一种特异性带负电荷序列赋予Munc13-1蛋白突触胞吐功能的分子内调控

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...

基于仿真推断的冷冻电镜分子构象模板匹配方法

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...

光漂白动力学坐标系中马达驱动的微管扩散

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...

面向偏差感知的网络生物学链路预测算法的训练与评估

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...

健康寿命蛋白质组特征的开发与验证

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“...

小胶质细胞转录状态及其功能意义:环境驱动多样性

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 ...