同义密码子对蛋白质主链构象影响的再评估 —— 一项严格统计检验下的结构生物学范式辩证 一、学术背景与研究动因 在分子生物学和结构生物学的领域，密码子（codon）与蛋白质结构之间的关系一直是研究关注的热点。传统观念认为，蛋白质的一级结构（即氨基酸序列）决定其空间构象（折叠），而遗传密码的“简并性”允许同一种氨基酸由多个“同义密码子（synonymous codons）”编码。从20世纪末开始，越来越多的文献证实，同义密码子的使用偏好与诸多生物学过程密切相关，如mRNA剪接、翻译速率调控及蛋白质折叠动力学等。这些联系不仅丰富了我们对分子生物学中的“非编码信息”的理解，也对蛋白质设计和基因工程提出了更多维度的理论基础。 2022年，一项由A. A. Rosenberg等人发表于Nature Co...

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...

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...