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L-A9肽的氧化还原特性及其与双链DNA相互作用的电化学与光谱学研究
在精准医疗快速发展的今天,短肽类药物因其分子量小、穿透性强、免疫原性低等优势,在肿瘤靶向治疗领域展现出巨大潜力。其中,L-A9肽作为一种由赫赛汀抗体片段衍生的九氨基酸短肽,能够特异性结合人类表皮生长因子受体2(HER2),在乳腺癌、卵巢癌等多种过度表达HER2的癌症治疗中具有重要应用前景。然而,肽类药物在实际应用中仍面临诸多挑战,包括其与生物大分子如DNA的相互作用机制不明确,这直接影响了其在基因表达调控和药物递送系统中的效率与安全性。以往的研究主要集中在肽类药物的合成和靶向性方面,而对于其氧化还原特性及与DNA相互作用机制的系统研究相对缺乏。特别是像L-A9这样的具有生物医学应用价值的短肽,
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-04
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基于转录组与生化分析的甘蓝型油菜早期干旱响应调控基因鉴定及其分子机制研究
在全球气候变化加剧的背景下,干旱已成为制约农业生产的主要非生物胁迫因素之一。据联合国粮农组织(FAO)统计,干旱导致最不发达和中低收入国家农业减产超过34%,造成约370亿美元的经济损失。作为世界第三大油料作物,甘蓝型油菜(Brassica napus L.)对水分亏缺极为敏感,尤其在幼苗建立等关键生育期,干旱会显著影响其产量和品质。尽管前人已通过转录组学等技术鉴定出部分油菜干旱响应基因,但早期干旱应答的基因调控网络及品种间差异响应机制仍不清楚。为解决这一问题,来自设拉子大学的研究团队在《Scientific Reports》上发表了最新研究成果,通过比较干旱耐受型(SLM046)和敏感型(Z
来源:Scientific Reports
时间:2025-12-04
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整合深度核糖体展示与深度学习解码蛋白质结合可塑性
在生命科学的微观世界里,蛋白质如同精密的分子机器,通过与其他分子的特异性结合来执行各种生物学功能。这种结合能力并非总是严格专一的,许多蛋白质展现出令人惊讶的"结合可塑性"——它们能够适应性地与多种不同结构的配体结合。这种特性使得像钙调蛋白(calmodulin)、β-连环蛋白(β-catenin)和p53这样的关键蛋白能够参与复杂的细胞信号转导、代谢调控等核心生命过程。理解蛋白质的结合可塑性不仅有助于揭示生命活动的基本规律,更为药物开发、合成生物学和生物技术应用提供了无限可能。然而,系统探索蛋白质结合可塑性面临巨大挑战。蛋白质序列空间具有天文数字般的维度——一个仅含12个氨基酸的短肽就有201
来源:Communications Biology
时间:2025-12-04
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PTX3通过TLR4/NF-κB/FGF21信号轴改善糖皮质激素诱导的股骨头坏死
长期或大剂量使用糖皮质激素是导致非创伤性股骨头坏死(ONFH)的主要原因之一,这种疾病严重影响着患者的生活质量,并可能最终导致股骨头塌陷和关节功能障碍。糖皮质激素性股骨头坏死(GIONFH)的病理机制复杂,涉及成骨能力下降、脂质堆积、骨内压升高和微循环障碍等,其核心病理特征是骨细胞死亡导致的骨组织结构性破坏和无效的修复反应。尽管临床上对GIONFH已有一定的认识,但其具体的分子机制尚未完全阐明,缺乏有效的靶向治疗策略。在此背景下,发表在《Communications Biology》上的这项研究为我们带来了新的希望。研究人员将目光投向了一种名为正五聚蛋白3(Pentraxin 3, PTX3)
来源:Communications Biology
时间:2025-12-04
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TMPRSS11E通过切割TFR1调控巨噬细胞铁代谢与IFN-γR2内化在先天免疫中的作用
在免疫学的广阔图景中,巨噬细胞作为先天免疫的关键执行者,其功能状态的精细调控始终是研究的焦点。当病原体入侵或组织损伤发生时,巨噬细胞能够极化为促炎的M1型或抗炎的M2型,这一过程受到复杂信号网络的严密控制。干扰素-γ(IFN-γ)是诱导M1极化的核心细胞因子,其信号通路的强度直接影响炎症反应的进程。然而,科学家们发现,巨噬细胞对IFN-γ的响应存在显著差异,这种差异背后的分子开关却一直不甚明晰。近年来,铁代谢与免疫功能的交织引起了广泛关注。铁是细胞增殖和功能执行不可或缺的元素,而转铁蛋白受体1(TFR1)是细胞摄取铁的主要门户。有趣的是,临床观察发现,在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和肺炎患者
来源:Communications Biology
时间:2025-12-04
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贝叶斯推断揭示同源三聚体配体门控离子通道P2X2的功能不对称性及其变构门控机制
在神经传递、肌肉收缩和免疫防御等生命过程中,配体门控离子通道(Ligand-gated ion channels, LGIC)扮演着关键角色。其中,由ATP激活的P2X受体家族以其独特的三聚体结构和明确的亚基间ATP结合口袋,为研究变构门控机制提供了一个极简且易于操作的分子平台。尽管科学家们已经获得了P2X2受体关闭和开放状态的精细结构图谱,但长期以来,领域内面临着一个核心困境:经典的动力学模型常常依赖于诸如“翻转态”(flip state)这样的抽象中间态来解释快速配体结合与较慢孔道开放之间的动力学差异,然而这些中间态缺乏清晰的结构或能量基础。这一脱节在P2X2中尤为突出,其结构上的三重对称
来源:Communications Biology
时间:2025-12-04
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CMOS兼容忆阻器电化学生物传感器:实现阈值感知功能的 transduction 新策略
随着人口老龄化与慢性疾病负担加剧,便携式健康监测设备的需求日益增长。电化学生物传感器作为核心工具,可通过检测生物标志物浓度辅助疾病诊断。然而,传统传感器依赖信号处理模块或计算机进行阈值判断,导致系统功耗高、体积大,难以满足即时检测对便携性与能效的苛刻要求。如何将阈值感知功能直接嵌入传感器 transduction 环节,成为突破技术瓶颈的关键。为解决这一问题,韩国嘉泉大学、国家纳米Fab中心等机构的研究团队在《Nature Communications》发表论文,提出了一种基于忆阻器的电化学生物传感器转换器。该器件利用忆阻器的电阻突变特性,将阈值感知功能集成于转换器内部,取代了传统依赖外部电路
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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氢原子迁移调控酚衍生物电子结构的单分子电导研究
芳香体系电子结构的精准调控直接决定分子的物理化学性质及光电磁功能特性。然而,传统光谱技术如紫外-可见光谱、X射线光电子能谱等虽能反映分子电子结构的整体特征,却难以捕捉单分子水平电子结构的动态变化过程。尤其对于氢迁移这一重要调控策略,现有研究面临两大困境:卟啉等体系的热力学驱动自发转化仅能在6K高真空环境中观测;而高能垒(≈250 kJ·mol-1)体系又需要强外部刺激才能实现状态切换。如何构建兼具可操作性与稳定性的氢迁移分子系统,成为分子电子学领域的关键挑战。针对这一难题,南开大学贾传成、郭雪峰团队在《Nature Communications》发表研究,创新性地采用羟基苯并噻唑分子为核心,通
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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晶格氢循环机制实现安培级电流密度下的pH普适性析氢反应
氢能作为清洁能源的重要载体,其高效制备对可持续发展至关重要。电催化析氢反应(HER)是水电解制氢的核心过程,但传统催化剂(如Pt、Ru)的活性高度依赖电解质pH值。在酸性介质中,丰富的质子可直接参与反应,而在中性或碱性条件下,水分解步骤能垒较高,导致动力学缓慢。此外,工业级电流密度(≥1 A cm−2)下的pH普适性催化剂设计仍面临挑战,亟需突破氢中间体供给的pH限制。南京大学研究团队在《Nature Communications》发表研究,提出“晶格氢循环”机制,通过构建Ru-HxWO3异质结构,实现了安培级电流密度下的高效pH普适性HER。该工作利用热氢化法将氢预嵌入WO3晶格形成HxWO
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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构象敏感有机磷光探针揭示冰中氨基酸纳米聚集现象及其对生命起源化学的启示
在探索生命起源的漫长旅程中,科学家们一直对地球早期寒冷环境中如何形成生命基本构件充满好奇。冰冻环境中的冰基质不仅能够保护有机分子免受宇宙辐射损伤,还可能为氨基酸聚合成多肽提供独特反应场所。然而,长期以来存在一个关键科学难题:在极度稀释的水溶液中,氨基酸如何克服距离障碍实现有效聚集并进一步发生聚合反应?传统理论认为冰冻过程会通过"冰晶排斥效应"将有机分子富集在冰晶间隙,但对于氨基酸这类小分子是否真能形成纳米尺度的聚集体,始终缺乏直接实验证据。为解决这一难题,中国科学技术大学的研究团队在《Nature Communications》上发表了突破性研究成果。他们设计了一种巧妙的分子探针策略——利用构
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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欠掺杂铜氧化物中相位相干的中间态:半玻戈留玻夫子发现及其机制研究
在探索高温超导机理的漫长征程中,科学家们一直致力于理解铜氧化物中电子配对和相位相干性的起源。与传统超导体不同,铜酸盐中超导现象出现在莫特绝缘体通过空穴掺杂后,其配对和相位相干并非同时发生。尤其是在欠掺杂区域,尽管超导现象已被实验证实,但相干峰往往非常微弱甚至不可见,这表明准粒子的相干权重极其脆弱。这一现象引出了一个核心科学问题:在预配对形成的背景下,相位相干性是如何在空间局域的空穴对之间建立起来的?近日,南京大学李晗、王兆辉等人在《Nature Communications》发表的研究成果为这一难题提供了新的线索。通过对欠掺杂Bi2Sr2-xLaxCuO6+δ(La-Bi2201)体系进行高精
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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金属系统中溶解性润湿行为的热力学评估框架
在金属加工领域,从焊接、涂层到高温渗透,液态金属在固态金属表面的铺展行为——即润湿过程,直接决定了最终产品的质量。然而,当液态金属与固态金属接触时,往往伴随着复杂的相互作用,其中固态金属溶解到液态金属中(即溶解性润湿)是最常见却又最难厘清的现象之一。由于高温下液/固界面处同时发生着扩散、溶解等物理化学过程,研究人员对溶解行为如何影响润湿动力学长期存在争议:有些研究认为溶解的影响微乎其微,而另一些研究则指出溶解会改变界面几何形状、诱发马兰戈尼流动,甚至形成前驱膜。这种认知上的不统一,阻碍了人们对高温工艺的精准控制和优化。为了解开这个谜团,由孙有清等人组成的研究团队在《Nature Communi
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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基于闪电棒效应与表面等离激元激发的局部雪崩光电探测器实现超低工作电压
在深空探测、火灾预警等应用领域,能够灵敏探测紫外光的雪崩光电探测器(Avalanche Photodetector, APD)至关重要。传统的宽禁带半导体(如SiC、GaN等)APD虽然具备高增益、快响应等优点,但其发展长期受困于一些固有难题:它们通常需要在接近临界电场(约95%)的盖革模式下工作,以实现高增益,但这导致了极高的雪崩击穿电压(通常≥100 V)。高工作电压不仅增加了系统复杂度和能耗,更关键的是,盖革模式下的雪崩状态极易引发器件永久性击穿,因此必须配备复杂的淬灭电路来保护器件,这大大限制了其实际应用。此外,持续的盖革模式运行会给器件带来应力,影响其长期稳定性和使用寿命。因此,开发
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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氢键纳米限域助力机械强度可调的自毁性聚合物:湿度触发、性能卓越的新策略
在材料科学的前沿领域,如何赋予材料“生命”般的智能——既能在服役期间保持稳定坚固,又能在完成任务后“功成身退”——是一个极具挑战性的目标。无论是减少电子垃圾、保护信息安全,还是避免植入式医疗设备的二次手术取出,都对材料的可控自毁能力提出了迫切需求。传统的策略往往依赖于持续的外部刺激(如光、热)或被动化学降解,前者难以维持自毁状态,后者则存在过程不可控、速率单一的局限。更棘手的是,这些材料往往为了“可毁”而牺牲了“可用”,机械强度普遍较差,难以承担结构功能。自然界中,蜘蛛丝为我们提供了灵感:它既拥有卓越的力学性能,又对湿度高度敏感,能发生显著的收缩。这背后,氢键扮演了关键角色。受此启发,科学家们
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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钴原子三角有序排列激活基底实现安培级耐久产氢
随着全球对绿色能源需求的日益增长,利用可持续能源(如太阳能、风能、潮汐能)驱动的电化学水电解技术,为生产绿色氢气提供了一条充满希望的道路。其中,碱性阴离子交换膜(AEM)电解槽因其在碱性条件下阴阳两极均可使用成本较低的非贵金属催化剂而备受关注,有望实现工业级的氢气生产。然而,理想很丰满,现实却很骨感。目前大多数报道的催化剂性能评估都是在溶液三电极体系中进行的,测试条件相对温和:电流密度较低(10-100 mA cm-2)、室温(约25°C)、循环测试时间有限(几小时到几十小时)。这些条件与真实的AEM电解槽运行环境相去甚远,后者通常需要在高达1000 mA cm-2的电流密度、1.7-2.5
来源:Nature Communications
时间:2025-12-04
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中国塑料物质流动态数据库(1978–2022):20种塑料的全生命周期存量与流量解析
塑料,以其轻质、易加工和高耐久性,自问世以来迅速取代传统材料,深刻改变了现代社会的物质格局。然而,这种难以降解的材料的大规模使用也导致塑料废弃物在海洋、陆地等多种生态系统中不断累积,引发全球对塑料污染的广泛担忧。联合国环境署正在推动制定一项具有法律约束力的国际文书,要求从全生命周期角度系统治理塑料污染,这迫切需要建立在翔实数据基础上的系统性解决方案。中国作为全球最大的塑料生产国和消费国,其塑料治理路径对全球具有重要影响。然而,现有关于中国塑料代谢的研究仍存在明显局限:数据覆盖不全、分辨率低、时间序列不连贯,尤其对非大宗塑料(如工程塑料、热固性塑料)的关注不足。这些限制阻碍了对塑料物质循环的深入
来源:Scientific Data
时间:2025-12-04
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西班牙语动词识别大型数据集:4,562个动词与假动词的准确率、反应时与词汇普及度研究
在语言认知研究领域,动词处理一直是个特殊而有趣的课题。与名词相比,动词不仅语法功能复杂,其认知加工过程也展现出独特特征。多项研究表明,大脑对动词和名词的处理存在神经层面的分离现象,动词识别通常需要更长的反应时间。这种差异不能完全用词频、词形等表面特征解释,而与动词所蕴含的动作语义密切相关——这就是著名的“具身认知”理论,认为动作词的语义根植于感觉运动神经回路。西班牙语作为全球使用最广泛的语言之一,其近乎完全透明的正字法体系(orthographic transparency)为研究词汇识别提供了理想窗口。与英语等不规则拼写系统不同,西班牙语具有高度一致的形音对应关系,重音位置和音节划分都能从拼
来源:Scientific Data
时间:2025-12-04
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福岛第一核电站微颗粒的同步辐射分析:揭示核事故中燃料碎片的化学状态与演化机制
2011年3月,日本东北地区遭遇巨大地震与海啸袭击,导致福岛第一核电站(Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, FDNPS)发生堆芯熔毁事故。反应堆内燃料棒在极端高温下熔化,与结构材料混合形成复杂混合物,部分物质气化后重新凝结为微米级颗粒。这些颗粒携带了事故期间高温、氧化还原条件及冷却历史的关键信息,但其内部锕系元素(如铀、钚)的化学状态、局部结构及分布规律长期未被明确。理解这些特性对评估燃料 debris 的环境行为、长期稳定性及安全退役策略至关重要。为解决上述问题,日本原子力研究开发机构(JAEA)的研究团队在《Communications Che
来源:Communications Chemistry
时间:2025-12-04
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不规则海胆Scaphechinus mirabilis早期发育中Hox基因表达模式的进化意义
在浩瀚的海洋世界中,海胆作为棘皮动物门的代表,其发育过程蕴含着生命演化的奥秘。最令人惊奇的是,这些海洋生物在发育过程中会经历身体结构的重大重组——从两侧对称的浮游幼体转变为辐射对称的成体。而调控这一过程的关键因子,正是被称为"发育建筑师"的Hox基因家族。这些基因在大多数三胚层动物中呈现出严格的空间和时间共线性表达特征,但在棘皮动物中却表现出令人困惑的表达模式。目前研究发现,海胆类主要分为规则海胆和不规则海胆两大类。规则海胆成体保持典型的五辐射对称,而不规则海胆则在辐射对称的基础上形成了次生两侧对称。更引人深思的是,先前对两种规则海胆(Strongylocentrotus purpuratus
来源:Doklady Biological Sciences
时间:2025-12-04
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海参中发现与海星和海胆同源的绵状体结构揭示棘皮动物排泄器官进化新证据
在浩瀚的海洋中,棘皮动物以其独特的五辐对称结构和精巧的水管系统(water vascular system)独树一帜。这类包括海星、海胆和海参在内的古老生物,拥有由幼虫左侧第二体腔演化而来的特殊循环系统——由围口环(water ring)和放射管(radial water vascular canals)构成的水管系统,驱动着它们的运动与取食。然而,一个困扰学界多年的谜题是:在不同类群的棘皮动物中,那些位于水管系统关键位置的奇特器官——海胆的绵状体(spongy bodies)和海星的蒂氏体(Tiedemann's bodies)——是否在看似形态迥异的海参中同样存在对应结构?2025年发表于
来源:Doklady Biological Sciences
时间:2025-12-04