克服单粒子冷冻电镜中的优选取向问题：深度学习的创新解法 背景介绍 近年来，单粒子冷冻电子显微镜（Single-Particle Cryo-EM）技术因其能够解析生物大分子在接近天然状态下的原子分辨率结构，已成为结构生物学领域的核心技术。然而，在实际应用中，研究者一直面临一个棘手的技术瓶颈，即“优选取向”（Preferred Orientation）问题。这一问题主要由于生物分子在冷冻电镜网格上分布不均，导致在某些方向上的数据采样不足。这种取向偏差通常是由样品制备过程中分子与空气-水界面（Air-Water Interface, AWI）或支撑膜-水界面的相互作用引起的。 优选取向问题在三维重构中显得尤为突出，因为它带来的各向异性（Anisotropy）会使三维结构受损，甚至失真，具体表现为二...

单分子光学镊子技术揭示小分子激活剂与PR65蛋白的结合机制 学术背景 蛋白质磷酸酶2A（PP2A）是一种关键的细胞信号调节酶，其功能失调与多种癌症和慢性疾病（如阿尔茨海默病和慢性阻塞性肺病）密切相关。因此，PP2A的重新激活被认为是治疗这些疾病的重要策略。近年来，小分子激活剂（SMAPs）被开发用于直接结合PP2A的支架亚基PR65，从而恢复其功能。然而，PR65与小分子激活剂之间的结合机制及其对蛋白质构象的影响尚不明确。为了解决这一问题，研究人员利用单分子光学镊子技术（NOTs）结合分子动力学模拟（MD），深入研究了小分子激活剂ATUX-8385与PR65的结合动力学及其对蛋白质构象的影响。 论文来源 本论文由Annie Yang-Schulz、Maria Zacharopoulou、Se...

解析人脑中的GABAA受体结构：一项突破性研究 学术背景 GABAA受体（γ-氨基丁酸A型受体）是大脑中最重要的抑制性神经递质受体之一，负责调控神经元的快速抑制性信号传递。这些受体不仅是治疗癫痫、焦虑、抑郁和失眠等疾病的关键药物靶点，还被广泛用于麻醉药物的作用机制研究。GABAA受体由19种不同的亚基组成，形成五聚体配体门控离子通道。尽管过去的研究通过重组表达和小鼠模型揭示了部分GABAA受体的结构和功能，但人类大脑中天然GABAA受体的亚基组成和三维结构仍然不明确。特别是，人类大脑中GABAA受体的亚基组合比啮齿类动物更为复杂，且其与辅助蛋白的相互作用尚未得到充分研究。 为了解决这一问题，研究人员从癫痫患者的手术切除脑组织中分离出含有α1亚基的GABAA受体，并利用冷冻电镜技术（cryo-...

振荡性经颅电刺激与光幻视感知的定量特征研究 背景介绍 光幻视（phosphene）是指在没有任何外部视觉刺激的情况下，人们感知到光点的现象。这种现象在视觉神经科学和意识研究中具有重要意义，因为它可以帮助我们理解大脑如何将神经活动与感知内容联系起来。过去的研究表明，通过直接电刺激视觉皮层或应用经颅磁刺激（TMS）可以诱导光幻视。近年来，经颅交流电刺激（transcranial alternating current stimulation, TACS）也被证明能够引发光幻视，但其背后的机制尚不明确。TACS涉及电场的节律性变化和极性的交替（兴奋与抑制相），这使得光幻视感知的精确机制难以厘清。 为了区分电场节律性变化和极性交替对光幻视感知的影响，本研究采用了振荡性经颅直流电刺激（oscillat...

外泌体作为肺癌精准诊断的生物标志物 学术背景 肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因之一，尤其是非小细胞肺癌（NSCLC）和小细胞肺癌（SCLC）的早期诊断和精准治疗仍然面临巨大挑战。传统的组织活检虽然被认为是肺癌诊断的“金标准”，但其侵入性、耗时性和高成本限制了其在早期诊断中的应用。近年来，液体活检（liquid biopsy）作为一种非侵入性诊断方法，逐渐成为研究热点。液体活检通过分析血液等体液中的循环肿瘤细胞（CTCs）、循环肿瘤DNA（ctDNA）以及外泌体（extracellular vesicles, EVs）等生物标志物，为肺癌的早期诊断和精准治疗提供了新的可能性。 外泌体是由细胞分泌的纳米级膜包裹囊泡，携带蛋白质、脂质、DNA和RNA等多种生物活性物质，能够通过细胞间通讯调控受体细...