• 超快算法革新时间分辨相干拉曼光谱：百万倍加速实现大分子精准测量

  在分子光谱学领域，时间分辨相干拉曼光谱（Coherent Raman Spectroscopy, CRS）长期被视为气相化学反应研究的"金标准"，但其应用长期受限于计算瓶颈——尤其是对甲烷（CH4）等多原子分子，其复杂的振动-转动（ro-vibrational）光谱需要处理数百万条谱线，传统方法单次计算耗时可达8小时。这种局限性严重阻碍了CRS在高温等离子体、行星大气等极端环境研究中的应用，而这些领域恰恰需要实时监测分子反应动力学。来自国外研究机构的研究团队在《Communications Chemistry》发表突破性成果，提出基于离散积分变换的超快算法，将CRS光谱计算效率提升百万倍。该算

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 突破化学问答难题：揭示语言模型在化学研究中的潜力

  在科学研究的广袤领域中，化学研究占据着极为重要的位置。随着信息技术的飞速发展，语言模型（Language Models，LMs）逐渐在各个领域崭露头角，在通用领域和生物医学等方面展现出强大的能力，受到了广泛且深入的研究与应用。然而，在化学领域，语言模型的潜力却尚未得到充分挖掘。化学问答（Question Answering，QA）工具在化学教育和研究中扮演着不可或缺的角色。它就像是一把神奇的钥匙，能够将复杂晦涩的化学信息转化为通俗易懂的形式，帮助研究人员快速获取关键知识，助力学生更好地理解化学难题。但令人遗憾的是，相较于其他领域，化学 QA 领域的研究进展相对缓慢，存在诸多尚未解决的问题。一方

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 第四代同步加速器微秒 X 射线脉冲助力大分子结构解析新突破

  在生命科学研究的微观世界里，探索大分子结构如同解锁神秘宝藏的密码。大分子结构的精准测定对于理解生命过程、开发新型药物至关重要。传统的大分子结构测定方法，如在 X 射线自由电子激光器（XFELs）上进行的串行飞秒晶体学，虽然开启了新的研究方向，但它就像一个 “大胃王”，需要大量样本，实验装置复杂，而且使用成本高昂，限制了其广泛应用。第三代同步加速器的串行毫秒晶体学（SMX）虽然有所改进，但在分辨率上仍存在不足，就像戴着一副度数不够的眼镜看东西，总是模糊不清。此外，利用 “粉色光束” 的劳厄晶体学方法，在时间和空间分辨率的平衡上也面临挑战，难以清晰捕捉生物反应的细节。为了突破这些困境，欧洲同步辐射

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 氮杂萘类化合物激发态动力学的系统研究为光活性分子理性设计提供新思路

  在生命科学和材料科学领域，含氮芳香杂环化合物（aza-aromatics）作为DNA碱基、维生素B9等生物分子的核心骨架，以及光敏剂、光催化剂等功能材料的关键组分，其光物理过程与光化学稳定性直接决定生物功能和应用效能。然而，氮原子在芳香环中的位置排列如何影响激发态能量耗散路径这一基本科学问题长期缺乏系统研究，严重制约了相关光活性分子的理性设计。爱丁堡大学（University of Edinburgh）的研究团队在《Communications Chemistry》发表的研究工作中，选取喹啉(quinoline)、异喹啉(isoquinoline)、喹唑啉(quinazoline)、喹喔啉(q

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 揭秘蛋白酶体抑制剂拉克他霉素的生物合成机制：开启新型抑制剂研发新篇章

  在生命科学的神秘领域中，蛋白酶体如同精密的分子机器，掌控着细胞内蛋白质的降解过程，对细胞的正常运作起着关键作用。拉克他霉素（Lactacystin）作为一种强大的蛋白酶体抑制剂，自 1991 年从链霉菌（Streptomyces lactacystinicus）中被分离出来后，便因其在研究蛋白酶体功能和机制方面的重要价值而备受关注。它能不可逆地结合到蛋白酶体的 β 亚基 N 端苏氨酸（Thr）残基上，阻断蛋白酶体的蛋白质降解活性，就像给分子机器塞进了一颗 “小石子”，使其无法正常运转。然而，这颗 “神奇小石子” 的诞生过程却一直笼罩在神秘的面纱之下。尽管此前有一些关于其生物合成前体的研究，比如

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• XpertAI：融合可解释人工智能与大语言模型，解锁化学结构 - 性质关系的 “密码”

  在化学的奇妙世界里，分子就像一个个神秘的小精灵，它们的结构决定了各自独特的 “性格”—— 性质。长久以来，科学家们都渴望揭开分子结构与性质之间的神秘面纱，因为这能帮助人们精准地设计分子，创造出具有特定功能的材料、药物等。随着科技的发展，机器学习（ML）成为了探索这一关系的有力助手。它能通过大量数据构建模型，预测分子性质。然而，这些模型就像一个个 “黑匣子”，虽然预测结果准确，却无法清晰地告诉人们为什么会这样预测。这让实验化学家们对这些模型的预测结果心存疑虑，就像面对一份没有解题过程的答案，总觉得不踏实。可解释人工智能（XAI）的出现，本是为了打破这个 “黑匣子”，解释模型预测的依据。但它也有自

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 碳硫复合材料中非晶态硫的局部结构解析及其在全固态锂硫电池中的高性能机制

  随着全球碳中和目标的推进，全固态电池(ASS)因其高安全性和能量密度成为研究热点。其中，锂硫电池(Li-S)凭借1672 mAh g-1的理论比容量和无需稀有金属的优势备受关注。然而，硫的绝缘特性导致电子传导困难，传统液态电解质还存在多硫化物溶解引发的“穿梭效应”。日本Shimane大学等机构的研究团队通过创新材料表征手段，揭示了碳硫复合材料中硫的原子级结构奥秘，相关成果发表于《Communications Chemistry》。研究采用熔融扩散法制备碳硫复合材料，结合同步辐射X射线散射(SAXS)和热重-差热分析(TG-DTA)确认硫的分布状态，通过原子对分布函数(PDF)解析非晶态硫的局部

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 高分辨原生质谱揭秘 p53 中半胱氨酸残基抵御 H2O2氧化的关键作用

  在细胞的微观世界里，转录因子 p53 如同一位 “守护者”，严密调控着细胞周期、DNA 修复和细胞凋亡等重要生命过程。它对细胞环境的变化极为敏感，其中，氧化应激对 p53 的影响一直是科研人员关注的焦点。此前研究表明，氧化应激会削弱 p53 与某些启动子的 DNA 结合亲和力，可具体机制却像一团迷雾，尤其是在生理相关条件下，DNA-p53 四聚体复合物如何感知由 H2O2引起的细胞应激，始终没有明确答案。为了揭开这层神秘的面纱，来自英国曼彻斯特生物技术研究所迈克尔・巴伯合作质谱中心以及波兰弗罗茨瓦夫大学化学系的研究人员 Manuel David Peris-Díaz、Artur Krężel

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 新型 OTUD7B 对映选择性片段的发现：开启泛素系统酶靶向治疗新征程

  在生命的微观世界里，细胞如同一个精密运转的工厂，各类蛋白质有条不紊地执行着各自的任务。而泛素系统，就像是工厂里的 “清洁大队” 和 “调控专员”，其中去泛素化酶（DUBs）更是扮演着关键角色。DUBs 专门负责去除蛋白质上的泛素修饰，以此来调控泛素系统的运作。大多数细胞活动都依赖于可逆的泛素化过程，一旦这个过程出现异常，就如同工厂的生产线乱了套，许多疾病便会乘虚而入。已知的人类 DUBs 大约有 100 种，它们被分为七个不同的亚家族，卵巢肿瘤蛋白酶（OTU）家族便是其中之一。OTU 家族成员众多，具有不同的泛素链切割特异性，并且在免疫反应调节和癌症发生发展中起着重要作用 。例如，OTUD7B

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 解锁叠氮-膦Staudinger反应潜力：聚(亚芳基亚胺基磷烷)的合成突破与半导体材料应用

  在有机电子材料领域，共轭聚合物(CPs)因其可调的半导体性能和机械柔性备受关注。然而传统过渡金属(TM)催化聚合不可避免地引入金属残留，这些"缺陷"会显著损害材料电学性能。更棘手的是，现有合成方法通常依赖双有机金属或双卤化物单体，其末端C-X(M)基团同样会影响光电特性。面对这些挑战，科学家们开始探索无金属催化路线，其中具有[R3P=NR']结构的亚胺基磷烷因其独特电子结构成为理想候选——但现有合成方法存在反应条件苛刻（250℃/高真空）、电子给体芳基叠丹反应效率低等瓶颈。来自斯洛文尼亚国家化学研究所等机构的研究团队另辟蹊径，重新审视了百年历史的Staudinger反应。通过精确调控光/氧环境

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 新发现双环硼烷分子 B14H26：开拓硼化学新前沿

  在化学的奇妙世界里，碳基材料的发展一直备受瞩目，富勒烯和石墨烯的发现更是掀起了研究热潮。然而，与碳元素类似的硼元素，其相关材料的研究却面临诸多挑战。硼由于自身电子缺陷的特性，使得 “氢硼”（即硼烷）稳定结构的实现困难重重。传统构建硼烷的方法通常是原子逐个组装，需要在严格控制的条件下进行，这大大增加了新硼烷结构发现的难度。尽管二维硼基材料如硼烯（Borophene）及其氢化产物硼氢化物（Borophane）因硼 - 氢原子间形成的三维二电子（3c - 2e）键而展现出显著的稳定性，理论上也提出了多种氢化硼的潜在结构，但这些分子在实验中的实现仍是化学领域亟待攻克的难题。零维（0D）硼烷的实现，就像

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 光控斑马鱼胚胎 mRNA 翻译：解锁时空精准调控新密码

  在生命的微观世界里，mRNA（信使核糖核酸）就像一本本 “生产指南”，指导细胞合成各种蛋白质，这些蛋白质则是维持生命活动的关键 “小能手”。在生物的生长发育进程中，mRNA 翻译的精准调控尤为重要，就像一场精密的交响乐演奏，每个音符（基因表达）都要在正确的时间、正确的地点奏响，才能谱写出和谐有序的生命乐章。然而，目前的研究技术在这场 “演奏会” 中却遇到了不少难题。传统的基因表达调控方法，有的操作繁琐，比如构建特定的斑马鱼品系来实现基因表达调控，不仅耗时费力，而且所需的启动子或增强子也并非总是能轻易获得；有的调控效果不理想，像条件诱导的基因表达，从信号传导到转录、翻译需要较长时间，无法满足研究

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 改写酰基连接酶结构域，定制环脂肽脂肪酸链：开启 NRPS 合成新篇章

  在微生物合成领域，环脂肽（CLPs）宛如一群身怀绝技的 “小精灵”，它们由芽孢杆菌属产生，是一类兼具亲水氨基酸和疏水脂肪酸部分的两亲性分子。CLPs 依据结构不同，可分为表面活性素（surfactin）、丰原素（fengycin）和伊枯草菌素（iturin）三个家族 ，它们在抗菌、溶血等方面发挥着重要作用。其中，iturin 家族脂肽是由环七肽和 β - 氨基脂肪酸组成的环脂肽，展现出强大的抗菌活性。然而，这些 “小精灵” 的脂肪酸部分长度不一，如同有着不同长度 “尾巴” 的小精灵，而这 “尾巴” 的长度又会影响它们的活性。例如，长脂肪酸链的 surfactin 溶血活性更高，长脂肪酸链的 i

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 光动力基因调控新策略：补骨脂素偶联三链形成寡核苷酸(OPTO)的设计与功能评估

  在基因调控领域，三链形成寡核苷酸(Triplex-forming oligonucleotides, TFO)因其能特异性结合双链DNA形成三螺旋结构而备受关注。这种技术通过阻断转录因子结合或诱导DNA双链断裂(DSB)，在基因沉默和基因组编辑中展现出巨大潜力。然而，传统TFO面临两大瓶颈：一是依赖连续的嘌呤序列，靶向范围受限；二是生理条件下平行三链体(parallel triplex)稳定性差，尤其当靶序列出现嘧啶碱基中断时，热力学稳定性会急剧下降。针对这些挑战，日本大阪大学的研究团队在《Communications Chemistry》发表了一项突破性研究。他们设计了一种新型1'-补骨脂素

  来源：Communications Chemistry

  时间：2025-01-23

• 神经科学家需要更好地解释基本的心理健康研究

  在过去的20年里，我们对大脑的理解以及疾病是如何出错的，得到了爆炸式的发展，这得益于我们对大脑中离散电路的可视化、记录和操作能力的进步；在分子生物学和遗传学；以及资助诸如“大脑计划”之类的项目，以支持大脑研究。但是这些知识并没有渗透到非科学家的手中。因此，科学家、卫生保健专业人员、政策制定者和患有精神疾病的人之间的知识差距正在扩大。这种情况的不幸结果是基础科学向新治疗方法的缓慢转化，以及对现有最有效治疗方法的普遍缺乏了解。成瘾科学为这种脱节提供了一个典型的例子。在各种动物模型中进行的基础神经科学研究彻底改变了我们对成瘾的看法。我们现在知道，滥用酒精和其他药物会对影响大脑中奖励、记忆和决策回路的

  来源：AAAS

  时间：2025-01-23

• 首次观察到艾滋病毒如何穿透核孔进入人类免疫细胞基因组

  马克斯普朗克生物物理研究所和海德堡大学的研究人员发现了HIV如何进入人类细胞核。人类免疫细胞（如巨噬细胞）的核孔中聚集并通过装有病原体遗传物质的锥形蛋白囊。衣壳的圆锥形似乎有利于通过孔的运输，因为胶囊的通过会产生一种力，使核孔的环破裂。这一发现可能有助于开发新的艾滋病毒抑制剂。人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）以我们免疫系统的重要细胞为目标，使受感染的个体更容易受到疾病和感染。一旦进入人体细胞，HIV就会将病毒基因组整合到人类宿主的基因组中。最终，病毒利用我们身体的机制来复制自己并传播感染。HIV-1的衣壳是由大约200个蛋白质六聚体和五聚体组成的网状结构，排列方式类似于足球。然而，它不是球形

  来源：MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT

  时间：2025-01-22

• 《Cell》为预防下一个大流行，哈佛科学家解析致命尼帕病毒关键成分的结构

  哈佛大学医学院和波士顿大学乔巴尼亚和阿维迪西亚医学院的科学家绘制了尼帕病毒的一个关键组成部分。尼帕病毒是一种高度致命的蝙蝠传播病原体，自1999年被发现以来，几乎每年都在人类中引起疫情。1月20日发表在《细胞》（Cell）杂志上的这一进展，使科学家们在开发急需的药物方面又迈进了一步。目前，没有预防或减轻尼帕病毒感染的疫苗，除了支持性护理之外，也没有有效的治疗方法。这种由果蝠携带的病毒可以传染给猪和人类。它还可以通过受污染的食物感染人，并可以通过咳嗽时释放的飞沫直接在人与人之间传播。世界卫生组织已宣布尼帕病毒为优先病原体，这是一种可引起严重疫情并需要紧急研究以为预防和治疗战略提供信息的生物体。研

  来源：Cell

  时间：2025-01-22

• Cell：一种新方法解开残留古病毒对人类基因组的贡献

  超过一半的人类基因组由数千个古老病毒DNA的残余组成，这些被称为转座因子，在生命之树中广泛存在。曾经被认为是基因组的“阴暗面”的亥姆霍兹慕尼黑和Ludwig-Maximilians-Universität （LMU）的研究人员现在揭示了它们在早期胚胎发育中的关键作用。关于古代病毒DNA作用的未解之谜转座因子，古代病毒DNA的残余物，在受精后的最初几小时和几天内被重新激活。在这一动态的早期发育时期，胚胎细胞表现出了显著的可塑性，但调控这种可塑性的分子机制和因素尚不清楚。对小鼠等模型的研究表明，转座因子在细胞可塑性中起着至关重要的作用，但仍不确定这是否是所有哺乳动物物种的普遍特

  来源：Cell

  时间：2025-01-22

• 《Cell》突破性研究推翻了“DNA环形成”的旧定律

  来自代尔夫特、维也纳和洛桑的科学家发现，塑造我们DNA的蛋白质机器可以改变方向。到目前为止，研究人员认为这些所谓的SMC马达只能向一个方向移动。这一发现发表在《Cell》杂志上，是理解这些马达如何塑造我们的基因组和调节我们的基因的关键。DNA连接“有时，细胞需要快速改变哪些基因应该表达，哪些应该关闭，例如对食物、酒精或热量的反应。为了关闭和打开基因，细胞使用染色体结构维护（SMC）马达，就像开关一样连接DNA的不同部分，”第一作者Roman Barth解释道。代尔夫特理工大学的Roman Barth说：“然而，SMC机器自然不知道要连接哪些部件。它们只是在DNA上的某个地方装载，并开始将其塑造

  来源：Cell

  时间：2025-01-22

• 《Nature Immunology》癌症可以预防，调节干细胞就行

  根据威尔康奈尔医学研究人员的临床前研究，一组被称为炎性体的免疫蛋白可以通过去除血液干细胞表面的某些受体和阻断癌症基因活性来帮助防止血液干细胞变成恶性细胞。这项研究发表在1月2日的《Nature Immunology》杂志上，可能会导致针对癌症早期阶段的治疗方法。这一发现支持了炎症小体具有双重作用的观点——它在癌症晚期促进与预后不良相关的炎症，但在早期，它可以首先帮助防止细胞癌变。威尔康奈尔医学院吉尔罗伯茨炎症性肠病研究所的成员、Gladys和Roland Harriman医学免疫学教授Julie Magarian Blander博士令人惊讶的是，包括炎性体在内的先天免疫系统，除了感染之外还有其

  来源：Nature Immunology

  时间：2025-01-22

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