一、研究背景与科学意义 常染色体显性多囊肾病（Autosomal Dominant Polycystic Kidney Disease, ADPKD）是一种常见的单基因遗传性肾病，影响全球数以百万计的人口。ADPKD主要由肾多囊蛋白家族（尤其是PKD1和PKD2基因）编码的通道亚基变异所致，这些蛋白在肾集合管上皮细胞的初级纤毛（primary cilia）中起着关键的离子通道作用。 长期以来，虽然ADPKD作为“通道病”（channelopathy）和“纤毛病”（ciliopathy）已被学界所认同，但大多数致病基因变异如何具体影响多囊蛋白（polycystins）结构和功能，特别是对离子通道的装配、门控（gating）以及定位于细胞初级纤毛中的交通过程，尚缺乏详细的机制解释。目前针对ADP...

蛋白激酶A致库欣综合征常见突变L205R的分子动态学与变构网络调控机制新解 —— 解读PNAS最新原始研究 一、研究背景及科学问题 蛋白激酶A（Protein Kinase A, PKA）是细胞内重要的信号转导分子，其通过调控磷酸化作用，介导炎症、凋亡、细胞增殖与分化等多种基本生命活动。PKA由调节亚基（R）和催化亚基（C）组成，形成非活性复合体（R2C2），在细胞内以沉默状态存在。激活时，G蛋白偶联受体信号可促进环磷酸腺苷（cAMP）升高，cAMP与R亚基结合，使R与C解离，C亚基释放，进而发挥蛋白磷酸化功能。PKA异常活化会导致多种内分泌相关疾病，例如库欣综合征（Cushing’s Syndrome, CS）和Carney Complex等。 在库欣综合征发病机制中，编码PKA催化亚基α...

植物基因组跨物种建模的里程碑：PlantCaduceus DNA语言模型的创建与突破性应用 一、学术背景与研究动因 在过去二十年里，伴随高通量测序技术的飞速发展，超过1000种植物基因组已经发表，预计未来这一数字还将持续激增。然而，对这些庞大基因组的功能元素进行注释、理解它们在转录和翻译层面的表达调控，以及分析不同遗传变异对于生物个体适应性和性状的影响，一直是植物基因组学乃至作物改良领域中亟需突破的“瓶颈”问题。 相较于动物和人类，植物基因组拥有更复杂的结构，表现为基因组大小巨大、重复序列比例极高、物种间多样性极强，甚至同属同种内部亦具有极大变异。因此，基于单一物种构建的深度学习（deep learning，DL）模型，往往只在特定物种内表现良好，难以跨物种泛化。这极大限制了新测序植物（尤其...

解锁神经递质释放调控新机制：Munc13-1新型自抑制结构及其钙调节作用研究综述 一、学术背景与研究缘起 神经元间信号传递依托于化学突触，突触前神经末梢的神经递质通过囊泡外排（突触胞吐，synaptic exocytosis）精准释放，而突触活动区（active zone，AZ）则为这一过程的分子基础平台。突触活动区的蛋白复合体不仅决定囊泡的对接、起始、融合以及递质释放的准确性，也在神经可塑性等高级神经功能中扮演核心角色。 在众多调控突触外排的分子中，Munc13家族蛋白（Munc13s）被认为几乎参与了外排全程的多步调控，承担了囊泡对接、预融合（priming）以及最终融合等多项关键任务。特别是在哺乳动物脑组织中，Munc13-1作为主要表达的亚型，不仅维持突触传递的基本功能，还调控如短时...

利用仿真推断加速单分子结构识别 ——《amortized template matching of molecular conformations from cryoelectron microscopy images using simulation-based inference》研究新闻报告 研究背景与意义 在分子生物学和结构生物学领域，理解生物大分子如何通过不同构象（conformation）的转变来执行其功能，是揭示生命过程机制的核心目标。众所周知，蛋白质、核酸等生物大分子具有高度的柔性，它们在细胞中不断地于各种构象之间重组，而这些不同的构象往往与分子的生物学功能直接相关。因此，实验上全面刻画分子体系的“构象分布（conformational ensemble）”和结构动力学，成为...

以光控马达和光漂白为窗口，揭示细胞骨架主动物质网络的全局收缩与局部弥散——解读原始研究“motor-driven microtubule diffusion in a photobleached dynamical coordinate system” 学术研究背景 主动物质（Active matter）系统是近年生物物理学和合成生物学领域的前沿话题。主动物质指的是由能够消耗能量并用于自身运动或产生力的“主动组分”组成的系统，例如分子马达（molecular motors）和细胞骨架（cytoskeleton）纤维等。主动物质系统广泛存在于生物体内，从单细胞到多细胞组织，甚至动物个体层面的集体行为（如鱼群协作游动）都可见主动物质系统的组织和动力学特征。 主动物质的一个显著特征，是其可以在没有...

揭示连边预测算法的“富节点”偏见及其应对新策略 —— 解读“Bias-aware Training and Evaluation of Link Prediction Algorithms in Network Biology” 一、学术背景与研究缘起 在过去的十年里，生物网络（network biology）在揭示生物分子关联与功能方面扮演着愈加重要的角色。随着蛋白-蛋白互作（protein–protein interaction, PPI）、疾病基因关系等大规模图谱数据不断丰富，基于图机器学习的连边预测（link prediction, 连边意指网络中节点之间的关联）成为生物信息学和计算生物学中的核心工具。连边预测算法被广泛用于发现未知的生物分子关联，有助于药物靶点发现、疾病机制研究、实...

一、学术背景：从寿命延长到健康寿命的增进 随着20世纪以来全球医疗和社会经济水平的提高，人类整体寿命（Lifespan）显著延长，尤其是在发展中国家。然而，健康寿命（Healthspan）——即个体在无重大慢性疾病和功能障碍、保持全面健康状态下生活的年限——却未能与寿命同步增长。这在全球范围内造成了“健康寿命缺口”（healthspan-lifespan gap），使越来越多的人口虽然生命得以延长，但晚年多伴随慢性疾病、残疾和功能丧失，造成巨大社会、经济和医疗负担。 面对这一挑战，抗衰老生物学领域出现了“老年医学科学”（Geroscience）研究范式。与以往仅聚焦单一疾病的防治不同，Geroscience强调同时针对影响衰老进程的核心生物学机制（如炎症、免疫失衡、代谢异常、细胞功能障碍等“...

学术背景 阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）和年龄相关性黄斑变性（age-related macular degeneration, AMD）分别是全球老年人群认知障碍和视力丧失的主要原因。尽管两者影响不同器官（大脑与视网膜），但近年研究发现它们共享相似的病理特征，如β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积、补体系统激活和慢性炎症。然而，两类疾病的研究长期独立进行，缺乏跨学科整合。本文旨在系统比较AD与AMD的免疫机制异同，探索交叉治疗策略，并揭示组织特异性（脑与视网膜）如何导致相同免疫通路的差异化结局。 论文来源 本文由哈佛医学院Brigham and Women’s Hospital的Oleg Butovsky与Neta Rosenzweig团队撰写，发表于2025年5月的...

学术背景 小胶质细胞（microglia）是中枢神经系统（CNS）中唯一的常驻巨噬细胞，在发育、稳态和疾病中发挥关键作用。传统观点认为小胶质细胞是均一的“静息”或“激活”状态，但单细胞测序技术的出现揭示了其显著的转录异质性。然而，这种异质性的功能意义、驱动因素以及跨物种（如小鼠与人类）的差异仍不明确。 本综述由Beth Stevens团队撰写，旨在系统梳理小胶质细胞在不同环境（如发育、衰老、神经退行性疾病）中的转录状态多样性，探讨状态与功能的关联，并分析人类小胶质细胞研究的挑战与策略，为靶向小胶质细胞的治疗提供理论框架。 论文来源 作者：Constanze Depp、Jordan L. Doman等（共同一作），Beth Stevens（通讯作者） 机构：Boston Children’s ...