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Cell:揭示细胞免受紫外线损伤RNA机制


大家都知道紫外线会诱导DNA损伤导致皮肤癌,然而我们很少关注到RNA也会受到紫外线损伤的影响。

3月18日,德国马克斯-普朗克免疫生物学与表观遗传学研究所的研究人员在Cell杂志上发表了相关研究,论文题目为:RNA damage compartmentalization by DHX9 stress granules。研究揭示了子细胞可以保护自己免受来自母细胞的紫外线损伤RNA的伤害。


图片来源:Cell

研究团队发现母代细胞受到紫外线导致的RNA损伤后,使内含子RNA加工异常,并在子细胞中触发DHX9应激颗粒。这些应激颗粒可以隔离受损的RNA,抑制子代细胞的蛋白翻译,并激活双链RNA应激反应和P62自噬小体,从而保护子代细胞免受母代细胞受损RNA的伤害。这项研究有助于我们更好的理解细胞如何应对RNA损伤的机制,为预防和治疗与RNA相关的疾病提供了新的理论和方向。


图片来源:Cell

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重磅!利用AI从零设计抗体


传统抗体的开发依赖于动物免疫,或抗体库筛选方法。这些方法费力、耗时,并且可能无法产生与治疗相关表位相互作用的抗体。近年来,人工智能(AI)在从头设计蛋白质等领域取得了许多突破性进展。,还未见使用AI从头设计结构精确的抗体。

3月18日,华盛顿大学David Baker团队改进RFdiffusion模型(从头设计全新蛋白质的深度学习方法),它能够设计全新的抗体可变重链(VHH),使其能够结合用户指定的抗原表位。这一相关研究发表于bioRxiv上,其论文题目为:Atomically accurate de novo design of single-domain antibodies。这是首次使用AI从头设计出了全新的抗体,是一个里程碑时刻,标志着AI从头设计蛋白开始进入抗体药市场。

图片来源:bioRxiv

研究团队设计的抗体中,约1%从头设计的抗体可与目标蛋白成功结合并发挥作用,冷冻电镜确定了一种流感抗体的结构,并发现它识别靶标蛋白的预期部分。这些设计的抗体与其靶蛋白的结合不是特别强,进入临床还有很长的路要走。少数公司已经在使用生成式AI来帮助开发抗体药物,David Baker希望RFdiffusion模型可以帮助解决具有挑战性的药物靶点,例如目前最主要的药物靶点类别——G蛋白偶联受体(GPCR)。


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 科学重磅!人类人工染色体新技术开发

人类人工染色体(HAC)潜在优势多,能在人体细胞内发挥作用,有可能彻底改变基因疗法包括某些癌症的治疗方法,并有许多实验室用途。然而,HAC的开发技术受到严重阻碍。传统开发方法中,用于制造HAC的DNA构造体以不可预测的结构和拷贝数发生多聚化,且产生的HAC有时结合宿主细胞中的天然染色体位点,使对它们的编辑变得不可靠。

3月21日,来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院研究人员领导的团队在这一领域取得了重大突破,相关研究结果发表在Science期刊上,论文标题为:Efficient formation of single-copy human artificial chromosomes。该研究设计出一种利用单个较长的设计DNA构建体来制造HAC的高效技术。这项创新有望加速DNA研究,并将对基因治疗和生物技术产生重大影响。

图片来源:Science

研究人员没有试图抑制多聚化,而是绕过了这个问题,增加了输入DNA构建的大小,使其自然倾向于保持可预测的单拷贝形式。他们设计的改进HAC,包括含有更大、更复杂中心粒的更大初始DNA构建体,这使得HAC可以利用单个这样的DNA构建体形成。在向细胞递送时,他们使用了一种能够携带更大载荷的基于酵母细胞的递送系统。与标准方法相比,他们的方法能更有效地形成有活力的HAC,并能产生在细胞分裂过程中能自我繁殖的HAC。研究小组还将为其他高等生物制造人工染色体,包括用于农业应用的植物,如抗虫、高产作物等。


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 Science:揭秘油菜素内酯首个“搬运工”


油菜素内酯是第六大类植物激素,它在细胞内部合成,但是需要运输到细胞外才能发挥作用。然而,从被发现至今已80余年,由谁负责搬运、运输的过程又是什么样,一直是个未解之谜。这极大地限制了油菜素内酯信号调控的研究。

3月22日,中国科学技术大学生命科学与医学部孙林峰团队联合比利时根特大学Eugenia Russinova团队在油菜素内酯的运输领域取得了重大突破,他们发现了油菜素内酯(BR)首个转运蛋白——拟南芥ABCB19蛋白,它可以将油菜素内酯搬运到细胞外。这项成果填补了BR激素信号研究领域的关键空白,对理解BR激素调控植物生长发育具有重要意义。以“Structure and function of the Arabidopsis ABC transporter ABCB19 in brassinosteroid export”为题,发表于Science上。

图片来源:Science

先前学术界认为,ABCB19蛋白运输的是生长素。当它被破坏后,其突变体蛋白植株会出现生长素信号缺陷的特征。然而,孙林峰团队观察到ABCB19蛋白突变体植株与其他生长素搬运蛋白突变体植株外形表现并不一致。因此,团队大胆推测:ABCB19蛋白是否还运输其他植物激素。他们测试了多种植物激素后发现,BR能够显著促进ABCB19蛋白的能量消耗,还观察到ABCB19蛋白是如何结合、“装载”BR分子。进一步与Eugenia Russinova团队深度合作,利用植物遗传学、生理学手段,通过一代代的种植与培育,最终在植物细胞内证实了ABCB19蛋白能够运输BR,并且正向调控植物的BR信号


油菜素内酯运输机理漫画示意图,来源于北青网

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 Nature:只需一针,使免疫系统年轻化


免疫系统的大多数细胞都与造血干细胞(HSC)有关。年轻时,HSC平衡产出淋巴细胞和髓系细胞;年老时,HSC偏向产生髓系细胞,这被认为是免疫衰老的关键原因。免疫系统的年龄相关变化包括适应性免疫下降和炎症增加。

3月27日,美国斯坦福大学研究团队在Nature期刊发表了相关研究,以“Depleting myeloid-biased haematopoietic stem cells rejuvenates aged immunity”为题。该研究开发了一种新的抗体疗法,只需注射一针,就能让年迈的免疫系统恢复年轻状态,大大提升抗感染的能力,且在动物实验中展示出了逆转免疫衰老的效果。

图片来源:Nature

研究团队设想用抗体帮HSC“做减法”,即将偏向于产生髓系细胞的HSC消耗掉,留出位置给那些更平衡的HSC。通过研究分析发现,偏向髓系细胞的HSC表面有一组特殊蛋白,平衡型HSC则不同。基于此,他们设计了一种抗体,通过靶向这类蛋白就能识别并清除偏向髓系细胞的HSC。事实上,他们也证明了这种方法能耗竭衰老小鼠的髓系偏向HSC,让免疫系统恢复年轻特征,同时炎症性衰老减轻。经处理的年老小鼠能对病毒感染产生更好的免疫应答。









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