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  • 生命同手性之谜:跨越前生物网络的起源与传播机制

    生命同手性之谜:跨越前生物网络抽象框架生命分子存在令人费解的同手性现象:生物系统中的糖类和核酸均为右旋(D型),而氨基酸却呈现左旋(L型)。传统研究多聚焦单一分子或地外起源假说,本文则强调必须在前生物化学网络尺度解决这一难题。最新实验证据与小行星原始样本分析共同支持地球本土起源假说,提出基因组是实现网络级同手性的关键位点。历史脉络与核心挑战自巴斯德发现酒石酸晶体手性现象以来,生命同手性机制研究历经三个阶段:初始对称性破缺(如外源手性剂诱导)、对映体过量(e.e.)放大、以及手性信息在全网络的保真传递。近期对Bennu和Ryugu陨石的分析颠覆了传统认知——原始氨基酸样本未显示对映体富集,否定了

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-08-20

  • 灵长类特异性锌指蛋白ZNF93通过调控APOBEC3B平衡癌症基因组稳定性与突变负荷的分子机制

    Significance细胞必须在维持基因组稳定性和允许适应性进化之间取得精妙平衡。这项研究揭示了灵长类特有的转录因子ZNF93作为APOBEC3B的关键调控枢纽——这个既能促进肿瘤进化又会引发DNA损伤的突变酶。有趣的是,癌细胞似乎通过精细调节ZNF93表达水平来驾驭这把"双刃剑",既获得APOBEC3B驱动的突变优势,又避免其过度活跃导致的致命损伤。该发现为理解进化、表观遗传和癌症生物学的交叉机制提供了新范式。AbstractZNF93作为灵长类特有的KRAB锌指蛋白(KZFP),原本以抑制2000-1200万年前的L1转座子(L1PA6亚家族)而闻名。本研究发现其竟同时调控着癌症关键驱动

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-08-20

  • 口腔微生物组中异源生物合成协同代谢产物在龋齿生物膜形成中的关键作用

    微生物组分析揭示mcg基因簇与龋齿的关联研究团队通过分析3组不同年龄段的龋齿患者口腔宏基因组数据,发现一个编码聚酮-非核糖体肽杂合合成酶(PKS-NRPS)的基因簇mcg与龋齿状态显著相关。该基因簇在117株测序的变形链球菌基因组中广泛存在,且在龋齿样本中的表达量比健康样本高7个数量级。cblaster基因组挖掘显示,mcg同源基因簇还存在于其他链球菌、瘤胃球菌和梭菌中,暗示其重要的生态功能。突变团块素的发现与结构解析通过构建mcgB基因敲除株(ΔmcgB)并进行高分辨质谱比较分析,研究者鉴定出两个主要代谢产物MC-584(1)和MC-586(2),其分子量分别为584.3347和586.35

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-08-20

  • HSV-1病毒粒子蛋白组学特征与感染能力的生产者细胞依赖性研究

    生产者细胞类型对HSV-1基因组与空斑形成单位比率的影响研究首先通过qPCR和空斑实验测定不同生产者细胞(HaCaT、Vero、HFF-1)产生的HSV-1 McKrae株的基因组与感染性病毒颗粒比率(genome:PFU)。结果显示HaCaT来源的病毒基因组效率最高(4.6±0.8),显著低于Vero(14.4±1.8)和HFF-1(17.0±3.4),表明生产者细胞类型直接影响病毒颗粒的感染性完整性。病毒转录与蛋白表达的细胞类型依赖性在MOI 10感染条件下,HaCaT来源的HSV-1在所有测试细胞(HaCaT、Vero、HFF-1)中均表现出更高的立即早期基因ICP27转录水平(1 hp

    来源:Journal of Virology

    时间:2025-08-20

  • 人巨细胞病毒通过激活de novo磷脂酰胆碱合成通路重塑宿主脂质代谢的机制研究

    人巨细胞病毒促进早期感染阶段的de novoPC合成人巨细胞病毒(HCMV)作为β-疱疹病毒,能在免疫缺陷人群和先天性感染中引发严重疾病。研究发现,HCMV感染可显著提升多种细胞类型中磷脂酰胆碱(PC)的水平,尤其是含超长链脂肪酸(VLCFA,碳数≥26)的PC分子。通过系统性比较不同细胞模型(包括人胚肺成纤维细胞HFF、内皮细胞HUVEC和视网膜上皮细胞ARPE-19),证实这种脂质重塑现象具有广谱性,且不受血清浓度或细胞汇合度影响。HCMV特异性激活de novoPC合成通路研究团队采用13C-胆碱同位素标记结合LC-MS/MS技术,首次揭示HCMV选择性地增强PC合成的de novo途径

    来源:Journal of Virology

    时间:2025-08-20

  • 综述:基于槟榔(Areca catechu)的木质纤维素生物复合材料及其潜在工业应用研究进展

    槟榔生物复合材料的绿色革命引言全球对合成纤维替代材料的需求推动了槟榔(Areca catechu)这种热带作物的二次开发。每公顷槟榔园每年产生10-12吨有机废弃物,传统焚烧处理不仅造成碳排放,更浪费了富含纤维素(57.3%)和半纤维素(13.3%)的宝贵资源。槟榔纤维的工业潜力槟榔叶鞘纤维(ALS)通过机械研磨或化学处理可转化为纳米纤维素(CNF)。研究表明,50% ALS增强的环氧树脂复合材料展现卓越性能:冲击强度34.1 kJ/m2,拉伸强度44.6 MPa,远超纯树脂基体。在汽车领域,三层ALS复合材料实现38 MPa拉伸强度,同时降低20%吸水率。纳米纤维素提取技术酸水解法制备的CN

    来源:International Journal of Biological Macromolecules

    时间:2025-08-20

  • 基于刺梧桐胶生物合成的氧化锌纳米花复合材料:体外抗菌、抗生物膜、抗氧化、抗癌及血液相容性研究

    Highlight这项研究开发了一种环境友好且经济高效的生物纳米复合材料——基于刺梧桐胶(KG)生物聚合物的氧化锌纳米花(KG@ZnONFs)。该材料因其独特的物理化学性质在治疗应用中极具价值。材料与方法实验采用二水合醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)为原料,刺梧桐胶(KG)购自Sigma-Aldrich。细胞实验使用Gibco公司DMEM高糖培养基,凋亡检测试剂盒来自Invitrogen。结果与讨论光学特性:KG@ZnONFs在370-380 nm处显示特征吸收峰(图2a),与文献报道的氧化锌纳米结构相符。FTIR谱图中3362 cm-1处的羟基振动峰证实KG成功修饰(图2b)。形貌

    来源:International Journal of Biological Macromolecules

    时间:2025-08-20

  • 碘-淀粉显色纳米平台联合光热精准治疗与IDO介导的免疫调节用于结直肠癌协同治疗

    【Highlight】这项研究展示了装载碘(I2)和NLG919的乙酰化淀粉纳米粒(IN@ASt NPs)作为结直肠癌(CRC)治疗平台的巨大潜力。这些纳米颗粒巧妙利用了碘-淀粉的显色相互作用——其深蓝色特征和近红外(NIR)吸收能力为光热治疗(PTT)提供了天然优势。实验证实该平台具有优异的生物相容性、高效细胞摄取和可控药物释放特性。在NIR激光照射下,IN@ASt NPs能诱导温和热疗,通过钙网蛋白(CRT)暴露触发免疫原性细胞死亡(ICD)。【结论】本研究开发的IN@ASt NPs通过独特的淀粉-碘显色体系实现了双模态治疗:1)作为内源性光热剂实现精准温控PTT;2)通过缓释NLG919

    来源:International Journal of Biological Macromolecules

    时间:2025-08-20

  • 树枝状聚合物递送系统增强三阴性乳腺癌治疗效果的机制研究

    三阴性乳腺癌(TNBC)因其缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和人表皮生长因子受体2(HER2)表达,成为乳腺癌中最具侵袭性和治疗挑战性的亚型。当前化疗方案面临药物溶解度低、非特异性分布导致的毒副作用以及快速获得性耐药等瓶颈。喜树碱(Campto)作为拓扑异构酶I抑制剂虽具强效抗肿瘤活性,但其临床应用受限于内酯环不稳定性和水溶性差等问题。为解决这一难题,华盛顿州立大学Anunay James Pulukuri团队在《Biomacromolecules》发表研究,设计合成第四代羟基末端PAMAM树枝状聚合物(G4-OH)与Campto的偶联物PD-Campto。该研究采用铜催化叠氮-炔环

    来源:Biomacromolecules

    时间:2025-08-20

  • 绿光光氧化还原催化聚合优化用于细胞负载水凝胶3D打印的生物相容性研究

    在组织工程和再生医学领域,3D生物打印技术正成为构建复杂组织样结构的重要工具。其中,数字光处理(Digital Light Processing, DLP)技术因其卓越的打印速度和精度备受关注。然而,传统DLP技术存在一个致命缺陷——必须使用高能量的紫外光进行光固化,这不仅会损伤细胞活性,还限制了其在含细胞结构制造中的应用。如何开发出既保持DLP技术优势又具备生物相容性的新型光聚合系统,成为当前生物材料领域亟待解决的关键问题。针对这一挑战,德克萨斯大学奥斯汀分校的Lynn M. Stevens团队在《Biomacromolecules》发表重要研究成果。研究人员创新性地采用可见光区绿光作为激发

    来源:Biomacromolecules

    时间:2025-08-20

  • 大肠杆菌核糖体结合移码刺激序列(FSS)时核糖体蛋白发生显著构象变化的机制研究

    核糖体作为细胞内的蛋白质合成工厂,其动态构象变化与基因翻译调控密切相关。然而,当核糖体遇到mRNA特殊二级结构(如移码刺激序列FSS)时,高度灵活的核糖体蛋白区域往往难以通过传统结构生物学手段解析。这一技术瓶颈严重阻碍了对程序性移码等关键翻译调控机制的理解。美国橡树岭国家实验室的Emily Armbruster团队在《Biomacromolecules》发表的研究,首次捕捉到FSS诱导的核糖体蛋白大规模构象重排。研究采用小角中子散射(SANS)、小角X射线散射(SAXS)和电子显微镜联用策略,对比分析了结合线性mRNA与FSS茎环结构的70S大肠杆菌核糖体。通过建立样本队列,发现核糖体蛋白st

    来源:Biomacromolecules

    时间:2025-08-20

  • 具有药物释放功能和增强机械性能的复合水凝胶敷料:揭示核糖体蛋白构象灵活性对mRNA茎环结构应答机制

    在生命活动的微观世界里,核糖体作为细胞内的"蛋白质合成工厂",其精确工作机制一直是结构生物学研究的核心课题。传统认知中,核糖体被视作相对静态的分子机器,但近年研究发现其组成蛋白具有惊人的构象灵活性。这种动态特性在核糖体处理特殊mRNA结构(如调控基因表达的茎-loop结构)时尤为关键,其中移码刺激序列(Frameshifting Stimulatory Sequence, FSS)就是典型代表。然而,由于技术限制,科学家们长期难以捕捉核糖体蛋白在应答这些复杂mRNA结构时的精确构象变化,这严重阻碍了对核糖体动态工作机制的理解。为攻克这一难题,Oak Ridge国家实验室的Emily Armbr

    来源:Biomacromolecules

    时间:2025-08-20

  • 氟化氧化还原响应型交联聚酰胺胺G2作为智能诊疗树状大分子的研究

    基因治疗领域长期面临病毒载体免疫原性与非病毒载体效率低下的双重挑战。聚酰胺胺(PAMAM)树状大分子因其精确的纳米结构与阳离子表面特性成为研究热点,但高代数(如G7)PAMAM虽转染效率(TE)优异却伴随严重细胞毒性,而低代数(如G2)虽安全性良好却效率不足。这一"代数悖论"严重阻碍其临床转化。为此,Carola Romani团队创新性地将氟化修饰与氧化还原响应机制相结合,在《Biomacromolecules》发表了突破性解决方案。研究团队首先通过酰胺缩合反应合成含双三氟甲基(tfm)和二硫键的交联剂CBtfmA,利用动态光散射(DLS)和核磁共振(1H/19F NMR)优化了PAMAM G

    来源:Biomacromolecules

    时间:2025-08-20

  • 肽类凝聚体保护寡核苷酸免遭核酸酶降解并可控释放用于转录翻译的研究

    在生命科学领域,如何安全有效地递送功能性核酸分子一直是重大挑战。游离的寡核苷酸(oligonucleotides)在细胞内外都极易被核酸酶(nuclease)降解,这严重制约了基因治疗和合成生物学的发展。虽然科学家们发现自然界存在的无膜细胞器(membraneless organelles)——即通过液-液相分离(liquid–liquid phase separation)形成的生物分子凝聚体(biomolecular condensates)——能够调控细胞内核酸代谢,但人工设计的凝聚体能否作为核酸递送载体仍存在诸多未解之谜。针对这一科学问题,美国海军研究实验室的Angelica Rose

    来源:Biomacromolecules

    时间:2025-08-20

  • 优化直接酯交换工艺提升Cunninghamella echinulata脂肪酸酯产率与组分:推动生物柴油生产的策略

    研究亮点本研究通过化学预处理棕榈油 mill effluent(POME)结合细菌固定化技术,在60°C厌氧条件下实现连续生物制氢(biohydrogen)突破。最优水力停留时间(HRT)6小时下,产氢速率达8.7 LH2/LPOME/d,固定化细菌颗粒较悬浮细胞产氢效率提升1.12倍!高通量测序(NGS)显示系统内厚壁菌门(Firmicutes)占比高达98%,揭示了微生物群落对产氢的关键作用。结论混合厌氧菌群在60°C连续发酵中展现出卓越的化能自养产氢能力。微生物种群在38个操作分类单元(OTU)水平发生显著更替,证实环境条件对菌群结构的决定性影响。该技术不仅为棕榈油液态废弃物管理提供可持

    来源:Biomass and Bioenergy

    时间:2025-08-20

  • 铜基催化剂催化纯化与生物柴油衍生粗甘油绿色转化为可再生丙酮醇:操作条件影响与催化剂稳定性研究

    亮点这项研究揭示了在60°C厌氧条件下,混合厌氧细菌通过化学自养产氢的突破性表现。最优水力停留时间(HRT)6小时条件下,系统展现出惊人的微生物群落动态——约38个操作分类单元(OTU)像交响乐团般协同工作,其中厚壁菌门(Firmicutes)的"领奏"占比高达98%!不同HRT对CSTR生物产氢的影响当采用磷酸(H3PO4)预处理的POME作为底物时,1.5升CSTR系统在78天运行中上演了精彩的"微生物表演"。如图2(a)所示,系统仅用11天启动期就达到稳态,在48小时至3小时的HRT梯度测试中(图1(a)),产气量如同过山车般在1.0-2.0 L/d间波动,最终在6小时HRT时摘取"产氢

    来源:Biomass and Bioenergy

    时间:2025-08-20

  • 嗜热细菌Acetivibrio thermocellus来源的GH43_26家族外切型α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶AtAbf43C的结构与功能解析

    在自然界中,植物细胞壁的主要成分木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源,但其复杂的结构使得高效降解成为重大挑战。其中,含有阿拉伯糖残基的半纤维素(如阿拉伯木聚糖和阿拉伯聚糖)的分解需要特异性糖苷水解酶的参与。尽管已有多种α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(EC 3.2.1.55)被鉴定,但嗜热菌来源的GH43_26家族酶的结构与功能特性仍存在认知空白。这项发表在《Biochemical Journal》的研究,聚焦于嗜热厌氧菌Acetivibrio thermocellus DSM1313中未表征的GH43_26家族酶AtAbf43C,揭示了其在高温环境下的独特催化机制。研究人员通过基因克隆获得去除信号肽

    来源:Biochemical Journal

    时间:2025-08-20

  • 综述:线粒体核苷酸的高潮与低谷:转运与代谢

    线粒体核苷酸的动态平衡:从合成到疾病线粒体提供核苷酸合成的资源与平台线粒体作为代谢枢纽,通过氧化磷酸化(OXPHOS)和三羧酸循环(TCA)为核苷酸(de novo)合成提供ATP和前体代谢物(如天冬氨酸)。值得注意的是,胞质核苷酸合成酶复合物(如嘌呤体purinosome和嘧啶体pyrimidinosome)可动态定位于线粒体外膜,通过mTORC1和AMPK调控代谢流。例如,AMPK激活促进嘧啶体线粒体定位,同时抑制UMPS酶活性,形成代谢“断点”以平衡嘧啶合成与能量应激。线粒体的核苷酸需求:不止于基因组维护线粒体需持续输入(d)NTP以维持多拷贝mtDNA的复制(依赖POLγ)和转录(依赖

    来源:Biochemical Journal

    时间:2025-08-20

  • 从链霉菌Streptoalloteichus sp. KCCM40925中发现新型CYP107E41酶:推动甾体羟基化催化的突破

    亮点• 发现CYP107E41对甾体化合物具有独特的6β和16α羟基化活性• 双氧乙酸碘苯(DAIB)氧化系统展现最高催化效率• 分子对接揭示C6–Fe结合构象为优势催化位点• 分子动力学模拟阐明睾酮与诺龙底物的动态结合差异讨论本研究鉴定出CYP107家族新成员CYP107E41,其能选择性催化甾体6β和16α位羟基化。目前仅少数CYP107成员(如CYP107X1、OleP)被报道具有甾体转化能力。通过体外筛选11种甾体底物发现,该酶对雄烷(androstane)类底物转化效率更高。在评估的氧化还原系统中,双氧乙酸碘苯(diacetoxyiodobenzene)表现出最优催化性能。分子对接发

    来源:Archives of Biochemistry and Biophysics

    时间:2025-08-20

  • 水稻AP2/ERF转录因子KTR1/KTR2通过调控OsHAK1介导钾铯吸收平衡的分子机制

    在水稻(Oryza sativa)中,第一族碱金属钾(K)和铯(Cs)分别扮演着必需营养素与环境毒物的双重角色。高亲和性钾转运蛋白(HAK)家族成员OsHAK1虽已知参与K+和Cs+的吸收,但其调控机制始终成谜。最新研究发现两个APETALA2/乙烯响应因子(AP2/ERF)家族转录因子——被命名为钾转运调节因子KTR1和KTR2,如同分子开关般精细调控这一过程。有趣的是,低钾环境会触发"此消彼长"的调控模式:KTR1表达受抑制,而KTR2被强烈诱导。这两个因子对OsHAK1呈现"阴阳调控"效应——KTR1抑制而KTR2激活其表达。基因敲除实验证实,缺失KTR1会增强K+/Cs+吸收,而缺失K

    来源:The Plant Cell

    时间:2025-08-20


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