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单单体正交聚合制备可降解热固性材料:突破传统,迈向可持续
交联热固性材料是高度耐用的材料,但克服其石化来源以及无法回收的问题是一项巨大挑战。许多制备生物基或设计可降解交联聚合物的策略已被提出,但这些策略需要多个资源密集型的合成和纯化步骤,目前还无法替代传统消费材料。在此,研究人员展示了一种模块化的、一锅法合成可降解热固性材料的方法,原料是商业可得的生物基单体 2,3 - 二氢呋喃(DHF)。在钌催化剂和光酸产生剂存在的情况下,DHF 进行缓慢的开环易位聚合,生成一种柔软的聚合物;随后,光照会引发强酸产生,促进相同 DHF 单体的阳离子聚合,从而在空间上交联并强化材料。通过控制催化剂负载量和光照条件,研究人员能够制备出物理性质跨越多个数量级的材料,并实
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铁铑合金磁相变中纵向自旋泵浦的量子涨落特征及其超高效性
在缺乏电势能、密度或温度梯度的情况下,粒子流可通过泵浦效应产生,这种非平庸动力学现象的代表是量子霍尔效应相关的电荷泵浦。作为其自旋版本,传统自旋泵浦研究仅聚焦于原子磁矩大小恒定时的横向模式(对应磁矩进动),而磁矩幅值随时间变化的纵向模式——源于量子涨落——此前尚未被探索。最新研究利用具有一级反铁磁-铁磁相变特性的铁铑合金(FeRh),通过向FeRh/铂(Pt)双层结构注入电荷电流,在纳秒级时间内诱导相变并检测到铂层中的自旋流。令人惊讶的是,观测到的逆自旋霍尔效应(ISHE)信号强度达到横向泵浦预期的十倍,这强烈表明量子涨落驱动的纵向自旋泵浦具有显著优势。该发现不仅拓宽了自旋电子学的研究维度,更
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新发现铜依赖卤化酶:解锁未活化 C (sp3)−H 键功能化新机制
碳 - 氢键(C-H 键)是几乎所有有机分子的基础,因此它是进行化学合成的理想位点。关键挑战在于实现对某一特定 C (sp3)−H 键的选择性 。近年来,人们发现金属酶能够进行 C (sp3)−H 键功能化。在过去二十年中虽取得了显著进展,但未活化 C (sp3)−H 的酶促卤化和拟卤化(为进一步修饰提供功能把手)仅能由非血红素铁 /α - 酮戊二酸依赖的卤化酶实现,因而受到这些酶化学性质的限制。在此,研究人员发现并表征了一种此前未知的卤化酶 ApnU,它属于含有未知功能结构域 3328(DUF3328)的蛋白质家族。ApnU 在其活性位点利用铜催化多个未活化 C (sp3)−H 键的迭代氯化
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揭示维生素 K 依赖的 γ- 谷氨酰羧化酶(GGCX)结构与机制:胆固醇代谢与 VK 通路的关键联系
γ- 谷氨酰羧化酶(γ-Glutamyl carboxylase,GGCX)是人体中唯一已知的以维生素 K(Vitamin K,VK)为辅因子的酶。该蛋白催化 VK 氢醌氧化,将维生素 K 依赖蛋白(VK-dependent proteins,VDPs)中特定的谷氨酸残基转化为 γ- 羧基谷氨酸残基,这些蛋白参与多种重要的生物学过程和疾病。然而,GGCX 的工作机制仍不明确。在此,研究人员报道了人 GGCX 的三种冷冻电镜结构:无配体状态、与骨钙素(一种 VDP)结合状态以及与 VK 结合状态。VDP 的前肽与 GGCX 的腔面结构域结合,稳定了 GGCX 的跨膜螺旋 6 和 7,从而形成了
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动态免疫景观下的SARS-CoV-2进化
新冠病毒在动态免疫环境中的进化研究解读德国柏林自由大学数学系与计算机科学系的 N. Alexia Raharinirina、Nils Gubela 等研究人员在《Nature》期刊上发表了题为 “SARS-CoV-2 evolution on a dynamic immune landscape” 的论文。这一研究成果意义重大,为理解新冠病毒变异规律、评估变异株风险以及设计更有效的疫苗提供了关键依据,有助于全球公共卫生领域应对新冠疫情的挑战。一、研究背景新冠疫情爆发以来,SARS-CoV-2 出现了众多变异株,其刺突蛋白发生了显著进化,这使得病毒能够逃避中和抗体的作用,从而感染免疫人群。不同国
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用于灵长类动物和人类心脏修复的工程心肌同种异体移植
心肌修复新突破:工程化心肌移植物的研究进展德国哥廷根大学医学中心胸心血管外科的研究人员在《Nature》期刊上发表了题为 “Engineered heart muscle allografts for heart repair in primates and humans” 的论文。该研究在心肌修复领域取得了重大进展,为心脏衰竭的治疗提供了新的方向和希望,其成果对推动组织工程心脏修复的临床应用具有重要意义。一、研究背景心肌梗死等原因导致的心力衰竭严重威胁人类健康。心肌细胞移植是实现心肌再肌化的一种潜在策略,在大动物研究、啮齿动物和兔子模型中均有相关数据支持。然而,之前的研究存在诸多问题,如在小
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解析效应 γδ T 细胞的转录组密码:探寻亚群特异性调控因子
在免疫系统这个神秘的 “王国” 里,γδ T 细胞是一群独特的 “卫士”。它们分为不同的亚群,比如能产生白细胞介素 - 17A(IL - 17A)的 γδ17细胞和能分泌干扰素 - γ(IFN - γ)的 γδIFN细胞。这些亚群在多种疾病中扮演着重要角色,在疟疾感染时,γδIFN细胞会引发免疫病理反应,而 γδ17细胞则能起到保护作用。然而,长期以来,科学家们对这些 γδ T 细胞亚群在周边组织中发挥功能的分子调控机制却知之甚少,就像在黑暗中摸索,看不清前行的方向。为了揭开这个神秘的面纱,来自葡萄牙古尔班基安分子医学研究所(Gulbenkian Institute for Molecular
来源:Nature Immunology
时间:2025-01-30
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同步长读长多组学分析破解孟德尔遗传病分子机制
解析孟德尔遗传病(Mendelian condition)的分子基础颇具挑战,因为基因变异引发疾病的机制多种多样。为此,研究人员开发出一种同步长读长基因组(genome)、甲基化组(methylome)、表观基因组(epigenome)和转录组(transcriptome)测序方法。该方法能够精准识别单核苷酸变异、插入缺失变异和结构变异,还能进行二倍体从头基因组组装。借助它,在一次长读长测序中就能同时阐释单倍型解析的 CpG 甲基化、染色质可及性和全长转录本信息。研究人员将这一方法应用于一位参与未确诊疾病网络(Undiagnosed Diseases Network)、携带 X;13 平衡易位
来源:Nature Genetics
时间:2025-01-30
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AAV 衣壳在人类肝脏中的抉择:从机制到临床应用的关键突破
在基因治疗领域,腺相关病毒(AAV)作为一种重要的基因载体,在肝脏疾病治疗方面展现出巨大潜力。然而,目前 AAV 肝脏基因疗法面临诸多挑战。一方面,不同 AAV 衣壳在人体肝脏中的转导效率和特异性差异较大,现有研究难以准确预测其在人体肝脏中的性能。例如,啮齿动物和非人灵长类动物研究因物种差异,高估了治疗效果;免疫缺陷小鼠实验结果又因供体特征和人源化程度不同而相互矛盾。另一方面,临床 AAV 肝脏基因治疗的应用范围有限,多数肝脏疾病需要较高比例的肝细胞转导才能有效治疗,但现有 AAV 载体剂量已达较高水平,进一步增加剂量存在安全风险,如曾有 X 连锁肌管性肌病患者因接受 AAV8 载体治疗出现肝
来源:Nature Biotechnology
时间:2025-01-30
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肺癌化疗疗效及相关肾损伤监测的尿生物正交报告分子:开启精准医疗新视野
在抗癌治疗过程中,通过尿液检测来监控治疗效果和不良反应时,往往会受到相关尿液生物标志物浓度较低的限制。研究人员以患肺癌且接受化疗的小鼠为研究对象,开发出一种尿液荧光检测方法,该方法可同时监测肿瘤生物标志物(组织蛋白酶 B)和化疗诱导的肾损伤生物标志物(N- 乙酰 -β-d- 葡萄糖胺酶,NAG)的水平。这种检测方法包含两种经气管内给药的尿液报告分子,它们利用笼式生物正交点击手柄(caged bioorthogonal click handles),依据生物标志物的情况激活 “点击活性” 并实现肾脏清除,而且每个经肾脏清除的报告分子会与收集尿液中配对的荧光指示剂发生生物正交点击反应。在接受化疗的
来源:Nature Biomedical Engineering
时间:2025-01-30
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Raptin是一种睡眠诱导的下丘脑激素,可以抑制食欲和肥胖
探索睡眠与肥胖关联新机制:Raptin 激素的发现及作用研究中南大学湘雅医院内分泌科的研究人员在《Cell Research》期刊上发表了题为 “Raptin, a sleep-induced hypothalamic hormone, suppresses appetite and obesity” 的论文。该研究发现了一种睡眠诱导的下丘脑激素 Raptin,它在抑制食欲和预防肥胖方面发挥着关键作用,为深入理解睡眠与肥胖之间的关系提供了新视角,也为肥胖的治疗开辟了潜在的新途径。一、研究背景在现代社会,睡眠不足已成为一种普遍现象,并且是引发代谢疾病的主要原因之一。过往研究表明,睡眠不足会增加能
来源:Cell Research
时间:2025-01-30
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Naltriben 促肿瘤生长机制新解:TRPM7 介导 M2 表型抗炎发展的关键作用
在生命的微观世界里,巨噬细胞就像一群 “百变卫士”,它们的极化状态对免疫功能和肿瘤发展有着至关重要的影响。然而,长久以来,巨噬细胞极化的机制如同隐藏在迷雾中的秘密,让科研人员难以完全洞悉。同时,Mg2+作为细胞内重要的阳离子,在巨噬细胞中的具体作用也尚不明确。为了揭开这些神秘的面纱,来自美国得克萨斯大学健康科学中心圣安东尼奥分校(University of Texas Health San Antonio)的研究人员踏上了探索之旅。此次研究意义重大,若能明确巨噬细胞极化的调控因素,有望开发出预防感染、治疗炎症性疾病和癌症的新策略。而对 Mg2+在巨噬细胞中作用的研究,也能为相关疾病的治疗提供新
来源:npj Precision Oncology
时间:2025-01-30
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胎盘造血内皮细胞向造血干细胞和祖细胞的转化
胎盘造血内皮细胞向造血干细胞和祖细胞转化的研究解读中国科学院动物研究所的梁桂贤、刘石成等研究人员在《Cell Discovery》期刊上发表了题为 “Conversion of placental hemogenic endothelial cells to hematopoietic stem and progenitor cells” 的论文。这一研究在造血干细胞领域具有重要意义,为解决造血干细胞临床来源受限问题提供了新的方向和理论依据,有助于推动胎盘内皮细胞在造血细胞生成方面的临床应用。一、研究背景造血干细胞和祖细胞(HSPCs)在临床治疗血液疾病中至关重要,然而其来源有限严重阻碍了临床
来源:Cell Discovery
时间:2025-01-30
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PARP抑制相关的异染色质在smarca4缺陷细胞中增加了DNA复制应激和ATR抑制的易感性
靶向 SMARCA4 缺陷肿瘤的新策略:PARP 与 ATR 联合抑制的协同效应东京国家癌症中心研究所基因组应激信号实验室等多单位的研究人员 Kimiyoshi Yano、Megumi Kato 等,在《Cell Death Discovery》期刊上发表了题为 “PARP inhibition-associated heterochromatin confers increased DNA replication stress and vulnerability to ATR inhibition in SMARCA4-deficient cells” 的论文。该研究揭示了 PARP 抑制相
来源:Cell Death Discovery
时间:2025-01-30
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Y178C视紫红质突变引发蛋白聚集与严重视网膜退行性病变的分子机制研究
视网膜色素变性(RP)作为遗传性致盲疾病的重要类型,其发病机制与视紫红质(Rhodopsin)基因突变密切相关。在众多致病突变中,导致蛋白错误折叠的突变约占70%,但不同突变引发的临床表现存在显著差异。传统观点认为,错误折叠的视紫红质在内质网形成聚集体是驱动光感受器细胞死亡的关键因素,然而这种关联性是否适用于所有突变类型尚不明确。Case Western Reserve University School of Medicine的研究团队聚焦于Y178C这一被归类为"完全错误折叠"的突变,通过系统的体外和体内研究,揭示了该突变独特的致病特征。研究采用FRET技术、共聚焦显微镜和PROTEOST
来源:Cell Death Discovery
时间:2025-01-30
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综述:肿瘤缺氧在驱动基因组不稳定性和肿瘤进化中的作用
肿瘤缺氧与不良临床预后相关肿瘤内部缺氧(Intratumour hypoxia)是所有异质性实体瘤的一个特征。肿瘤缺氧水平升高或存在缺氧亚区域,往往与不良的临床预后相关。尤其是当肿瘤缺氧与基因组不稳定性同时出现时,这种关联性更为显著。在肿瘤的发展过程中,缺氧的存在就像是一个 “危险信号”,预示着病情可能朝着更糟糕的方向发展。这一现象引起了科研人员的广泛关注,他们试图深入了解肿瘤缺氧背后的分子机制,以及它如何影响肿瘤的发展和患者的预后。缺氧抑制 DNA 修复途径导致细胞基因改变实验证据表明,在增殖的缺氧细胞中,DNA 和染色体发生改变,这是由于 DNA 修复途径受到抑制引起的。其中,同源重组(h
来源:Nature Reviews Cancer
时间:2025-01-30
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综述:癌症免疫学与免疫治疗中的交叉启动
癌症免疫反应中 cDC1s 的关键作用在癌症免疫领域,细胞毒性 T 细胞对癌症的免疫反应极为关键,而这一反应很大程度上依赖一类特殊的专职抗原呈递细胞 —— 传统 1 型树突状细胞(cDC1s)。cDC1s 具备一项特殊本领 —— 交叉呈递抗原。所谓交叉呈递,就是把从其他细胞获取的外源性抗原,重新引导至主要组织相容性复合体 I 类(MHC I)抗原呈递机制中。打个比方,cDC1s 就像是免疫战场上的 “情报官”,它能收集来自其他细胞的 “敌人情报”(外源性抗原),并准确传递给负责攻击的 “战斗部队”(细胞毒性 T 细胞),让 “战斗部队” 清楚知道该攻击谁。cDC1s 的功能不止于此。当它被激活
来源:Nature Reviews Cancer
时间:2025-01-30
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醌类提取驱动细菌大气一氧化碳氧化的分子机制解析
大气中的一氧化碳(CO)既是多细胞生物的剧毒物质,又是微生物的重要能量来源。全球每年约2600万吨CO通过微生物氧化被清除,其中10-15%由含钼铜的[MoCu]-CO脱氢酶(Mo-CODH)催化。尽管这一过程对全球碳循环至关重要,但微生物如何氧化大气浓度(约100 ppb)的CO并传递电子至呼吸链仍是未解之谜。传统观点认为,高亲和力的Mo-CODH需直接与膜结合才能还原醌类,但这一假说缺乏结构证据支持。为解决这一科学难题,澳大利亚莫纳什大学等机构的研究团队以分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)为模型,通过冷冻电镜和蛋白质工程揭示了Mo-CODHMs与伴侣蛋白CoxG的互
来源:Nature Chemical Biology
时间:2025-01-30
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ADSL通过富马酸介导的Beclin1二甲基化促进自噬与肿瘤生长的机制研究
当细胞遭遇脂质匮乏或内质网应激时,蛋白激酶R样内质网激酶(PERK)会迅速激活,并给腺苷琥珀酸裂解酶(ADSL)的丝氨酸140位点(S140)贴上磷酸化标签。这个化学修饰如同分子胶水,让ADSL与自噬关键蛋白Beclin1紧密结合。令人惊讶的是,这对组合竟在细胞内建起微型"富马酸工厂"——ADSL催化产生的富马酸分子,能精准阻断赖氨酸去甲基化酶8(KDM8)的工作,使得Beclin1蛋白第117位赖氨酸的二甲基化修饰(K117me2)得以稳定存在。这种表观遗传修饰如同拆除了分子刹车,成功解除了BCL-2对Beclin1的束缚。获得自由的Beclin1随即启动自噬程序,为肿瘤细胞提供应急营养补给
来源:Nature Chemical Biology
时间:2025-01-30
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综述:干细胞力学在发育和癌症中对上皮组织的塑造作用
干细胞功能调控中的关键因素成体干细胞(Adult stem cells)在组织的构建、维持和修复过程中,起着至关重要的作用,它们需要精确地平衡自我更新与分化。长久以来,信号通路(Signalling pathways)和转录网络(Transcriptional networks)对干细胞功能的调控作用被广泛研究。但近年来,越来越多的研究发现,机械力(Mechanical forces)同样在其中扮演着不可或缺的角色。在生命活动中,机械力、信号通路和转录网络并非各自为政,而是需要在不同的长度和时间尺度上紧密协调。这种协调对维持组织的内稳态(Tissue homeostasis)和正常功能意义重大
来源:Nature Reviews Molecular Cell Biology
时间:2025-01-30