• 利用混合注入连续晶体学实时捕获铜胺氧化酶催化过程中的结构域运动

  酶是生物体内催化生化反应的关键蛋白质，其功能实现往往伴随着复杂的构象变化。然而，这些动态过程通常发生在毫秒甚至更短的时间尺度，使得实时观测酶催化过程中的精细结构变化成为结构生物学领域的重大挑战。传统晶体学方法需要冷冻样品，只能捕捉静态快照，而溶液中的光谱学技术又缺乏原子级分辨率。这种技术局限严重阻碍了人们对酶催化分子机制的理解。铜胺氧化酶是一种广泛存在于原核和真核生物中的金属酶，参与微生物胺代谢和植物萌发等重要生理过程。该酶的独特之处在于其含有一种蛋白质衍生的醌辅因子——2,4,5-三羟基苯丙氨酸醌，该辅因子通过翻译后修饰生成，在氧化脱氨反应中起核心作用。铜胺氧化酶催化遵循乒乓机制，包括还原半

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• HLA-A2限制性CD8+T细胞受体库对SARS-CoV-2抗原漂移的广谱识别潜力

  随着新冠病毒（SARS-CoV-2）的持续变异，其免疫逃逸能力不断增强，对全球公共卫生构成了严峻挑战。尽管T细胞在控制病毒感染和预防重症方面发挥着关键作用，但关于T细胞能否有效识别不断变异的病毒，以及其识别能力的广度究竟如何，一直是免疫学领域亟待回答的核心问题。为了填补这一知识空白，来自宾夕法尼亚大学Michael J. Malone、Chao Huang等研究团队在《Nature Communications》上发表了一项重要研究，系统揭示了HLA-A2限制性CD8+T细胞受体（TCR）库对SARS-CoV-2免疫显性表位所有可能突变的广谱识别潜力。关键技术方法本研究整合了多组学与功能验证技

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 一种新型TCR转基因小鼠模型揭示CD4+T细胞功能失调机制及其在肿瘤免疫治疗中的可逆性

  在肿瘤和慢性感染中，T淋巴细胞常常会进入一种功能失调的状态，即“T细胞耗竭”。这种状态下，T细胞失去有效的杀伤能力和细胞因子分泌功能，表面大量表达PD-1、LAG-3、CTLA-4等抑制性受体，如同被按下了“暂停键”。尽管CD8+T细胞的耗竭已被广泛研究，但作为免疫应答“指挥官”的CD4+T细胞的耗竭机制却如同一个“黑箱”，所知甚少。然而，CD4+T细胞在抗肿瘤免疫中扮演着多重关键角色：它们不仅能帮助CD8+T细胞激活与存活，还能直接杀伤肿瘤细胞或调控其他免疫细胞。因此，揭开CD4+T细胞耗竭的神秘面纱，对于开发更有效的癌症免疫疗法至关重要。为了解决这一难题，由Felicia S. Spitz

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 经典途径补体C3转化酶活性的结构解析揭示电荷转换催化机制

  在我们的免疫系统中，补体系统扮演着至关重要的角色，它是抵御病原体入侵的第一道防线，同时也参与清除体内凋亡细胞和免疫复合物，维持机体稳态。补体系统的活化主要通过三条途径进行：经典途径、凝集素途径和替代途径。无论哪条途径，其核心环节都依赖于C3转化酶对补体成分C3的切割，生成具有调理作用的C3b片段，后者可沉积在靶标表面（即“调理作用”），标记靶标以供免疫细胞清除。因此，C3转化酶被视为补体激活的“放大器”和“指挥中心”。然而，这些关键的C3转化酶却是出了名的“短命鬼”，其半衰期仅有约1-1.5分钟，并且解离是不可逆的。这种特性一方面限制了补体激活的规模和持续时间，防止过度的炎症损伤；另一方面也给

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 恶性与良性皮脂腺肿瘤的分子图谱：揭示高肿瘤突变负荷与关键基因通路

  皮脂腺肿瘤（Sebaceous tumours, STs）是一类起源于皮肤附属器的罕见肿瘤，其生物学行为谱系广泛，涵盖了从良性皮脂腺腺瘤（Sebaceous adenoma, SA）、皮脂腺瘤（Sebaceoma, SM）到恶性皮脂腺癌（Sebaceous carcinoma, SC）的多种亚型。其中，恶性皮脂腺癌又可根据发生部位分为眼周皮脂腺癌（SC-O）和眼外皮脂腺癌（SC-E）。尽管这些肿瘤在组织学上具有相似性，但其临床预后差异巨大，且目前对其驱动基因和分子发病机制的认识仍十分有限。这导致临床上缺乏有效的分子标志物来指导诊断、预后判断和治疗决策，特别是对于恶性程度高、易复发的皮脂腺癌，治

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 血小板生成素通过增强EVI1+造血干细胞易感性加速KMT2A-MLLT3驱动急性髓系白血病的机制研究

  在血液系统的恶性肿瘤中，急性髓系白血病（Acute Myeloid Leukemia, AML）以其高度的遗传异质性和临床侵袭性而备受关注。其中，涉及赖氨酸甲基转移酶2A（KMT2A，也称为MLL1）基因重排的AML（KMT2A-rearranged AML, KMT2A-r AML）占据了相当比例，尤其在婴幼儿和部分成人患者中预后较差。KMT2A基因会与超过80种不同的伴侣基因发生融合，产生致癌的融合蛋白，如常见的KMT2A-MLLT3（亦称MLL-AF9）融合基因。这些融合蛋白能够异常地激活或维持造血干细胞和祖细胞（Hematopoietic Stem and Progenitor Cel

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 灵长类与人类中独特的胃肠道微生物特征可预测疟疾寄生虫水平

  疟疾作为全球重大公共卫生问题，每年导致数亿感染病例和数十万死亡病例。尽管疟疾防治取得进展，但疟原虫（Plasmodium）感染仍是热带地区的主要健康威胁。值得注意的是，恶性疟原虫（P. falciparum）感染不仅引起典型发热和贫血症状，还会导致胃肠道表现，包括腹痛、腹泻和呕吐。更深入的研究发现，疟原虫在胃肠道血管中的滞留会破坏肠道屏障功能，增加上皮通透性，导致营养吸收不良和微生物易位。然而，疟原虫感染如何影响肠道微生物组，以及微生物组如何反过来调节宿主对疟原虫感染的易感性，这些机制尚不明确。以往关于肠道微生物组在疟原虫感染中作用的研究主要使用小鼠模型和观察性人类队列。虽然这些研究提示微生物

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 肽酰-tRNA水解酶2（PTRH2）作为围产期心肌病负调控因子的机制与治疗潜力研究

  围产期心肌病（Peripartum cardiomyopathy, PPCM）是一种威胁孕产妇生命的严重心脏病，其特征是在妊娠末期或产后五个月内出现左心室收缩功能障碍和心力衰竭。这种疾病在不同种族和地域的女性中发病率存在显著差异，亚洲和非洲地区的发病率最高。尽管研究表明约20%的PPCM患者携带肌节蛋白基因（如TTN、MYH7、TNNT2等）的功能缺失突变，但大多数患者的遗传病因仍然不明，且目前缺乏特异性治疗方法和可靠生物标志物。怀孕期间，心脏会经历显著的血液动力学变化，包括心输出量和血容量增加约50%，这种极端的机械应力会激活心脏的重塑过程。正常情况下，怀孕心脏会通过上调保护性信号通路（如P

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 综述：内皮细胞糖基化及其在肺血管健康与疾病中的新兴作用

  内皮细胞糖基化：肺血管健康与疾病中的新兴角色肺血管疾病（PVD）是一组影响肺部血管的疾病，其中肺动脉高压（PAH）是研究最深入的类型之一。尽管在遗传和分子机制方面取得了进展，但PVD的死亡率仍然很高，迫切需要新的治疗方法。内皮细胞（ECs）是血管内壁的单层细胞，其表面覆盖着一层被称为糖萼的糖基化分子。这些糖基化修饰在细胞信号传导、机械感知、免疫细胞运输和屏障功能中发挥着至关重要的作用。然而，糖基化在肺血管健康与疾病中的作用仍是一个被严重忽视的领域。本综述旨在阐明内皮细胞糖基化在PVD中的功能作用，为开发靶向糖基化通路的治疗策略奠定基础。内皮细胞糖基化概述内皮细胞表达多种糖基化分子，包括糖胺聚糖

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 代谢-染色质轴通过调控核糖体RNA差异转录促进人类疟原虫的生存与传播

  在自然界中，生物体为了适应不同的环境条件，演化出了精妙的调控机制。对于引起最严重人类疟疾的恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）而言，其生命周期必须在人和蚊两个截然不同的宿主环境中完成，这要求寄生虫具备快速调整基因表达的能力。其中，核糖体RNA（rRNA）的转录调控尤为关键，因为核糖体是蛋白质合成的工厂，而其生物合成消耗了细胞大部分能量。恶性疟原虫的基因组有一个非常奇特的特点：它不像大多数真核生物那样拥有成串重复的rDNA基因，而是只有5个（后来本研究发现了7个）分散在不同染色体上的rDNA基因。更令人惊讶的是，这些rDNA基因并非全部同时表达。在人类宿主体内，寄生虫只表达A

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 浮游植物水华驱动下的微生物视紫红质动态：揭示富营养海域光能捕获新机制

  海洋，覆盖了地球70%以上的表面，是地球上最大的生态系统。在阳光普照的表层海水中，生命通过两种截然不同的机制来捕获和利用太阳光能：一种是大家熟知的叶绿素光合作用，主要由浮游植物（Phytoplankton）驱动，它们利用光能将二氧化碳转化为有机物，是海洋食物网的基础；另一种则是相对“低调”的视紫红质（Rhodopsin）光异养作用，主要由海洋细菌等微生物利用光能驱动质子泵，产生能量（ATP）来辅助其利用现成的有机物。长期以来，科学界普遍认为，视紫红质光异养是海洋细菌在营养极度匮乏的寡营养海域（Oligotrophic Ocean）的“生存法宝”。在这些“海洋沙漠”中，浮游植物稀少，有机碳来源有

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 二叠纪基干爬行动物已具备高频听觉能力：听觉演化史前推至2.5亿年前

  听觉是四足动物中最普遍的感觉之一，从能感知高频声波的哺乳动物和鸟类，到听觉范围受限的爬行类和两栖类，声音让动物能以多种方式感知周围环境。尽管听觉在四足动物中广泛存在，但其演化起源仍存在争议。特别是爬行动物的听觉演化历史更为复杂，传统观点认为，鼓膜听觉在爬行动物的主要支系（鳞龙类、主龙类和龟鳖类）中独立演化，主要基于对化石镫骨和耳区的大体观察。据此，许多二叠纪的基干爬行动物被认为不能听到高频声音。然而，这一假说缺乏定量支持。为了解决这一争议，由Kelsey M. Jenkins领导的研究团队在《Nature Communications》上发表了一项开创性研究。研究人员通过生物力学和形态计量学分

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• ApoER2 LA5结构域特异性介导Semliki Forest病毒入侵的分子机制及其抗病毒应用研究

  Semliki Forest病毒（SFV）作为甲病毒属的重要成员，不仅是神经致病性研究的模式病毒，更是生物安全领域的重要对象。此前研究发现，极低密度脂蛋白受体（VLDLR）可通过多个LDLR A类（LA）结构域与SFV E1蛋白结构域III（DIII）相互作用介导病毒入侵。然而，作为同一受体家族的载脂蛋白E受体2（ApoER2）在SFV入侵中的具体作用机制始终是领域内的知识盲区。明确ApoER2介导SFV入侵的精确分子机制，不仅能够完善病毒-宿主相互作用的理论体系，更为抗病毒策略的开发提供新的靶点。为解析这一科学问题，研究团队综合运用生物化学分析、细胞生物学实验与结构生物学方法，系统性阐明了A

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 单分子测量揭示微管动态调控新机制：中间态与核苷酸变构效应的关键作用

  在细胞内部，微管（Microtubules）如同繁忙的交通网络，不仅为细胞提供结构支撑，还作为“高速公路”运输着各种货物，并在细胞分裂时精确地牵引染色体分离。这些功能都依赖于微管独特的“动态不稳定性”（Dynamic Instability），即微管在生长和缩短两种状态之间快速切换。这种动态行为源于其基本组成单元——αβ-微管蛋白二聚体（αβ-tubulin heterodimers）的聚合与解聚，而这一过程的核心驱动力是微管蛋白结合的GTP（鸟苷三磷酸）水解为GDP（鸟苷二磷酸）。尽管科学家们对微管动态不稳定性已有数十年的研究，但其背后的精确生化机制仍存在许多谜团。一个核心难题在于，微管末端

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• ADP-核糖基环化酶赋能外泌体化学工程：一种用于精准生物偶联的通用平台

  细胞分泌的外泌体(Exosomes)作为一种天然的纳米级囊泡，因其在细胞间通讯中的重要作用以及高生物相容性，已成为生物医学研究中的明星材料。科学家们已经能够通过基因工程手段，在外泌体表面表达各种功能蛋白，赋予其新的功能。然而，如何将非蛋白质类的小分子生物活性物质（如荧光探针、靶向配体、细胞毒性药物等）精准地“安装”到外泌体上，却一直是个难题。传统的化学偶联方法通常依赖于与表面赖氨酸或半胱氨酸残基的非特异性反应，或者通过脂质插入随机嵌入膜中。这些方法不仅会导致外泌体被异质性修饰，还可能破坏外泌体蛋白的结构和功能，限制了其应用潜力。为了解决这一难题，来自南加州大学(University of So

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 白细胞介素-27在母胎界面通过诱导抗病毒基因表达抵御寨卡病毒先天性感染

  当孕妇感染寨卡病毒（Zika virus, ZIKV）时，病毒可能突破胎盘屏障导致胎儿小头畸形等严重先天性疾病。胎盘作为胎儿发育的关键器官，其免疫防御机制尤为关键。虽然III型干扰素（IFN-λ）已被证实能保护胎盘免受病毒感染，但胎盘是否还存在其他抗病毒防御机制尚不清楚。近期《Nature Communications》发表的研究首次揭示，白细胞介素-27（Interleukin-27, IL-27）在母胎界面扮演着重要的抗病毒防御角色。为探究胎盘抗病毒机制，研究团队运用多种关键技术：建立原代人滋养层类器官（trophoblast organoids, TOs）模型（样本来源于6-12孕周终止

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 定向进化TNA聚合酶揭示保真度与催化活性独立演化的结构基础

  在合成生物学领域，设计能够合成人工遗传聚合物（XNA）的酶是拓展生命分子多样性的关键挑战。苏糖核酸（TNA）作为一种潜在的前生命遗传物质，其聚合物具有独特的生物稳定性和折叠能力，但在自然界中缺乏专性合成酶类。传统DNA聚合酶对TNA三磷酸（tNTP）底物的催化效率极低，且难以同时实现高保真度与高活性。理解酶如何通过进化获得新功能，不仅对人工生命系统构建有应用价值，更能揭示蛋白质功能创新的基本规律。加州大学欧文分校Chaput团队在《Nature Communications》发表研究，通过追踪定向进化实验中TNA聚合酶（TNAP）10-92的演化路径，结合结构生物学与生物化学分析，揭示了保真度

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 湿度驱动的ABA代谢调控植物与病原菌叶片水势竞争新机制

  在自然界中，植物叶片表面经常凝结着清晨的露珠或雨后的水滴，这些高湿度环境虽然为植物生长提供了水分保障，却也成为细菌性病原菌滋生的温床。诸如丁香假单胞菌番茄致病变种（Pst）DC3000这类病原菌，能够利用高湿度条件在植物叶片的细胞间隙（质外体）中制造水浸环境，为自身繁殖创造有利的微环境。这种现象被称为"水浸现象"，是许多植物病害发生的关键步骤。然而，面对病原菌的这种"水文攻击"，植物并非束手无策。科学家们发现，植物体内存在一套精密的防御系统来应对高湿度环境下的病原菌侵袭。特别是植物激素脱落酸（ABA）的代谢平衡，在这场水势争夺战中扮演着关键角色。ABA通常被称为"应激激素"，在干旱条件下能促使

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• H3K4甲基化预先标记染色质是合子基因组准确激活与胚胎正常发育的关键

  在生命起始的神秘时刻，一个根本性的生物学事件——合子基因组激活（Zygotic Genome Activation, ZGA）发生了。此前，胚胎发育完全依赖母源提供的物质。ZGA如同胚胎发育的“开机键”，启动了胚胎自身基因的表达程序。然而，一个长期悬而未决的问题是：在ZGA发生前的多次快速细胞分裂过程中，基因组整体处于转录沉默状态，那些预示着基因即将被激活的染色质标记，特别是活跃的组蛋白修饰如H3K4三甲基化（H3K4me3），是否已经存在？如果存在，它们是从何而来，又对ZGA和胚胎发育有何功能？以往的观点认为，H3K4me3等活跃标记与持续的转录活动紧密偶联，在转录沉默的早期胚胎中可能不存在

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• ALFQ佐剂增强HIV-1包膜蛋白疫苗在非人灵长类动物中激发持久功能性抗体与细胞免疫应答

  自人类免疫缺陷病毒（HIV）被发现以来，科学家们一直致力于研发有效的预防性疫苗，但这一目标至今仍未实现。尽管抗病毒治疗取得了长足进步，根据2024年全球数据，仍有近4000万人携带HIV，每年新发感染超百万例。HIV疫苗研发历程充满挑战，多项III期临床试验未能显示出保护效果，唯有泰国的RV144试验取得了约60%的早期保护效力，但随后降至31.2%。该方案使用金丝雀痘病毒载体（ALVAC）初免， followed by 铝佐剂（AH）配伍的gp120蛋白加强免疫，其保护关联因素分析指向V1V2区特异性IgG抗体、抗体依赖性细胞毒性（ADCC）等功能性抗体反应以及多功能CD4+T细胞，而非中和

  来源：npj Vaccines

  时间：2025-12-20

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