• 通过氢自供给镁增强型胶原膜调节骨免疫代谢，以促进引导性骨再生

  骨组织工程领域新型功能化生物材料的突破性研究（摘要与背景分析）骨组织再生工程（GBR）作为牙科和骨科的核心治疗手段，其核心挑战在于如何构建兼具物理屏障功能与生物活性调控能力的智能材料体系。传统GBR膜主要依赖物理屏障效应维持骨缺损空间，但存在生物活性不足、降解可控性差等问题。近年来，镁基生物材料因其优异的可降解性、骨诱导性和力学匹配性受到广泛关注，但如何实现镁元素与气体活性物质（如氢气）的协同释放并精准调控免疫微环境，仍存在重大技术瓶颈。（核心创新材料解析）研究团队创新性地开发出胶原蛋白增强型多级复合膜（Col-MMW），通过三重技术整合实现了材料性能的突破性提升：首先采用微米级镁丝增强胶原蛋

  来源：Biomaterials

  时间：2025-12-20

• MBD2作为相分离支架调控异染色质区室化的全基因组分析揭示其在异染色质动态与组成中的核心作用

  在真核细胞的细胞核中，异染色质作为基因组的重要组成部分，以其高度压缩的状态和特定的表观遗传标记（如DNA甲基化和组蛋白H3K9me3）而著称。它主要分布在核周、着丝粒和端粒区域，对维持基因组稳定性、调控基因表达以及确保染色体正确分离至关重要。然而，尽管异染色质的重要性毋庸置疑，科学家们对其如何形成特定空间区室、如何动态维持其组成和功能的分子机制仍知之甚少。近年来，液-液相分离（LLPS）作为一种新兴的机制，被提出可能参与多种核内无膜细胞器（如核仁、核 speckle 等）的形成，也为理解异染色质的区室化提供了新的思路。一些已知的异染色质相关蛋白，如HP1α和MeCP2，已被证明具有相分离的能力

  来源：Nucleic Acids Research

  时间：2025-12-20

• 基于强化学习的生成语言模型codonGPT实现可扩展mRNA设计

  在生物技术领域，信使RNA（mRNA）作为连接基因信息与蛋白质功能的关键分子，在疫苗开发、蛋白质生产和基因治疗中展现出巨大潜力。然而，设计理想的mRNA序列却面临着一个根本性挑战：由于遗传密码的简并性，同一个氨基酸可由多个不同的密码子编码，这意味着一个典型的300个氨基酸的蛋白质可能存在10^100种不同的同义密码子组合。这种天文数字般的可能性空间使得mRNA序列选择成为一个复杂的组合优化问题。传统的mRNA设计方法主要依赖商业化的密码子优化工具，如Thermo Fisher的GeneOptimizer®和Genscript的GenSmart®。这些工具虽然能够快速提供设计方案，但其算法不透明

  来源：Nucleic Acids Research

  时间：2025-12-20

• 循环因果蛋白网络揭示心肌梗死未来风险的新型系统生物学机制

  动脉粥样硬化性心血管疾病（ACVD）是全球范围内导致死亡的首要原因，尽管降脂治疗已显著降低其风险，但残余风险依然存在。心肌梗死（MI）作为ACVD最严重的临床结局之一，其发生涉及局部（心血管）和全身性（非心血管）因素的复杂交互作用，例如免疫系统驱动的炎症、肝脏脂代谢紊乱、脂肪组织与骨骼肌参与的肥胖和2型糖尿病（T2D）等。然而，传统研究多局限于孤立通路，难以揭示ACVD的系统性本质。为突破这一局限，冰岛心脏协会牵头的研究团队在《Nature Communications》发表了题为“循环因果蛋白网络揭示心肌梗死未来风险”的研究。该研究基于前瞻性AGES-Reykjavik队列（N=5,376，

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 多队列杂交大鼠研究揭示宿主遗传通过ST6GALNAC1/Paraprevotella互作调控肠道菌群的新机制

  肠道微生物组作为人体的“第二基因组”，其组成受宿主遗传和环境因素共同调控。然而在人类研究中，环境混杂因素和技术异质性导致宿主遗传效应的检测和机制解析困难重重。目前仅有少数微生物相关基因位点在人类中被确认，且遗传效应是否在不同环境中一致尚不明确。此外，菌群的水平传播是否与宿主遗传相互作用并影响表型变异，仍是未解之谜。为解决这些问题，研究团队利用遗传多样性高、环境可控的异质性杂交大鼠（Heterogeneous Stock, HS rats）模型，分析了来自美国三个州（纽约、密歇根、田纳西）四个队列的4154只大鼠的盲肠微生物组和550万单核苷酸多态性（SNP）数据。所有样本均采用统一16S rR

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 受限玻尔兹曼机赋能：从头设计具有代谢物响应功能的新型RNA分子开关

  在生命科学的微观世界里，RNA不仅是遗传信息的信使，更是精密的分子机器。其中，核糖开关(Riboswitch)是一类神奇的调控元件，它们能像“分子传感器”一样，感知细胞内的特定代谢物浓度，并随之改变自身结构，从而开启或关闭下游基因的表达。这种“变构”能力使得核糖开关成为合成生物学和药物开发中极具潜力的工具。然而，如何从零开始，理性地设计出能够执行特定功能的RNA分子，一直是该领域面临的巨大挑战。传统的设计方法往往依赖于复杂的物理模型来预测RNA的折叠，或者通过大规模的随机筛选来寻找功能性序列。前者难以精确模拟RNA复杂的三维结构，后者则效率低下且成本高昂。因此，开发一种能够直接从自然界中学习R

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 霍乱弧菌DbfQ蛋白通过调控DbfRS双组分系统介导细菌生理适应性及生物膜生命周期

  在微生物的生存竞赛中，细菌进化出了精密的“雷达”系统——双组分系统（Two-component systems, TCSs），用以感知环境变化并迅速做出反应。对于霍乱弧菌（Vibrio cholerae）这类病原体而言，其在水生环境和人类宿主间的成功定植，很大程度上依赖于生物膜（biofilm）生命周期的精准调控。生物膜是细菌为抵御外界压力而构建的“堡垒”，但长期固守堡垒会消耗大量资源并限制扩散。因此，细菌必须掌握何时“筑城”（形成生物膜）以及何时“弃城”（生物膜分散）的智慧。此前，科学家们发现了一个名为DbfRS的双组分系统，它像一位指挥官，通过控制应答调节子DbfR的磷酸化状态来决定霍乱弧

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• IL-17A通过组蛋白去甲基化酶JMJD3调控糖尿病创面角质形成细胞功能障碍的新机制

  在全球范围内，糖尿病已成为一个重大的公共卫生问题，其中糖尿病足溃疡是糖尿病最严重且治疗费用最高的并发症之一。约有25%的糖尿病患者会发展为足部溃疡，这些溃疡往往迁延不愈，极易感染，甚至导致截肢。正常的创面愈合是一个高度协调的过程，包括止血、炎症、增殖和重塑四个阶段。角质形成细胞作为皮肤中的主要上皮细胞，在增殖期（再上皮化）和重塑期发挥着关键作用，它们需要迁移至创面覆盖裸露的组织，并分泌多种细胞因子和基质金属蛋白酶（MMPs）以促进修复。然而，在糖尿病创面中，这一精密过程被破坏，表现为持续的炎症状态和角质形成细胞功能失调，但其背后的深层机制尚未完全阐明。此前的研究表明，白细胞介素17A（IL-1

  来源：Nature Communications

  时间：2025-12-20

• 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

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