学术背景 蛋白质自组装是生物系统中普遍存在的现象，其功能多样，从结构支持到生化反应调控。尽管近年来在蛋白质设计领域取得了显著进展，但现有的自组装蛋白质结构通常依赖于严格的对称性，这限制了其尺寸和复杂性的进一步提升。为了突破这一限制，研究人员从细菌微室和病毒衣壳中的伪对称性（pseudosymmetry）中获得灵感，开发了一种层次化的计算方法，用于设计大型伪对称自组装蛋白质纳米材料。这一研究旨在通过打破严格对称性的限制，设计出更大、更复杂的蛋白质纳米笼（nanocages），从而扩展自组装蛋白质结构的多样性。 论文来源 该研究由来自University of Washington的Quinton M. Dowling、Young-Jun Park、Chelsea N. Fries等研究人员共同...

四组分蛋白质纳米笼的设计：通过程序化对称性破缺实现 学术背景 蛋白质纳米笼（protein nanocages）是一类具有高度对称性的蛋白质组装体，广泛应用于疫苗开发、药物递送和纳米材料设计等领域。自然界中的病毒通常通过对称性破缺（symmetry breaking）来构建复杂的结构，尤其是高三角数（higher triangulation number, T）的二十面体（icosahedral）结构。然而，自然界中尚未发现通过对称性破缺构建的四面体（tetrahedral）或八面体（octahedral）高T数结构。为了探索这一领域，研究人员提出了一种通用的设计策略，通过伪对称化（pseudosymmetrization）三聚体构建块，构建高T数的四面体、八面体和二十面体纳米笼。 论文来源...

单晶二维半导体的生长式单片三维集成技术研究 学术背景 随着现代电子工业的快速发展，三维（3D）集成技术逐渐成为提升电子器件性能的重要手段。传统的二维（2D）集成电路在尺寸缩小和性能提升方面面临诸多挑战，尤其是在纳米尺度下，电阻-电容（RC）延迟问题日益突出。为了克服这些限制，研究人员开始探索三维集成技术，通过垂直堆叠芯片来减少互连距离，从而降低功耗并提高数据传输效率。 目前，通过硅通孔（Through-Silicon Via, TSV）技术是唯一能够实现单晶器件三维集成的方法。然而，TSV技术存在成本高、芯片对齐困难以及占用宝贵芯片空间等问题。此外，传统的单片三维（Monolithic 3D, M3D）集成方案虽然具有潜力，但在低温下在非晶或多晶表面上生长单晶半导体材料仍然是一个巨大的挑战。...

基于结构导向开发选择性酪蛋白水解蛋白酶P激动剂作为抗金黄色葡萄球菌药物的研究 学术背景 金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是一种常见的革兰氏阳性病原菌，能够引发多种人类感染，包括皮肤和软组织感染。随着耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的广泛传播，抗生素的使用频率增加，导致耐药性问题日益严重。然而，由于抗生素研发成本高昂且利润较低，大型制药公司对抗菌药物的研发兴趣逐渐减弱。因此，寻找新的抗菌靶点和开发有效的抗生素成为当前的重要挑战。 酪蛋白水解蛋白酶P（Caseinolytic protease P, ClpP）是一种在细菌和人类中高度保守的丝氨酸蛋白酶，在蛋白质质量控制中发挥关键作用，通过降解错误折叠的蛋白质来维持细胞稳态。ClpP的失调已被证明会影响多种病原菌的...

基于热力学图谱的相变与临界指数推断研究 学术背景 相变（phase transitions）是自然界中普遍存在的现象，从水的沸腾到磁性材料的铁磁-顺磁转变，再到生物大分子（如蛋白质和核酸）的构象转变，相变在多个科学领域中扮演着重要角色。然而，准确量化相变及其温度依赖性特征仍然是一个极具挑战性的问题，尤其是在数据稀疏或复杂的情况下。传统的统计力学方法虽然提供了研究相变的理论框架，但在实际应用中，由于相变区域的采样困难，计算相变特征（如临界温度、热容和临界指数）往往需要大量的计算资源。 为了解决这一问题，Lukas Herron、Kinjal Mondal、John S. Schneekloth Jr. 和 Pratyush Tiwary 等研究人员提出了一种名为“热力学图谱”（Thermody...