使用冷冻电子断层扫描技术对染色质生物分子凝聚体进行定量空间分析

学术背景 生物分子凝聚体(biomolecular condensates)是细胞内通过液-液相分离(LLPS)形成的无膜细胞器,在基因表达、信号传导等关键生物学过程中发挥重要作用。然而,由于传统成像技术的限制,凝聚体内部的高分辨率结构信息长期缺失,这阻碍了对其功能机制的深入理解。染色质(chromatin)作为真核生物细胞核内遗传物质的主要组织形式,其动态凝聚与解聚过程直接影响基因调控,但染色质凝聚体的精细结构和分子排布规律仍不明确。 本研究由Michael K. Rosen团队主导,旨在解决以下关键问题: 1. 如何克服传统冷冻电镜制样技术对液态凝聚体结构的破坏 2. 如何在高密度的凝聚体内部实现单个核小体(nucleosome)的精确定位与取向分析 3. 比较体外重构染色质凝聚体与天然...

解码蛋白质相分离密码:基于语言模型和构象嵌入的PSTP算法助力病理变异解释

一、学术背景与研究意义 近年来,蛋白质液-液相分离(phase separation,PS)作为调控细胞内生物分子的关键机制,受到生命科学领域的广泛关注。相分离不仅推动了无膜细胞器(biomolecular condensates)的形成,还广泛影响着生化反应速率、蛋白质组织与定位,并与癌症和神经变性疾病等重大疾病的发生密切相关。尽管相分离现象的生物学意义逐渐被认识,但其驱动机制和调控密码仍显复杂且难以捉摸,尤其是在驱动相分离的蛋白质区域识别方面,科学界仍然面临诸多挑战。 传统的相分离预测方法,大多依赖已有的蛋白质注释信息或人工设定的特征参数。这些方法虽然在已知蛋白质上表现良好,但面临着对未知蛋白质、变体和不同物种间广泛泛化能力的严重不足。同时,针对蛋白质序列的局部驱动区域(residue-...

PABPC1相分离调控慢性粒细胞白血病急变期及治疗耐药性的选择性翻译控制

学术背景与问题引入 慢性髓性白血病(Chronic Myeloid Leukemia, CML)是一种由BCR-ABL1融合基因驱动的血液系统恶性肿瘤。尽管酪氨酸激酶抑制剂(Tyrosine Kinase Inhibitors, TKIs)显著改善了CML患者的生存率,但TKI耐药性和疾病进展至急变期(Blast Crisis, BC)仍然是临床治疗中的主要挑战。急变期患者的预后极差,中位生存期不足一年。因此,研究CML进展的分子机制,特别是探索新的治疗靶点,具有重要的临床意义。 近年来,越来越多的研究表明,翻译调控在癌症进展中起着关键作用。然而,翻译调控在CML进展中的具体机制尚不明确。本研究旨在通过高通量筛选和功能研究,揭示CML急变期进展的翻译调控机制,并探索潜在的治疗策略。 论文来源...

在锂富氧化物正极材料中相分离和纳米限域流体O2

锂离子电池正极材料结构变化的动态与热力学研究 学术背景与研究动机 锂离子电池是现代便携电子设备和电动汽车的重要动力来源,传统上使用层状LiCoO2正极材料。然而,持续的高能量密度需求促使科学家们探索新的高能量密度电极。锂富氧化物正极材料(如Li1.2Mn0.8O2)因为在循环中能同时利用过渡金属离子和氧化还原反应,提供了比传统正极材料更高的能量密度。然而,这些材料在循环过程中往往伴随着结构变化,大大影响其能量密度。理解这些结构变化及其与氧氧化还原行为之间的关系成为改进锂富正极材料的主要挑战。虽然已有研究揭示了一些氧氧化引起的结构变化,如过渡金属迁移和氧二聚化,但由于实验和建模的困难,关于原子至纳米尺度的详细图景仍不完善。 论文来源 这篇文章由Kit McColl、Samuel W. Cole...