2025年回顾与展望：染色质结构、AlphaFold同步与科研多元化的前沿进展

《Nature Structural & Molecular Biology》：Closing 2025, and a look ahead

在2025年终之际，我们回顾了期刊在推动科研严谨性、数据库同步（如AlphaSync解决AFDB与UniProt同步问题）和多元化内容建设方面的关键举措。通过建立冷冻电镜数据评审流程、鼓励早期科研人员参与评审，我们致力于发表揭示染色质动态调控（如区域捕获Micro-C技术应用）和蛋白质功能机制（如VPS13D导致细胞死亡的机制）的前沿研究，为结构生物学和分子细胞生物学领域提供重要支持。

　　

随着科学技术的飞速发展，结构生物学和分子细胞生物学领域在2025年取得了显著进展。然而，研究人员仍面临诸多挑战，例如生物信息学数据库的及时更新问题。AlphaFold数据库（AFDB）作为一个包含所有通过AlphaFold结构预测工具预测的蛋白质结构的资源，已成为研究人员的标准工具。该数据库旨在收录所有已知和注释的蛋白质。然而，这些数据集在UniProt蛋白质序列知识库中不断更新、校正和扩展。因此，AFDB（一个静态数据库）会随着时间的推移而老化，预测的结构并不总是基于最新的序列。数据库老化问题可能导致科学研究基于过时信息，影响结果的准确性。为了应对这一挑战，Babu及其同事开发了AlphaSync，该工具在外部服务器上将AFDB与最新版UniProt同步。同时，EMBL-EBI和Google DeepMind宣布更新合作伙伴关系，并发布了AFDB的更新版本，使其与2025年3月的UniProt版本同步。这一进展强调了保持不同数据库最新状态的重要性。

除了数据库同步，科学研究本身也需不断提升严谨性和透明度。该期刊在2025年推出了冷冻电镜（cryo-EM）数据的同行评审流程，并鼓励作者在光学显微镜实验中包含最低报告表，作为试点项目的一部分。这些努力确保了对这些数据类型进行更彻底、标准化和直接的同行评审。期刊还致力于增加早期科研人员作为审稿人的参与度，邀请所有审稿人与更初级的同事共同评审。此外，通过“世界观点”系列和问答观点文章，期刊丰富了新闻和观点内容，扩大了所传播声音的多样性。

在发表内容方面，期刊持续推出权威性、前瞻性和富有洞察力的综述和研究论文。例如，Atari、Jiang和Greenberg对断裂诱导复制（break-induced replication）机制进行了全面概述，这是一种与端粒和癌症中基因组稳定性相关的DNA修复方式。Altendorfer、Mundlos和Mayer则关注增强子转录与增强子-基因及增强子-启动子通讯之间联系的新兴证据。Abshire和Maquat回顾了剪接外显子连接复合体（splicing exon junction complex）在调控基因表达中的功能。期刊还出版了专注于泛素（ubiquitin）和蛋白质降解的特刊，期待更多前沿研究在理解不足的领域（如非典型泛素链和非蛋白质泛素化）取得概念性突破，同时对开发针对自噬、癌症和神经退行性疾病中关键因子的胶水或蛋白降解靶向嵌合体（PROTACs）的研究保持浓厚兴趣。

此外，期刊发表了更多阐明广泛关注和重要过程的机制性工作。例如，Miao等人的研究探讨了细胞器接触位点蛋白VPS13D缺失导致细胞死亡的细胞类型特异性机制。期刊对遗传信息从基因到蛋白质流动的核心分子细节保持兴趣，并对生物分子被发现具有未预见功能感到兴奋，如Bartuli等人的论文展示了tRNA在组装多亚基病毒聚合酶中作为分子伴侣（chaperone）的功能。在细胞骨架研究方面，Chai、Yang等人解析了动力蛋白1（dynein 1）的多种冷冻电镜结构，揭示了多种构象状态，为了解这种马达蛋白的运动周期提供了深入的机制见解。方法学进展也包括在内，如开创性的系统水平蛋白质组学方法，例如利用DQGlyco进行蛋白质糖基化分析（protein glycosylation profiling）或利用HT-PELSA绘制蛋白质-配体相互作用图谱（mapping of protein-ligand interactions）。

期刊在其定义性的研究领域持续征稿，包括人工智能辅助的DNA修复与人类疾病研究，以及冷冻电子断层扫描（cryo-ET）和原位结构确定的方法开发。

主要关键技术方法

为开展相关研究，研究人员运用了多种关键技术。区域捕获Micro-C（region-capture Micro-C）等高分辨率基因组学技术被用于分析染色质微区室（chromatin microcompartments）在细胞周期中的动态形成。冷冻电镜（cryo-EM）被广泛应用于解析大分子复合物的高分辨率结构，如动力蛋白1（dynein 1）的不同构象状态。蛋白质组学方法，如DQGlyco和HT-PELSA，被用于系统水平分析蛋白质翻译后修饰（如糖基化）和蛋白质-配体相互作用。生物信息学工具如AlphaSync被开发用于同步AlphaFold数据库（AFDB）与UniProt知识库。

研究结果

染色质微区室的动态调控

通过应用区域捕获Micro-C等尖端技术，研究发现染色质微区室不仅在有丝分裂至G1期形成，而且受到动态调控。这为了解染色质、表观遗传学和细胞周期的生物学提供了新的见解。

AlphaFold数据库的同步与更新

针对AFDB作为静态数据库随时间老化的问题，开发了AlphaSync工具将其与最新UniProt版本同步。EMBL-EBI和Google DeepMind的合作确保了AFDB与2025年3月UniProt版本的同步，强调了数据库维护的重要性。

科研严谨性与多元化

期刊建立了冷冻电镜数据的同行评审流程，并推广光学显微镜实验的最低报告标准，以增强数据报告的严谨性和透明度。通过鼓励早期科研人员参与评审和发布多元化内容（如“世界观点”系列），期刊致力于提升科学社区的包容性和代表性。

前沿主题的深度综述与研究

发表的综述和研论文涵盖了多个前沿领域。Atari、Jiang和Greenberg全面概述了断裂诱导复制（break-induced replication）的机制，这是一种与端粒和癌症基因组稳定性相关的DNA修复方式。Altendorfer、Mundlos和Mayer总结了增强子转录在增强子-基因通讯中的作用。Abshire和Maquat回顾了剪接外显子连接复合体（splicing exon junction complex）的功能。关于泛素和蛋白质降解的特刊突出了该领域的最新进展。

机制性研究和新功能发现

Miao等人的工作阐明了细胞器接触位点蛋白VPS13D缺失导致细胞死亡的细胞类型特异性机制。Bartuli等人发现了tRNA作为分子伴侣在病毒聚合酶组装中的新功能。Chai、Yang等人通过冷冻电镜解析了动力蛋白1（dynein 1）的多种结构，揭示了其运动周期的构象变化。方法学上，Potel等人开发的DQGlyco和Li等人开发的HT-PELSA提供了系统水平分析蛋白质修饰和相互作用的新工具。

结论与意义

2025年，该期刊在推动结构生物学和分子细胞生物学领域发展方面取得了显著成就。通过解决数据库老化（如AFDB同步）、提升数据报告标准（如冷冻电镜和光学显微镜评审流程）和促进科研社区多元化（如早期科研人员参与和多元化内容），期刊为高质量研究的传播提供了坚实平台。发表的研究涵盖了染色质结构动态调控、DNA修复机制、蛋白质降解、细胞骨架功能、非编码RNA新功能以及前沿方法开发等多个关键方向。这些工作不仅提供了对基本生物学过程的深刻机制理解，如染色质微区室形成、动力蛋白运动周期和tRNA的伴侣功能，也为解决人类健康问题（如癌症、神经退行性疾病）提供了潜在靶点和思路。方法学上的创新，如区域捕获Micro-C、先进冷冻电镜应用和系统蛋白质组学技术，将继续推动未来发现。期刊对人工智能辅助研究、cryo-ET和原位结构确定等新兴领域的关注，预示着未来更多突破性进展。总体而言，这些努力共同促进了对生命分子机制更深入、更精确的认识，为科学进步和人类健康做出了重要贡献。