分类: 生物学

  • 新型蛋白质“细胞磁带”可追溯细胞活动历史

    来源:《自然》

    密歇根大学团队开发出一种由AI辅助设计、细胞自行组装的柔性蛋白质纤维“CytoTape”。该纤维能像磁带一样,通过颜色标记分子标签记录数周内的细胞活动。实验显示,该技术已在小鼠大脑中记录超过1.4万个神经元的时间分辨转录活动,突破了传统成像在分辨率与规模间的限制,有望揭示疾病过程中的时空动态。

  • 研究发现膜脂交换速率可由单一热力学参量预测

    来源: Small

    比利时研究团队发现,生物膜中脂质分子的交换速率可由膜的热膨胀系数这一单一热力学参量准确预测。研究表明,脂质交换并非单个分子的简单跃迁,而是类似玻璃态物质的集体协同重排过程,发生在膜结构瞬时“松驰”的罕见时刻。这一热力学框架此前已成功用于描述药物稳定性及有机电子材料行为,现首次应用于生物分子系统,为理解并调控其他生物过程的动力学机制提供了新视角。

  • 光控生物开关实现对离子通道的精确“调光”调控

    来源: Nature Chemical Biology

    莱比锡大学与德累斯顿工业大学团队成功开发出新型光控分子开关AzPico和AzHC,能通过不同波长光可逆地调控TRPC4/TRPC5离子通道活性:紫光激活通道,蓝光则抑制其功能,实现类似“调光器”的精细强度控制。研究已成功应用于脑神经激活、肾上腺肾上腺素释放及小肠运动调控,并借助冷冻电镜解析了其结合位点。该“色光调控”技术为理解复杂生理功能及开发时空可控疗法提供了新工具。

  • 单酶催化实现RNA四种核苷酸前体的高效合成

    来源:《自然-通讯》

     东京科学研究所研究团队从海洋细菌中发现一种名为MAN的聚磷酸激酶,其能利用廉价、稳定的聚磷酸作为磷酸供体,高效地将普通核苷酸前体一步转化为所有四种核糖核苷三磷酸(NTPs)。该方法大幅降低了RNA合成原料的成本与步骤复杂度,为mRNA疫苗生产、RNA诊断及合成生物学提供了可持续、高效的酶促解决方案。

  • 首个大脑溶酶体蛋白质图谱揭示神经退行性疾病新线索

    来源:《细胞》(Cell)

     斯坦福大学研究团队利用LysoTag技术,首次绘制出大脑神经元、星形胶质细胞等四类主要细胞中溶酶体的蛋白质图谱,涵盖790种蛋白。该图谱揭示了溶酶体蛋白在不同细胞类型中的特异分布,并将罕见神经疾病SLC45A1相关疾病确认为溶酶体贮积症。这为理解阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的细胞起源及开发靶向疗法提供了关键资源。

  • 靶向ROBO2-EP300通路或实现无疤愈合

    来源:《细胞》(Cell)

    斯坦福大学研究发现,面部与头皮源于神经嵴的成纤维细胞因表达ROBO2蛋白,能抑制促纤维化基因,从而实现更接近再生的无疤愈合。通过移植这类细胞或使用靶向EP300的小分子药物,可诱导小鼠背部伤口像面部伤口一样愈合,疤痕显著减少。该机制可能普遍适用于体内外各类瘢痕形成,为开发无疤治疗策略提供了新靶点。

  • 量子工程改造蛋白质,开启生物技术新方向

    来源:《自然》(Nature)

    研究团队通过定向进化技术,成功改造出新型磁敏荧光蛋白(MFPs),使其能在光照下与磁场、无线电波发生量子相互作用。这是首次通过工程化手段在蛋白质中构建量子效应,并研制出原型成像设备,可类似MRI但能追踪活体内特定分子或基因表达。该突破融合了合成生物学、量子物理与人工智能,为靶向药物递送、肿瘤基因监测等生物医学应用提供了全新工具,并深化了对自然界量子现象的理解。

  • 癌症“超级增强子”驱动基因过度活跃导致DNA自损

    来源:《科学进展》

    研究发现,癌细胞依赖“超级增强子”持续高活性驱动生长基因表达,但这种过度活跃会导致局部DNA承受机械应力,引发双链断裂。断裂并非随机分布,而是聚集于超级增强子调控的基因区域。细胞虽能修复损伤,但反复的断裂-修复循环容易引入错误,促使突变累积,从而加速癌症演化与耐药性产生。这一发现揭示了癌症基因不稳定的新机制,并提示靶向这些高活性DNA区域或相关修复通路可能成为新的治疗策略。

  • 仿生激光雷达实现视网膜式动态聚焦

    来源:《自然·通讯》

    研究人员受人类视网膜中央凹视觉启发,开发出一种芯片级激光雷达系统。该系统能动态地将高分辨率(角分辨率达0.012°)感知聚焦于感兴趣区域,同时保持大视场的全局感知。其核心技术包括可调谐外腔激光器和基于薄膜铌酸锂平台的可重构电光频率梳,实现了“微并行”扫描,在提升局部细节密度的同时避免了硬件通道数量的指数级增加。该技术有望应用于自动驾驶、无人机及机器人视觉,推动高效、智能的三维感知发展。

  • 研究发现大脑组织硬度通过Piezo1蛋白调控关键化学信号

    来源:Nature Materials

    国际研究团队发现,大脑发育过程中,组织硬度通过机械敏感蛋白Piezo1调控关键化学信号(如Semaphorin 3A)的表达。Piezo1不仅感知力学刺激,还通过调节细胞黏附蛋白维持组织稳定性,从而塑造引导神经元生长的化学环境。这一力学-化学耦合机制揭示了物理因素如何主动指导大脑发育,对理解器官发育及相关疾病具有重要意义。