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解析肌肉乙酰胆碱受体结构,揭示自身免疫机制:为重症肌无力精准治疗铺就新途
骨骼肌收缩由乙酰胆碱(ACh)在神经肌肉接头处与其离子型受体(AChRs)结合触发。在重症肌无力(MG)中,自身抗体以 AChRs 为靶点,破坏神经传递并导致肌肉无力。尽管存在治疗方法,但患者反应各异,提示致病异质性。由于完整的人肌肉 AChRs 结构缺失,对 MG 分子基础的理解进展有限。在此,研究人员展示了处于不同功能状态的人成年 AChR 的高分辨率冷冻电镜(cryo-EM)结构。利用六种源自 MG 患者的单克隆抗体,研究人员绘制出参与多种致病机制(包括受体阻断、内化和补体激活)的不同表位。电生理和结合试验揭示了这些自身抗体如何直接抑制 AChR 通道激活。这些发现为 MG 免疫发病机制
来源:Cell 45.5
时间:2025-04-09
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自噬诱导的溶酶体损伤限制静止细胞重新进入细胞周期:衰老与组织稳态的关键发现
为维持组织稳态,许多细胞处于静止状态,直至被促使分裂。静止细胞的重新激活会随着衰老而受到干扰,这可能是组织稳态和弹性下降的潜在原因。未折叠蛋白反应调节因子 IRE-1 和 XBP-1 是发育中处于 L1 期停滞的秀丽隐杆线虫(C. elegans)静止细胞重新激活所必需的。研究人员利用秀丽隐杆线虫进行正向遗传筛选,发现巨自噬(macroautophagy)将蛋白质聚集体靶向运输至静止细胞的溶酶体中,从而导致溶酶体损伤。通过基因抑制巨自噬并过表达 HLH-30(TFEB/TFE3)刺激溶酶体,可协同减少溶酶体损伤。在长期 L1 期停滞之后,受损的溶酶体需要 IRE-1/XBP-1 进行修复。在静
来源:Cell 45.5
时间:2025-04-09
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《Cell》构建人体蛋白质组分布图谱:揭秘组织特异性血浆蛋白质组动态变化
在生命科学的探索旅程中,人体蛋白质组一直是备受瞩目的研究对象。科学家们发现,不同组织会产生各自独特的蛋白质,这些蛋白质不仅维持着组织自身的功能,还在整个身体的运转中发挥着关键作用。然而,血液血浆中蛋白质的奥秘却始终未被完全揭开。血浆本身并不会合成蛋白质,其蛋白质组成主要依赖于周围细胞和器官的蛋白质流入与流出。此前,虽然已知血浆蛋白质可大致分为由肝脏产生的丰富血浆蛋白以及来自周围组织的组织蛋白,但对于这些组织蛋白在健康和疾病状态下如何影响血浆蛋白质组,人们的了解还十分有限。尤其是在疾病发生时,组织蛋白的变化规律以及它们与疾病病理的关联,都有待深入研究。在这样的背景下,来自瑞典隆德大学(Lund
来源:Cell 45.5
时间:2025-04-09
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Nd@C82- 聚合物界面:高效稳定钙钛矿太阳能电池的新突破
钙钛矿太阳能电池(PSCs)商业化过程中,同时实现高功率转换效率(PCE)和高稳定性是一个关键挑战。在 PSCs 中使用聚合物界面可以通过阻挡水和氧气、抑制离子相互扩散来提高耐久性,但它们的电子屏蔽作用给高效稳定的 PSCs 带来了挑战。在这项研究中,一种磁性内包金属富勒烯 Nd@C82- 聚合物耦合层被研发出来,它具有超快的电子提取和原位封装的特性,从而促进了均匀的电子提取并抑制了离子相互扩散。在 PSCs 中,Nd@C82- 聚合物耦合层在孔径面积为 0.08 平方厘米和 16 平方厘米(组件)时,功率转换效率分别达到 26.78%(认证值 26.29%)和 23.08%。未封装的器件在
来源:Nature 50
时间:2025-04-09
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《Nature》科学家们发现了针对难以治疗的癌症的新方法
RAD52的双环,线轴状结构保护复制DNA在分裂细胞中。爱荷华大学领导的一项研究揭示了DNA修复蛋白RAD52的惊人结构,因为它可以结合并稳定分裂细胞中复制的DNA。这种对RAD52-DNA复合物结构和功能的新认识可能有助于开发新型抗癌药物“RAD52是治疗具有DNA修复缺陷的癌症(包括乳腺癌、卵巢癌和某些胶质母细胞瘤)的热门药物靶点”,爱荷华大学卡弗医学院生物化学和分子生物学教授、该研究的资深作者Maria Spies博士解释说,该研究于4月2日发表在《自然》杂志上。“这种蛋白是新抗癌药物的有吸引力的靶点,因为在健康人体细胞中,RAD52并非必需,但在DNA修复功能有缺陷的癌细胞中,RAD5
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Cell:细菌防护雷达
研究微生物如何交流增强了我们对塑造我们环境的复杂生态相互作用的理解,这是卓越集群“微观宇宙的平衡”的主要焦点。莱布尼茨天然产物研究和感染生物学研究所和耶拿弗里德里希席勒大学的研究小组研究了阿米巴、细菌和植物之间的相互作用。拜罗伊特大学的研究人员也参与了这项研究。这一结果为发现具有生物活性的天然产物开辟了新的途径。顽固的植物病原体和具有团队精神的单细胞生物丁香假单胞菌是一种普遍存在的破坏性植物病原体。病原体通过自然开口或损伤渗入植物,感染植物并对农业造成相当大的损害。变形虫是细菌的天敌。例如,变形虫Polysphondylium pallidum是一种以细菌为食的单细胞生物。然而,如果食物变得稀
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Nature:四名本科生揭示进化的关键机制—全基因组复制驱动长期适应
有时候,最重大的科学发现是偶然发生的。科学家们早就知道全基因组复制(WGD)——生物体复制其所有遗传物质的过程——在进化中起着重要作用。但是,对于WGD是如何产生、持续和驱动适应的理解仍然很少。出乎意料的是,佐治亚理工学院的科学家们不仅揭示了WGD是如何发生的,而且还揭示了它是如何在实验室的数千代进化中保持稳定的。这项新研究是由生物科学学院教授William Ratcliff和曾在Ratcliff实验室攻读博士学位、现为波士顿大学博士后的Kai Tong领导的。他们的论文《长期多细胞进化实验中的基因组复制》作为3月份《自然》杂志的封面故事发表在杂志上。Ratcliff说:“我们开始探索生物体如
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鸡多组织基因表达的遗传调控:绘制调控变异图谱及跨物种复杂性状基因定位的关键
鸡是理解基础生物学和脊椎动物进化的重要模型,也是全球主要的营养丰富的瘦肉蛋白来源。尽管鸡是首个完成基因组测序的非哺乳动物羊膜动物,但对其基因组功能变异的系统表征仍有欠缺。在此,研究整合了 7015 个样本的批量 RNA 测序(RNA-seq)数据、127598 个细胞的单细胞 RNA-seq 数据以及 2869 个全基因组序列,绘制出 28 种鸡组织调控变异的初步图谱。该图谱揭示了数百万种对初级表达(蛋白质编码基因、长链非编码 RNA 和外显子)和转录后修饰(可变剪接和 3′非翻译区可变多聚腺苷酸化)的调控作用。研究突出了这些调控变异背后独特的分子机制、它们的环境依赖行为,以及在解释 39 种
来源:Nature Genetics 31.8
时间:2025-04-09
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《Cell》免疫活动如何改变情绪和加剧焦虑
医生们长期以来一直观察到一个令人费解的现象:在感染或自身免疫性疾病发作后,一些人会经历长时间的情绪波动、情绪失调和行为改变。但炎症、情绪和行为之间的确切联系仍然难以捉摸。现在,哈佛医学院和麻省理工学院的两项新研究发表在4月7日的《Cell》杂志上,详细介绍了复杂的脑免疫串扰的步骤,该串扰解释了这一早就为人所知但知之甚少的观察结果。这项工作是在小鼠身上进行的,部分资金由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)提供,它确定了这种现象的分子根源,并展示了被称为细胞因子的免疫分子如何影响大脑活动。科学家们已经知道细胞因子影响情绪和大脑功能,但到目前为止,还不清楚
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《Neuron》神经发育障碍的新观点——丘脑竟然控制着大脑链接
多年前,Chinfei Chen博士还在神经内科住院医师期间,曾照顾过一位20岁的女性,她经历了一次非常小的中风,仅影响到丘脑。“这次中风太小了,如果发生在大脑的其他区域,她可能根本不会察觉到任何症状。”Chen说,他现在是波士顿儿童医院F.M. Kirby神经生物学中心的研究员。“但她失去了形成新记忆的能力。我可以和她聊几个小时,离开房间再回来,她就不记得我了。”大脑皮层和海马体传统上被认为是记忆的关键结构,但在这位患者身上,这些区域并未受损。这段经历激发了Chen对丘脑的好奇心。位于大脑深处的丘脑是大脑的中央中继枢纽,接收来自外部世界的信息,并将其传递到大脑皮层的许多区域。或许是因为它较难
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Nature Biotechnology:前所未有的多种蛋白质
人工智能系统已经在生物医学科学的许多领域发挥了神奇的作用,帮助解决蛋白质结构问题,发现基因组中的隐藏模式,并处理大量生物数据。现在,魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)开发了一项人工智能辅助技术,并在《自然生物技术》(Nature Biotechnology)上进行了描述,这项技术可能会为研究人员和医生提供一种前所未有的手段,通过在组织样本中同时观察到比以往更多的蛋白质,从而深入观察人体组织。“要了解任何特定组织的工作原理,同时测量其大量蛋白质是至关重要的,”魏茨曼分子细胞生物系的Leeat Keren博士说,他是该研究小组的负责人。“这让我们了解了组
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新型工具CHOIR精准定位疾病细胞
2025年4月7日——身体中的细胞就像合唱团中的歌手一样协同工作,以保持我们的健康,只要它们能够完美和谐地运作。如果任何细胞走调,这种和谐就会被打破,从而对身体产生广泛的影响。通过精准定位这些不和谐的细胞,科学家们或许能够学会如何让它们重新恢复和谐,从而恢复健康。从这个音乐隐喻中汲取灵感,格莱斯顿研究所的一个研究团队发布了一种名为CHOIR的新型计算工具,能够提高检测走调细胞的能力。CHOIR是“通过迭代随机森林进行聚类层次优化”的缩写,它可以将成千上万甚至数百万个细胞分类为不同的、生物学上独特的群体,帮助锁定可能潜在导致疾病的特定细胞类型或条件。“CHOIR令人兴奋之处在于,它解决了现有工具
来源:Nature Genetics
时间:2025-04-09
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Nature子刊:一些肠道细菌可能会降低某些药物的效果!
匹兹堡大学和耶鲁大学的研究人员今天发表在《自然化学》杂志上的一项新研究表明,常见的肠道细菌如何代谢某些靶向gpcr细胞受体的口服药物,从而可能降低这些重要药物的效果。作用于gpcr或G蛋白偶联受体的药物,包括400多种被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于治疗许多常见疾病的药物,如偏头痛、抑郁症、2型糖尿病、前列腺癌等。“了解gpcr靶向药物如何与人体肠道微生物群相互作用对于推进个性化医疗计划至关重要,这项研究有助于为药物设计和治疗优化开辟新的途径,以确保治疗对每个人都更好、更安全。”第一作者、皮特药学院助理教授Qihao Wu博士说,他是耶鲁大学博士后研究员,开始了这个项目。药物的效果因人
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肠道分泌细胞分化:揭示 niche 驱动的细胞表型与表观遗传可塑性及其意义
肠上皮干细胞可分化为肠细胞和四种经典分泌细胞类型。基于形态、位置和标准标记,杯状细胞和潘氏细胞被视为不同的分泌细胞类型。但研究发现,它们的转录本和染色质可及位点高度重叠,与肠内分泌细胞或簇绒细胞形成鲜明对比。小鼠和人类的杯状细胞和潘氏细胞表达少量抗菌基因,反映了对局部微环境(niche)的特异性反应。Wnt 信号通路使部分 ATOH1+分泌细胞留在隐窝底部,此处缺乏 BMP 信号通路可强烈诱导潘氏细胞特征。从隐窝底部迁移出去的细胞遇到 BMP,进而获得杯状细胞特性。这些表型及潜在的可及顺式作用元件(cis - elements)在有丝分裂后细胞中相互转换。因此,杯状细胞和潘氏细胞特性代表了一种
来源:Cell Stem Cell 19.8
时间:2025-04-09
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TMEM65调控NCLX依赖性线粒体钙外排的机制及其在兴奋性组织中的病理意义
线粒体钙(mCa2+)稳态平衡是维持ATP生成和细胞功能的核心环节,而钠钙交换体(NCLX)作为兴奋性组织(如心脏和大脑)中mCa2+外排的关键通道,其调控机制长期成谜。研究人员运用邻近标记蛋白质组学技术,首次捕获到线粒体内膜蛋白TMEM65与NCLX的相互作用——就像发现了一个隐藏的"分子油门",TMEM65能显著增强钠(Na+)驱动的mCa2+外排效率。通过药理学抑制和基因敲除实验证实,NCLX缺失时TMEM65的促外排作用完全消失,而敲低小鼠Tmem65基因则引发心脏和骨骼肌的mCa2+超载风暴,导致心肌收缩异常和神经肌肉功能障碍。这些发现不仅揭示了TMEM65是NCLX功能的正向调控开
来源:Nature Metabolism 19.2
时间:2025-04-09
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亨廷顿氏病进展:大脑再生策略
在亨廷顿病的小鼠模型中进行的研究表明,成年大脑能够产生新的神经元,并将其整合到关键的运动回路中。罗切斯特大学医学中心(URMC)转化神经医学中心的一个团队在先前工作的基础上,展示了通过刺激大脑的自然过程可能有助于修复亨廷顿病及其他以某些神经元群体丧失为特征的疾病中受损的神经网络。“我们的研究表明,我们可以鼓励大脑自身的细胞生长出新的神经元,并自然地与控制运动的回路结合。”Abdellatif Benraiss博士说道,他是URMC史蒂夫·戈德曼博士(Steve Goldman)实验室的研究助理教授,该实验室位于转化神经医学中心。“这一发现为恢复大脑功能和减缓这些疾病的进展提供了潜在的新方法。”
来源:Cell Reports
时间:2025-04-09
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再生成年大脑神经元
最新研究表明,成年大脑可以产生新的神经元,并将其整合到关键的运动回路中。研究结果表明,刺激大脑的自然过程可能有助于修复亨廷顿病及其他疾病中受损的神经网络。“我们的研究表明,我们可以鼓励大脑自身的细胞生长出新的神经元,并自然地与控制运动的回路结合。”Abdellatif Benraiss博士说道,他是这项发表在《细胞报告》杂志上的研究的高级作者。“这一发现为恢复大脑功能和减缓这些疾病的进展提供了潜在的新方法。”Benraiss是罗切斯特大学医学中心(URMC)史蒂夫·戈德曼博士(Steve Goldman)博士实验室的研究助理教授,该实验室位于转化神经医学中心。成年大脑中神经元再生是否可能?长期
来源:Cell Reports
时间:2025-04-09
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远超认知的的骨骼老化问题
一篇新的研究论文发表在2025年3月18日的Aging (Aging- us)杂志上,第17卷第3期,题为“成骨细胞谱系细胞的线粒体氧化应激或自噬减少不足以模拟衰老对骨机械反应性的有害影响。”由第一作者安娜·雷森德-科埃略和通讯作者梅尔达·奥勒和玛丽亚·阿尔梅达领导的阿肯色大学医学科学研究人员调查了为什么随着人们年龄的增长,骨骼对运动的反应会减弱。他们研究了两种众所周知的与衰老相关的细胞变化:氧化应激(细胞内有害分子的积累)和自噬减少(细胞清理和回收受损部分的能力减慢),以确定这些是否可以解释骨骼强度的下降。他们的研究结果表明,仅凭这些变化不足以解释随着年龄增长而出现的骨骼生成反应减少。众所周
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Science:细菌的氧代谢在地球大氧化事件之前就出现了
根据一项新的研究,细菌可能在地球大气层饱和之前就已经适应了氧气。研究人员利用机器学习和其他方法追踪了数十亿年来微生物的进化过程,结果表明,氧气耐受性的进化早于大氧化事件(GOE),这不仅对蓝藻中含氧光合作用的起源至关重要,而且对地球大气的进化也至关重要。这些发现强调了生物进化和地球地质历史之间的动态关系。微生物生命已经主宰了地球的历史至少37亿年。然而,鉴于地球上最早的生命形式在化石记录中很少出现,特别是在深层地质时代,人们对它们的进化知之甚少。代替化石证据,研究人员使用微生物生物活动的地球化学记录来估计关键细菌谱系的年龄及其代谢创新。约24亿年前(Ga)的GOE标志着大气中氧气的积累。这一转
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轴向不对称性调控淋病奈瑟菌正交分裂平面的机制研究
在细菌形态发生领域,淋病奈瑟菌(N. gonorrhoeae)作为典型的双球菌病原体,其分裂机制存在独特特征。研究团队采用荧光标记技术结合遗传学手段,发现该菌通过连续正交的分裂平面维持其标志性的双球菌形态。值得注意的是,分裂过程始终垂直于每个球菌的隐伏长轴进行。与杆状菌类似,球菌中保守的ParABS系统沿此长轴分离拟核,而MinCDE系统的缺失会导致严重形态异常——包括正交分裂能力丧失和分裂平面在细胞极位的错误组装。这些发现凸显了微弱的轴向不对称性在球形细菌分裂中的核心调控作用,为理解细菌形态多样性提供了新视角。研究创新性地证实,即使在不明显的长轴结构中,MinCDE和ParABS系统仍能感知
来源:Current Biology 8.1
时间:2025-04-09