 miRNA 仅见于单一细胞类型;造血细胞的 lncRNA 诱导幅度高于非造血细胞。
研究构建了6个拟髭蟾属(Leptobrachium)物种染色体水平组装而成的泛基因组,并结合跨物种转录组分析,解析雄性髭蟾上颌婚刺这一性二态性状的演化基因组基础。角蛋白基因扩张早于婚刺起源,可能为角质化皮肤创新提供遗传材料;近期复制的毛发角蛋白基因获得Hoxc13结合位点,启动子报告实验证实Hoxc13在髭蟾与拟髭蟾中均可激活这些基因,而hoxc13表达的差异可能更关键地决定复制基因是否被招募用于婚刺发育。转录组比较还显示,婚刺形成过程中角质细胞增殖分化及黑色素生成相关基因在上颌皮肤特异性表达。在婚刺次生丢失的腾冲拟髭蟾中,igfbp2 受正选择,为这一演化转变的候选基因。
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。
悉尼科技大学(UTS)团队开发了一款基于 transformer 的 AI 模型,通过分析 DNA 中遗传变异的位置与相互作用来预测缺血性卒中风险,在 UK Biobank 和美国 All-of-us 数据库上比既往遗传风险工具更准确。
作者提出 CLIMB 和 CLIFF 两步机器学习框架,将 bulk RNA-seq 解卷积为细胞类型组成与表达,再把 bulk 药物敏感性测量解析为细胞亚型和单细胞特异的图谱。
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。
针对报告指南虽有助于作者写作却不适合同行评审与编辑评估的问题,Kyle Morrison 与 Malgorzata Lagisz 提出开发"报告评估工具"——专门用于核查论文是否报告了研究最低必要要素的可操作工具,并给出十条简单规则指导其开发。
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。
研究提出 COMPRESS(Compression Of Molecular Physical fields into Reduced Spatial Sites)框架,用固定数量的物理参数化空间位点表示小分子,每个位点由三个空间坐标和三个相互作用参数定义。
CMA-DTI 通过双向跨模态对齐模块建模药物官能团与蛋白结合区域的相互作用,提升冷启动药物–靶点相互作用预测的泛化能力。该框架先用预训练序列模型提取药物与蛋白表征,再以双通道编码器捕捉局部功能模式与全局上下文依赖。在四个基准数据集上,CMA-DTI 在热启动场景保持有竞争力表现,并在靶点冷启动与盲启动场景改善泛化,消融实验与结构可视化支持各模块贡献并提供残基级可解释性。
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。
GenPerturb 通过拟合预训练序列嵌入的条件特异性线性读出,将 Perturb-seq 的 pseudobulk 表达与顺式调控元件和转录因子基序关联起来,无需目标实验配套染色质数据。
GenoCLAMP 是一种整合基序聚类与比对的算法,可将冗余的转录因子结合基序合并为高质量矩阵表示。该工具能可靠还原结合共同基序的已知转录因子复合物,并发现此前未表征基序的证据,为大规模转录因子–DNA 结合数据的计算分析与生物学解读提供高效框架。
DHF-DTI 是一个整合药物与蛋白序列信息和图结构的双模态神经网络模型,用于药物–靶点相互作用(DTI)预测。其 CABFusion 模块通过交叉注意力与双线性融合实现模态间细粒度特征融合,并引入监督对比学习优化特征空间分布。在域内、跨域和冷启动场景实验中,该模型在预测性能与泛化能力上显著优于现有方法。
研究用贝叶斯框架在连续时间 Ornstein–Uhlenbeck 模型中检验协调后的单细胞免疫组成是否比粗粒度生态背景标签携带更多纵向信息。重新处理两个 ScPCA 白血病项目后,104 名可评估参与者中 k=2 聚类可复现;在 99 名 B-ALL 参与者中分出 73 例 TNK 主导与 26 例 B/髓系偏移,但原始组成与中心对数比赋值一致性差。
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。