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  • Rubisco酶生化图谱的系统解析:揭示CO2固定关键酶的进化与工程潜力

    作为地球上最丰富的蛋白质,Rubisco每年催化约1000亿吨碳的固定,但其缓慢的催化动力学(kcat≈3-10 s-1)和与氧气的副反应长期制约着光合作用效率。尽管过去数十年研究揭示了Rubisco在速率(kcat)、CO2亲和力(KC)和特异性(SC/O)间的复杂权衡关系,但传统生化检测通量限制阻碍了系统性探索。更关键的是,为何自然进化未能优化出更高效的Rubisco变体?这个谜题亟需从分子层面破解。来自霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)和加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的Noa

    来源:Nature

    时间:2025-01-23

  • RELMβ 调控食物抗原耐受性:肠道免疫新机制为食物过敏防治带来曙光

    对饮食抗原的耐受性对于避免有害的 2 型免疫反应(可导致食物过敏(FA)和过敏反应)至关重要。然而,维持和丧失对食物抗原耐受性的机制却知之甚少。研究表明,杯状细胞衍生的抵抗素样分子 β(RELMβ)是口腔耐受性的关键调节因子。RELMβ 在 FA 患者和 FA 小鼠模型的血清中含量丰富。敲除 RELMβ 可保护小鼠免受 FA,以及防止食物抗原特异性 IgE 和过敏反应的产生。RELMβ 通过调节肠道微生物群,减少产生吲哚代谢物的乳酸杆菌和阿利斯泰氏菌,从而破坏食物耐受性。吲哚衍生物的局部产生,通过激活芳烃受体,驱动具有 FA 保护作用的 RORγt+调节性 T 细胞(Treg),进而维持耐受性

    来源:Nature

    时间:2025-01-23

  • 全球地幔衰减三维模型:揭示地球内部奥秘的关键钥匙

    地震层析模型仅基于波速,在区分地球三维结构的热成因或成分成因方面能力有限1。通过衰减观测补充波速信息,能够实现这种区分,这对理解地幔对流演化至关重要。然而,目前全球三维衰减模型仅适用于上地幔2,3,4,5。此处展示了利用地球振荡得到的全地幔三维衰减模型,该模型对高达四阶的偶次球谐函数进行了约束。在上地幔,高衰减与低波速相关,表明其热成因,这与先前研究一致6,7。在下地幔,情况相反,“环太平洋带” 衰减最高,此处地震波速较快;而大低波速省(LLSVPs)衰减最低。将该模型与基于实验室的粘弹性模型预测的波速和衰减进行比较8,表明环太平洋区域温度较低、晶粒较小9,环绕着温度较高、晶粒较大的 LLSV

    来源:Nature

    时间:2025-01-23

  • 揭秘肠道免疫密码:组织驻留记忆 CD8+ T 细胞时空印记的深度解析

    在人体的免疫系统中,肠道就像是一座坚固的 “免疫堡垒”,时刻抵御着外界病原体的入侵。其中,组织驻留记忆 CD8+ T(TRM)细胞发挥着关键作用,它们就像驻扎在肠道的 “特种兵”,能迅速对病原体做出反应,保护肠道免受感染。然而,这些 “特种兵” 存在着不同的 “作战形态”,即功能异质性,至少有两种不同状态的 TRM细胞被发现,一种更具终末分化特征,另一种则类似祖细胞状态。但长期以来,这种多样性的起源一直是免疫学领域的一个谜题,就像隐藏在重重迷雾中的宝藏,等待着科研人员去探索挖掘。解开这个谜题对于深入理解肠道免疫机制,以及开发更有效的免疫治疗策略至关重要。为了揭开这个谜题,来自美国加利福尼亚大学

    来源:Nature

    时间:2025-01-23

  • 突破!5.0° 扭曲双层二硒化钨(WSe2)超导特性开启超导研究新征程

    在扭曲双层和三层石墨烯中发现超导性引发了广泛关注,这类系统的关键特征是层间耦合和莫尔超晶格相互作用,产生具有强相关性的低能平带。莫尔图案也能在其他二维材料的晶格失配和(或)扭曲异质结构(如过渡金属二硫属化物,TMDs)中诱导出平带。虽然在莫尔 TMDs 中观察到了多种相关现象,但此前一直未有力证明超导性的存在。此次研究发现 5.0° 扭曲双层二硒化钨(WSe2)具有超导性,最大临界温度为 426 mK。超导态出现在位移场和密度的有限区域,该区域与被认为由反铁磁(AFM)序引起费米面重构的金属态相邻。在低温下,超导相和磁相之间存在明显边界,这让人联想到自旋波动介导的超导性。该研究结果表明莫尔平带

    来源:Nature

    时间:2025-01-23

  • 基因组学为双相情感障碍带来生物学和表型新见解:解锁疾病密码,探寻生命奥秘

    双相情感障碍是导致全球疾病负担的主要因素之一。虽然其遗传度在 60% - 80%,但大部分潜在的遗传决定因素仍不为人知。研究人员分析了来自欧洲、东亚、非裔美国人和拉丁裔血统参与者的数据(158,036 例双相情感障碍患者,280 万对照组),这些数据结合了临床、社区和自我报告样本。在多血统荟萃分析中,研究人员确定了 298 个全基因组显著位点,这一数量比之前的发现增加了四倍。此外,在东亚队列中还发现了特定血统的关联。通过精细定位和其他变异到基因的映射方法,研究人员确定了 36 个与双相情感障碍病因相关的可信基因。通过精细定位筛选出的基因,在双相情感障碍患者中富含超罕见的有害错义变异和蛋白质截断

    来源:Nature

    时间:2025-01-23

  • 探秘石墨烯 /hBN 莫尔超晶格:拓展量子反常霍尔态的新突破

    拓扑平带中的电子能够在关联效应的驱动下形成全新的拓扑态。五层菱形石墨烯 / 六方氮化硼(hBN)莫尔超晶格在约 400 mK 的温度下被证实存在分数量子反常霍尔效应(FQAHE),这引发了学界对其底层机制以及莫尔效应作用的热烈讨论。特别是,有研究提出了具有非平凡拓扑结构的新型电子晶体态。此次研究对菱形五层和四层石墨烯 /hBN 莫尔超晶格进行了电子温度低至 40 mK 以下的电输运测量。在五层器件中,观测到了两种更多的分数量子反常霍尔(FQAH)态,且 Rxx值比之前报道的更小。在新的四层器件中,在莫尔填充因子 v = 3/5 和 2/3 时观测到了 FQAHE。在基温下通过小电流,观测到了一

    来源:Nature

    时间:2025-01-23

  • 《大规模单细胞转录组图谱揭示细菌性肺炎的全免疫全景:为精准治疗点亮新希望

    细菌性肺炎是严重威胁公众健康的疾病,它不仅发病率高,还导致大量患者死亡,同时带来沉重的医疗负担。在中国,2021 年的一项研究显示,细菌性肺炎的年龄标准化死亡率约为每 10 万人中有 4.2 人死亡,是第五大死因,而在撒哈拉以南非洲、南亚和东南亚地区,死亡率更高。随着抗生素滥用、人口老龄化、免疫抑制剂广泛使用以及慢性病患病率上升,重症细菌性肺炎的发病率不断增加,约五分之一的肺炎住院患者需要进入重症监护病房(ICU),三分之一的患者需要机械通气,住院患者尤其是重症肺炎患者的死亡率高达 38%。然而,目前除了抗生素和辅助治疗外,针对细菌性肺炎缺乏有效的治疗方法。因此,深入了解细菌性肺炎,特别是重症

    来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

    时间:2025-01-23

  • 异恶唑类分子:重塑 NK 细胞免疫监视,阻击肝癌发生发展

    肝癌,作为一种严重威胁人类健康的恶性肿瘤,其发生发展机制复杂,治疗手段有限。肝脏,这个人体重要的代谢和解毒器官,同时也是免疫防御的关键阵地。自然杀伤(NK)细胞,在肝脏淋巴细胞中占据着约 50% 的比例,本应像忠诚的卫士一样,时刻警惕并清除癌细胞。然而,在肝癌的战场上,NK 细胞的战斗力却常常受到各种因素的抑制,导致癌细胞得以逃脱免疫监视,肆意生长。目前,肝癌的临床免疫治疗效果并不理想。尽管抗程序性细胞死亡蛋白 1(PD - 1)、细胞毒性 T 淋巴细胞相关抗原 4(CTLA - 4)等免疫检查点抑制剂以及血管内皮生长因子(VEGF)抑制剂已应用于临床,但这些治疗方法存在诸多问题。例如,在部分

    来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

    时间:2025-01-23

  • 靶向SRSF1双重调控CD8+T细胞与肿瘤代谢协同增强癌症免疫治疗

    癌症免疫治疗的困境与突破在全球范围内,肝细胞癌(HCC)作为致死率第四的恶性肿瘤,其治疗面临严峻挑战。尽管免疫检查点阻断(ICB)疗法为部分患者带来希望,但临床响应率不足20%,多数患者因T细胞耗竭和肿瘤代谢重编程产生耐药性。更棘手的是,传统肿瘤靶向药物往往同时损害免疫细胞功能,这种"杀敌一千自损八百"的现象促使科学家寻找能同时调控肿瘤和免疫细胞的双效靶点。复旦大学附属中山医院的研究团队将目光投向丝氨酸/精氨酸富集剪接因子1(SRSF1)——这个在多种癌症中高表达的关键RNA结合蛋白。既往研究多聚焦其促癌机制,但团队发现SRSF1在CD8+T细胞与肿瘤细胞中竟扮演着"双面角色":既是肿瘤糖酵解

    来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

    时间:2025-01-23

  • NOMPC 离子通道铰链:开启机械感觉的 “分子弹簧”,解锁机械感知奥秘

    机械刺激的感知始于弹性门控弹簧拉开机械感觉转导通道(Mechanosensory Transduction Channels)。寻找门控弹簧的研究主要集中在传递力的蛋白质系链上,比如果蝇机械感觉转导通道 NOMPC(No Mechanoreceptor Potential C)的氨基末端锚蛋白系链(ankyrin tether)。在本研究中,研究人员结合蛋白质结构域重复实验、力学测量、电生理学、分子动力学模拟和建模等方法,确定了 NOMPC 的门控弹簧是锚蛋白系链和通道门之间的短连接子。这个连接子就像一个胡克铰链(Hookean hinge),其弹性比系链高十倍。连接子铰链决定了通道的门控过程

    来源:Nature Neuroscience

    时间:2025-01-23

  • MISO 多模态空间组学建模:解锁组织复杂性的 “密码”

    空间分子分析技术的发展,为生物医学研究者们深入探索细胞定位与组织功能间的关系提供了宝贵契机。而如何有效地对多模态空间组学数据进行建模,成为理解组织复杂性及其潜在生物学机制的关键。随着空间分辨率的提升,能生成亚细胞分辨率空间分子数据的技术应运而生,这就急需开发高效的计算方法来处理由此产生的大规模数据集。MISO(多模态空间组学,MultI-modal Spatial Omics)是一种通用的特征提取和聚类算法,它能够整合来自不同空间组学实验的多种模态数据,且具有高空间分辨率。在涵盖基因表达、蛋白质表达、表观遗传学、代谢组学以及组织组织学等多种模态的各类数据集中,MISO 都展现出了卓越的性能。在

    来源:Nature Methods

    时间:2025-01-23

  • PF555:开启活细胞单蛋白长期成像新征程的超光稳定有机染料

    有机染料因其光稳定性和高亮度等优势特性,在活细胞成像中发挥着至关重要的作用。此处介绍一种超光稳定且明亮的有机染料 Phoenix Fluor 555(PF555),它的光漂白寿命比传统有机染料长一个数量级,并且无需任何抗光漂白添加剂。PF555 具有不对称菁结构,在传统花菁 - 3(Cyanine-3)中吲哚的一侧被 3 - 氧代喹啉所取代。PF555 为长期活细胞单分子成像提供了强大工具,在生理条件下,对活细胞质膜上表皮生长因子受体与网格蛋白包被结构的动态单分子相互作用进行成像,就证明了这一点。

    来源:Nature Methods

    时间:2025-01-23

  • Chip-Tip 工作流程:开启单细胞蛋白质组学深度研究新时代

    单细胞蛋白质组学研究背景多细胞生物由多种细胞类型组成,每种细胞执行独特功能。单细胞 RNA 测序虽为细胞生物学研究带来变革,但信使 RNA(mRNA)不能直接反映细胞活动。蛋白质分析能更直接、全面地理解细胞功能、调控机制和疾病过程,可捕捉 mRNA 分析无法体现的翻译后修饰(PTMs)、蛋白质多样性和功能信息。单细胞蛋白质组学(SCP)成为蛋白质组学新前沿,有助于深入了解细胞分化和疾病,可用于描绘细胞群体功能表型、阐释细胞和胚胎发育、预测疾病发展轨迹、确定细胞特异性表面标记和潜在治疗靶点。然而,SCP 尚处于发展初期,面临序列深度、通量和可重复性等挑战,限制了其广泛应用。Chip-Tip 工作

    来源:Nature Methods

    时间:2025-01-23

  • 基于 DNA 甲基化表观突变实现小鼠与人类高分辨率、无创单细胞谱系追踪的重大突破

    体内谱系追踪对于揭示组织发育和体内平衡的基本原理具有巨大潜力。然而,目前人类谱系追踪依赖极其罕见的体细胞突变,这限制了时间分辨率和谱系准确性。在此,研究人员开发了一种基于 DNA 甲基化频繁表观突变(epimutations)的通用谱系追踪工具,这得益于计算方法 MethylTree。利用具有已知谱系和表型标签的单细胞全基因组 DNA 甲基化数据集,MethylTree 在不同细胞类型、发育阶段和物种中,几乎能以 100% 的准确率重构谱系历史。研究人员在小鼠和人类血液中展示了基于表观突变的单细胞多组学谱系追踪,MethylTree 重现了造血过程中的分化层级。将 MethylTree 应用于

    来源:Nature Methods

    时间:2025-01-23

  • 单细胞蛋白质组学新突破:揭秘细胞异质性,助力生命科学研究

    在生命科学的微观世界里,细胞如同一个个神秘的小宇宙,蕴含着无尽的奥秘。单细胞蛋白质组学(SCP)作为探索细胞微观世界的有力工具,近年来备受关注。然而,尽管在样本制备、仪器设备和数据分析等方面取得了显著进展,SCP 仍面临着蛋白质组深度和定量性能的限制。这就好比我们拿着一张分辨率有限的地图,难以精确地描绘出细胞内蛋白质的复杂 “地貌”。在研究细胞的过程中,我们迫切需要更清晰、更准确地了解细胞内蛋白质的种类和数量,以揭示细胞的功能和特性,以及它们在疾病发生发展中的作用。为了解决这些问题,来自奥地利维也纳生物中心分子病理学研究所(IMP)等多个机构的研究人员 Julia A. Bubis、Tabiw

    来源:Nature Methods

    时间:2025-01-23

  • URV-SRS:开启细胞代谢无标记纳米级成像新时代

    细胞代谢的超分辨率成像受到小代谢物与荧光染料不相容以及成像质谱分辨率有限的阻碍。超灵敏重加权可见受激拉曼散射(URV-SRS)是一种无标记振动成像技术,可用于细胞内代谢物的多重纳米级成像。研究人员开发了一种具有广泛脉冲啁啾的可见受激拉曼散射(SRS)显微镜,将检测限提高到约 4000 个分子,并引入了一种自监督多智能体去噪器,将 SRS 中的非独立噪声抑制超过 7.2 dB,使灵敏度比近红外 SRS 提高了 50 倍。利用增强的灵敏度,研究人员采用傅里叶重加权法放大了以前被噪声淹没的小于 100nm 的空间频率。经傅里叶环相关验证,在细胞成像中实现了 86nm 的横向分辨率。研究人员可视化了宿

    来源:Nature Methods

    时间:2025-01-23

  • CAR-T 细胞疗法后 T 细胞恶性肿瘤风险研究:极低风险带来新希望

    嵌合抗原受体(CAR)T 细胞疗法后发生 T 细胞恶性肿瘤的风险备受关注,但其真实发生率仍不明确。此次分析了 DESCAR-T 注册数据库,该数据库涵盖了自 2018 年 7 月 1 日起在法国接受 CAR-T 细胞疗法的所有儿科和成年血液恶性肿瘤患者。纳入的 3066 名患者中,有 2536 例 B 细胞淋巴瘤、162 例 B 细胞急性淋巴细胞白血病(ALL)和 368 例多发性骨髓瘤。其中,1680 人(54.8%)接受了阿基仑赛(axicabtagene ciloleucel)治疗,205 人(6.7%)接受了贝林妥欧单抗(brexucabtagene autoleucel)治疗,44

    来源:Nature Medicine

    时间:2025-01-23

  • 超灵敏 ctDNA 检测:早期肺腺癌术前精准分层的新希望

    在癌症治疗领域,精准评估早期肿瘤患者的临床风险,对于制定个性化治疗方案、提高治愈率至关重要。循环肿瘤 DNA(ctDNA)检测作为一种极具潜力的手段,有望实现这一目标。ctDNA 是源自肿瘤的游离 DNA,术前 ctDNA 状态可作为生物标志物,术后检测能指导辅助治疗方案选择,随访时监测分子残留疾病(MRD)还可早于常规临床监测发现癌症复发。然而,当前临床应用中,ctDNA 检测却面临着重重困境。由于血浆中 ctDNA 水平极低,常低于 100 ppm,加上非恶性细胞产生的游离 DNA(cfDNA)变异、测序误差以及不确定潜能的克隆性造血(CHIP)产生的变异干扰,使得术前 ctDNA 检测难

    来源:Nature Medicine

    时间:2025-01-23

  • 靶向转录后调控因子 PCIF1:解锁 CD8+T 细胞抗癌潜能的新策略

    摘要:基于 T 细胞的免疫疗法彻底改变了癌症治疗方式,然而持久有效的治疗反应仍难以实现。研究显示,RNA N62′-O - 二甲基腺苷(m6Am)甲基转移酶 PCIF1 对 CD8+T 细胞的抗肿瘤反应具有负向调控作用。全身或 T 细胞特异性敲除(KO)Pcif1 基因可抑制小鼠肿瘤生长。单细胞 RNA 测序表明,Pcif1 基因缺陷型小鼠体内肿瘤浸润性细胞毒性 CD8+T 细胞数量增加。从机制上讲,蛋白质组学和 m6Am测序分析指出,敲除 Pcif1 基因会使 m6Am修饰的靶标水平上升,尤其是铁死亡抑制基因(Fth1、Slc3a2)和 T 细胞激活基因 Cd69,这使细胞获得对铁死亡的抗性

    来源:Nature Immunology

    时间:2025-01-23


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