学术背景 DNA损伤修复（DDR, DNA Damage Repair）是维持基因组稳定的核心机制，其功能异常与癌症发生发展密切相关。Valosin-containing protein（VCP/p97）作为AAA+ ATP酶家族成员，在DDR过程中通过识别泛素化蛋白并招募修复因子（如53BP1、BRCA1等）发挥关键作用。然而，VCP在胞质合成后如何转运至细胞核的机制尚未阐明。同时，核转运受体Karyopherin β1（KPNB1）在多种癌症中高表达，但其在DDR中的具体调控机制亦不明确。本研究旨在揭示VCP核转运的分子机制，并开发靶向该通路的小分子抑制剂。 论文来源 本论文由四川大学华西医院甲状腺外科Xing Zhichao、生物治疗国家重点实验室Ye Haoyu、Wu Wenshua...

学术背景 质子传递（proton transfer）在生物能量转换（如ATP合成）和信号传导中扮演核心角色。传统理论认为质子通过水分子链或氨基酸侧链的”跳跃机制”（hopping mechanism）实现传输，而近年来提出的”质子耦合电子转移”（PCET, proton-coupled electron transfer）假说认为电子转移可能同步参与该过程。由于生命系统具有高度手性（chirality）特征，”手性诱导自旋选择性”（CISS, chiral-induced spin selectivity）效应——即电子在手性环境中运动时会产生自旋极化（spin polarization）——可能影响这一过程。本研究以溶菌酶（lysozyme）晶体为模型，首次揭示了质子传递效率与电子自旋状态...

学术背景 RNA作为遗传信息载体和功能分子，长期以来被认为是”不可成药”的靶点。近年来，随着对RNA结构生物学认识的深入，科学家们开始探索靶向RNA的小分子药物开发。然而，这一领域面临三大核心挑战：(1) 缺乏系统化的RNA-配体识别规律；(2) 大尺寸RNA-小分子复合物的高分辨率结构解析困难；(3) 功能性RNA配体的筛选方法有限。 本研究针对真菌病原体中广泛存在的group I intron（I类内含子）这一特殊RNA结构，通过整合高通量筛选、药物化学和冷冻电镜技术，首次实现了对大型催化性RNA的从头配体设计及高分辨率结构解析。该工作为RNA靶向药物开发提供了重要的分子机制模板。 论文来源 本研究成果由Yale大学Anna Marie Pyle教授团队领衔完成，第一作者为Tianshu...

学术背景 G蛋白偶联受体（GPCRs）是人体内最大的膜蛋白家族，通过异源三聚体G蛋白（由Gα、Gβγ亚基组成）传递胞外信号。G蛋白作为分子开关，其活性状态由GTP/GDP循环调控： - 失活态：Gα结合GDP并与Gβγ形成稳定复合物 - 激活态：GPCR催化GDP释放后Gα结合GTP，与Gβγ解离 长期以来，特异性抑制G蛋白信号的工具匮乏。天然环肽FR900359（FR）和YM-254890（YM）虽能高效抑制Gq/11亚家族，但其分子机制尚未完全阐明。传统观点认为它们仅通过”楔入”Gα的GTP酶域和α螺旋域阻止GDP释放（即GDI功能）。本研究旨在揭示这些抑制剂是否通过稳定Gα-Gβγ界面发挥更广泛的调控作用。 论文来源 该研究由多国团队合作完成，通讯作者为Gebhard Schertle...

学术背景 微生物组（microbiome）是地球上多样性最丰富的生态系统之一，由数百种功能各异的微生物种群通过复杂的资源交换网络相互作用而成。然而，一个长期未解决的核心问题是：这种惊人的多样性如何通过种群间的代谢互作得以维持？ 其中，交叉喂养（cross-feeding）——即微生物通过代谢副产物相互供给营养的机制——被认为是关键驱动因素，但其网络结构如何影响群落稳定性仍不明确。 传统生态学理论（如May的复杂性-稳定性理论）难以解释微生物组的高多样性维持机制。此外，微生物培养实验中常见的“大部分自然多样性无法被实验室培养”的现象，也被推测与交叉喂养网络的破坏有关。因此，Tom Clegg与Thilo Gross团队试图通过网络渗透理论（percolation theory），建立结构化的数...

学术背景与研究动因 随着复杂样品分析需求的日益增长，色谱技术，尤其是全二维气相色谱-质谱联用（GC×GC–MS, Comprehensive Two-dimensional Gas Chromatography coupled with Mass Spectrometry）作为无靶向代谢组学等领域的主力技术，尽显强大解析力。GC×GC–MS可在单次实验中同时分离和检测上百甚至数千种化合物成分，但其所产生的数据量庞大且结构复杂，维度高，数据解读困难，成为阻碍该技术广泛应用的最大瓶颈。尽管已有商业软件试图提供自动化的数据处理与解析，但高昂的成本、专业门槛，以及“黑箱”式算法的不透明，依然限制了数据深度挖掘和研究的灵活性。 为克服这些难题，学界逐渐将化学计量学（chemometrics）理念引入多...

学术背景与研究动因 近年来，蛋白质-配体对接（protein–ligand docking）作为虚拟药物筛选（virtual drug screening）和结构基础新药研发（structure-based drug discovery）的核心技术，得到了迅速发展。随着大规模高通量筛选技术的应用，药物发现的效率有所提升，但新药开发依然面临成本高昂、周期漫长、转化率有限等问题。传统的小分子对接方法多基于蛋白质与配体三维结构及能量函数的评估，但如何进一步提升对接的精准度，是该领域持续努力解决的关键技术难题。 与此同时，冷冻电镜（cryo-electron microscopy, cryo-EM）技术以其无需结晶、可解析膜蛋白与大分子复合物等特点，已发展为结构生物学的重要手段。虽然部分冷冻电镜密度...

学术背景 有机发光二极管（OLED）技术近年来取得了显著进展，尤其是在热激活延迟荧光（TADF）材料领域。TADF材料通过反向系间窜跃（RISC）过程将三重态激子转换为单重态激子，从而实现高效率的发光。然而，传统的TADF材料通常面临效率滚降（efficiency roll-off）和光谱展宽的问题，尤其是在多共振（MR）TADF材料中。MR-TADF材料通过引入电子富集的氮原子和电子缺乏的硼原子，减少了结构弛豫，从而实现了窄带发射。然而，这类材料的RISC速率（kRISC）较低，导致效率滚降问题。 为了解决这一问题，研究者们提出了通过引入重原子（如溴、碘、硫、硒等）来增强自旋轨道耦合（SOC）效应，从而加速RISC过程。然而，传统的重原子引入方法通常通过共轭路径直接连接到MR发色团，这往往...

学术背景 光合微生物能够通过将太阳能转化为化学能，直接将二氧化碳（CO₂）转化为高附加值的长链化学品，这为CO₂封存与可持续发展提供了极具前景的路径。然而，光合反应中产生的关键还原力——还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）——主要用于支持微生物在黑暗环境中的生存，而非用于生物合成。这一限制严重制约了光合微生物在实际应用中的潜力。为了解决这一问题，研究者们提出了一种太阳能解耦的生物混合策略，通过将持久性光催化剂与光合微生物结合，实现光反应与暗反应的解耦，从而在无光照条件下持续利用CO₂并进行长链化学品的生物合成。 论文来源 这篇论文由Na Chen、Jing Xi、Tianpei He等作者共同撰写，来自武汉大学人民医院、湖南大学、上海交通大学等机构。论文于2025年4月10日发表在C...

学术背景 硼氢化物燃料电池（Direct Borohydride Fuel Cells, DBFCs）作为一种潜在的碳中性能源，因其使用硼氢化钠（NaBH4）作为阳极燃料而备受关注。NaBH4具有便携、无毒、水溶性和环境稳定性等优点，使得DBFCs在理论上能够提供高达1.64 V的电压和9.3 kWh/kg的能量密度。然而，传统的DBFCs在实际应用中面临两大挑战：阴极氧还原反应（ORR）的动力学缓慢，以及阳极硼氢化物氧化反应（BOR）的选择性低，导致其输出功率密度和效率难以满足工业应用的需求。 为了解决这些问题，研究者们提出了一种新型的硼氢化物燃料电池（BHFC），通过用酸性氢析出反应（HER）替代传统的ORR，以实现高效的电力生成和并发的氢气生产。该研究通过界面工程和局部环境调控策略，设...