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一种检测蛋白质结构变化的纳米孔突破性方法
摘要：科学家们已经开发出一种突破性的方法来检测基于纳米孔技术的蛋白质结构变化。蛋白质链通过工程纳米孔输送，通过微小电流的调制检测到结构的细微变化。这种方法可以改变我们对蛋白质变异如何与疾病相关的理解，并允许即时诊断。由牛津大学领导的一组科学家在检测蛋白质结构变化方面取得了重大突破。该方法发表在《自然纳米技术》杂志上，它采用创新的纳米孔技术来识别单分子水平上的结构变化，甚至在长蛋白质链的深处。人类细胞包含大约20,000个蛋白质编码基因。然而，在细胞中观察到的蛋白质的实际数量要多得多，已知有超过100万种不同的结构。这些变异是通过一种被称为翻译后修饰(PTM)的过程产生的，这种过程发
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一种治疗慢性免疫系统疾病的新方法
杜兰大学的一项新研究发现了一种治疗慢性免疫系统疾病的新方法，这种疾病会阻止儿童进食。嗜酸性食管炎(EoE)是由食物过敏或空气中的过敏原引起的，这些过敏原会导致一种白细胞——嗜酸性粒细胞在食道内壁积聚。这会导致食道缩短，食管壁增厚，使吞咽困难，导致食物卡在喉咙里。据估计，每2000名成年人中就有1人患此病，但更常影响儿童(每1500人中有1人)，儿童的症状可能更难诊断，并带来更大的风险，因为喂养困难可能导致营养不良、体重减轻和生长不良。这项发表在《Communications Biology》杂志上的新研究发现，这种疾病是由白细胞介素-18 (IL-18)引起的，白细胞介素-18是一种参与先天免
来源：Tulane University
时间：2023-08-03
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生命学院李雪明课题组开发聚焦离子束（FIB）减薄样品过程中三维实时定位方法
2023年8月1日，清华大学生命科学学院李雪明课题组在《Journal of Structural Biology》期刊发表了题为“Locating cellular contents during cryoFIB milling using cellular secondary-electron imaging”的研究论文。该论文利用细胞二次电子成像（CESI）技术，解决了聚焦离子束(FIB)切割样品中的定位问题（图1）。该技术基于双束电镜中扫描电镜基本的成像方式，无需额外的设备，样品也无需经过任何处理即可实现。该工作讨论了CSEI技术的成像原理，优化了CSEI的成像设置，使其可在主流的
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定量分析方法揭示降低聚焦离子束电压减少其对冷冻切片的损伤
较体外纯化的蛋白质，在细胞中处于工作状态的蛋白质机器具有更为完整和生理的构象。因此，在细胞环境中直接对蛋白质机器进行三维结构解析是结构生物学的下一个目标，也是冷冻电镜技术发展的前沿。而用冷冻电镜研究细胞中的蛋白质结构，需要用聚焦离子束将细胞减薄成150纳米左右厚度的薄片，此方法通过高能离子束轰击冷冻细胞生成一个薄片，由于离子束接触薄片的上下两个表面，该减薄过程不可避免地会对两个表面产生损伤。目前，尚无手段可以定量地分析其损伤的程度及深度，难以估算这些损伤是否会限制冷冻电镜解析细胞内蛋白质机器的三维结构。 2023年7月31日，《Structure》杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所章
来源：中国科学院生物物理研究所
时间：2023-08-02
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新型治疗方法打败了致命真菌
理研可持续研究科学中心(CSRS)和多伦多大学的研究人员发现了一种攻击真菌感染的新方法。关键是要阻止真菌产生脂肪酸，脂肪酸是脂肪的主要成分。抗真菌药物的耐药性正在增加，这种新方法将特别有用，因为它以一种新的方式起作用，并影响广泛的真菌物种。这项研究发表在科学杂志《Cell Chemical Biology》上。我们大多数人都熟悉脚气，这是一种相对无害的健康问题，去趟药店就能解决。但其他真菌感染更为严重，念珠菌、隐球菌和曲霉类真菌每年造成数百万人死亡。就像细菌对抗生素的耐药性一样，真菌对药物的耐药性在世界范围内也在增长，除非现在采取措施，否则死亡人数可能会在不久的将来上升。目前只有三种主要的抗真
来源：Cell Chemical Biology
时间：2023-08-02
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酷毙了——“冷冻射线”技术
《蝙蝠侠》里的大反派冻人先生用来“冰”敌人的冷冻射线枪?弗吉尼亚大学的一位教授认为，他可能已经找到了如何在现实生活中制造出一台的方法。然而，这一发现——出乎意料地依赖于产生热量的等离子体——并不意味着用于武器。机械和航空航天工程教授Patrick Hopkins希望为航天器和高空喷气机内部的电子设备创造按需表面冷却。“这是目前的主要问题，”Hopkins说。“飞机上的很多电子设备都在升温，但它们没有办法降温。”美国空军非常看好冷冻射线的前景，已经向教授的ExSiTE实验室(热工程实验和模拟)提供了75万美元，用于研究如何在三年内最大限度地利用这项技术。在那里，该实验室将与Hopkins的UVA
来源：University of Virginia School of Engineering and Applied Science
时间：2023-08-02
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新技术发现了衰老大脑的“明显变化”
研究老年人大脑活动的研究人员说，神经元活动和大脑氧合之间的协调发生了变化。这项研究结果由英国兰开斯特大学和斯洛文尼亚卢布尔雅那大学医学中心的科学家发表在《Brain Research Bulletin》上。大脑需要的能量占人体能量消耗的20%，因此大脑和心血管系统必须紧密合作，以确保大脑的每个部分都有足够的能量供应。这是由许多“神经血管单位”完成的，它们的任务是为神经元提供营养。这些神经血管单位在活人体内的功能的无创记录以前从未做过，但现在已经通过使用几种测量技术和兰开斯特大学开发的新分析方法实现了。活体大脑的血氧是用红外光测量的，红外光很容易穿透颅骨。大脑中的神经元活动与电活动有关，电活动是
来源：Brain Research Bulletin
时间：2023-08-02
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研究人员利用新技术发现了衰老大脑中的“明显变化”
研究老年人大脑活动的研究人员说，神经元活动和大脑氧合之间的协调发生了变化。这项研究结果由英国兰开斯特大学和斯洛文尼亚卢布尔雅那大学医学中心的科学家发表在《大脑研究公报》上。大脑需要的能量占人体能量消耗的20%，因此大脑和心血管系统必须紧密合作，以确保大脑的每个部分都有足够的能量供应。这是由许多“神经血管单位”完成的，它们的任务是为神经元提供营养。这些神经血管单位在活人体内的功能的无创记录以前从未做过，但现在已经通过使用几种测量技术和兰开斯特大学开发的新分析方法实现了。活体大脑的血氧是用红外光测量的，红外光很容易穿透颅骨。大脑中的神经元活动与电活动有关，电活动是同时在头皮表面测量的。身体有节奏地
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深圳研究生院潘锋/杨卢奕团队在《化学》期刊发表钠金属负极界面稳定性的重要突破
钠金属负极由于高比容量、低还原电位与丰富的自然资源，被称为钠离子电池的“圣杯”，但界面的固液界面中间相（SEI）的不稳定性限制了其在产业上的实际应用，一方面钠电电解液中SEI存在比锂电更为严重的溶解现象，导致了持续的界面副反应；另一方面SEI仍缺乏足够的机械强度来抑制钠枝晶的生长。然而，SEI的瞬间形成过程导致了其电化学生长机制难以解析，离位表征的测试结果不可避免与真实电池工况条件下的状态存在偏差，尽管大量研究对SEI的化学成分与物理性质进行了表征与分析，但对SEI生长过程的直接观测目前仍是一个棘手的挑战。基于此，北京大学深圳研究生院潘锋教授与杨卢奕副研究员团队通过将多种原位界
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《Nature Immunology》在细胞治疗中减少误伤的新方法
在一种被称为CAR - T细胞(嵌合抗原受体)治疗的有前途的免疫治疗形式中，患者的T细胞被改造成更好地识别和攻击癌细胞表面的抗原。然而，在目前被批准用于对抗淋巴瘤和白血病的治疗方法中，这种疗法有一个缺点:在杀死癌症的狂热中，许多经过改造的T细胞被癌症抗原的残余所污染，这导致它们开始攻击其他T细胞。这最终耗尽了体内的抗癌细胞，并为癌症的复发打开了大门。然而，耶鲁大学的一项新研究发现了一种驯服这些杀伤性T细胞自我毁灭倾向的方法。研究人员说，只需将分子尾巴融合到用于治疗的工程T细胞上，就可以抑制它们相互攻击的倾向。这项研究发表在7月27日的《Nature Immunology》杂志上。耶鲁大学医学院
来源：Nature Immunology
时间：2023-08-01
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新的无创技术检测疟疾不需要血液样本
耶鲁大学公共卫生学院(YSPH)和CytoAstra有限责任公司的研究人员正在开发一种新的检测平台，可以提供一种新的无创疟疾检测方法，不需要血液样本。这种被称为细胞器的平台技术利用激光和超声波检测血细胞中的疟疾感染。开发该平台的研究人员认为，与更传统的疟疾血液检测相比，它可以提供更敏感和可靠的检测结果。传统的疟疾血液检测需要血液样本，而且往往只有在寄生虫负担较高的情况下才能检测到疟疾，从而阻碍了有效的检测和治疗。YSPH的流行病学(微生物疾病)副教授、耶鲁大学医学院传染病学副教授苏尼尔·帕里克(Sunil Parikh)博士说，研究小组最近从比尔和梅琳达·盖茨基金会(Bill & Me
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骨再生新技术
尽管骨骼有再生和自我修复的能力，但当损伤大于一个小的断裂或碎片时，它们通常无法做到这一点。在刚刚发表在《Inflammation and Regeneration》杂志上的一项研究中，日本研究人员开发了一种技术，可以改善大鼠大面积的骨骼再生，他们的发现可能会很好地应用于临床。根据经验，我们大多数人都知道，骨头在轻微断裂或骨折后可以自我修复，让我们像新的一样。不幸的是，在更大的伤害之后，或者由于肿瘤等原因需要移除大量的骨头，骨头通常不能很好地愈合。尽管在动物模型中有许多不同的方法可以改善大面积的骨修复，但很少有技术可以很好地转化为临床。来自东京医科和牙科大学(TMDU)的一个研究小组决定利用血管
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Nature解开一种蛋白质，研发一种新的生物技术工具
科学家们揭开了一种在所有生命领域都有着深厚进化历史的蛋白质的逐步激活过程，为利用其功能作为生物技术工具打开了大门。这种蛋白质属于Argonaute蛋白的“超家族”，之前的研究表明，它与基因沉默有关，这是一个被称为RNA干扰的基本过程。这些蛋白质在真核生物中有很好的特征——植物、真菌、动物、人类和其他具有明确细胞核的细胞的生命形式。在没有细胞核的原核生物中，有两种类型的Argonaute蛋白，长Argonautes和短Argonautes。长Argonautes在结构和功能上与真核生物中的近亲相似。相比之下，短Argonautes采用不同的结构，并执行不同于其他已被充分研究的Argonautes
来源：Ohio State University
时间：2023-07-28
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新生物电子技术绘制植物的快速电信号
当捕蝇草捕捉到昆虫时，它的内部发生了什么?新技术已经发现了导致陷阱突然关闭的电信号。生物电子技术使深入研究植物对环境和压力的反应成为可能。大多数人都知道人类和其他动物的神经系统会发出电脉冲。但是，即使植物没有神经系统，它们也有电信号吗?是的，植物有电信号，是对触摸和压力因素的反应，比如食草动物造成的伤口和对其根部的攻击。与动物可以让路不同，植物必须在生长的地方应对压力因素。“目前非常需要开发更具抗逆性的植物，以便我们能够在未来种植粮食并拥有健康的森林。这就是为什么我们了解植物如何应对压力是很重要的，我认为这项新技术可能会在这个研究领域做出贡献，”电子植物小组组长Eleni Stavrinido
来源：Science Advances
时间：2023-07-28
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PNAS：芯片实验室技术提高了对储存红细胞的评估
Ziya Isiksacan博士是医学和外科工程中心(CEMS)的研究员，是第一作者，Osman Berk Usta博士是马萨诸塞州总医院CEMS的研究员，也是哈佛医学院的外科副教授，是发表在PNAS上的一项新研究的高级作者。利用芯片实验室技术对精确输血医学中储存的红细胞进行评估。这篇文章是多个国际研究所和学科之间的合作，旨在创造讨论和改变，以更好地评估储存血液。什么问题?这是一篇前瞻性的文章，是关于储存红细胞(rbc)的质量问题和输血前缺乏良好的评估。具体来说，我们和其他人认为，由于供体、时间和处理等因素，在目前的做法下，储存的红细胞并不总是安全的。这对于危重患者、长期输血方案患者和需要大量
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埃默里大学的新发现为艾滋病治疗研究提供了潜在的突破
在澳大利亚布里斯班举行的国际艾滋病协会(IAS)会议上，埃默里大学的研究人员公布了一项新研究的结果，揭示了在寻求治愈艾滋病方面令人兴奋的发现。这项研究由Emory微生物学和遗传学项目的博士候选人Monica Reece领导，由Christina Gavegnano博士指导，证明了Jak抑制剂的潜力，特别是ruxolitinib，可以显着降低HIV感染者体内的病毒库，为长期缓解或治愈提供了一种新的途径。艾滋病毒储存库基本上是少数含有休眠病毒的免疫细胞，它们被整合到通过艾滋病毒治疗抑制病毒复制的个体的基因组中，这对实现治愈艾滋病毒构成了重大障碍。这些细胞完全无法被免疫系统检测到，因为病毒处于休眠状
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利用CRISPR基因编辑技术改善心血管健康的新疗法
扩张型心肌病(DCM)是心力衰竭最常见的原因之一，全世界每400人中就有近1人患有此病。据估计，大约40-50%的DCM病例有可识别的遗传原因，这就解释了为什么这种疾病通常在家族中遗传。在《自然通讯》上发表的两项新研究中，来自海德堡EMBL Steinmetz小组的研究人员探索了一种特殊形式的家族性DCM的分子基础，并测试了治疗这种疾病的基因编辑方法。大约3%的家族性DCM病例涉及一种名为RBM20的关键基因的突变。这种基因有助于调节一种被称为“选择性剪接”的RNA加工，主要在心肌细胞中表达。在两项研究中的第一项中，Steinmetz小组探索了RBM20突变影响心肌细胞功能的分子途径。当蛋白质
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无创检测血液循环肿瘤细胞的新方法
当癌细胞获得扩散能力并在身体不同部位形成新肿瘤时，转移就发生了，通常是通过在血液或淋巴管中传播。由于转移是晚期癌症的标志，严重复杂化治疗，它的早期诊断是必不可少的。一种方法是在血液样本中寻找循环肿瘤细胞(ctc)。然而，ctc可能非常罕见，尽管存在于患者的血液中，但它们可能在小血液样本中完全不存在。为了解决这个问题，研究人员开发了一种称为弥漫性体内流式细胞术(DiFC)的技术。它包括用荧光剂标记ctc，将激光直接照射到动脉上，并使用检测器捕获发出的荧光信号来计数ctc的数量。虽然DiFC测量很有前途，但它会受到背景噪声的严重影响，这些噪声主要来自周围组织的固有荧光，称为自体荧光(AF)。来自美
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自我复制的RNA和新的疫苗递送技术显示出更高的安全性和有效性
随着世界继续与各种传染病作斗争，新型疫苗技术的发展仍然是科学研究的前沿。基于mrna的疫苗和利用脂质纳米颗粒(LNPs)进行递送，最近在COVID-19等疾病中显示出令人鼓舞的结果。然而，一个关键的问题是LNPs在体内的广泛生物分布，在某些情况下，这可能会导致意想不到的副作用。最近发表在同行评审期刊《分子疗法》(Molecular Therapy)上的一篇文章揭示了HDT Bio公司的AMPLIFY疫苗平台的前景，该平台将自我复制RNA (repRNA)与其定位阳离子纳米载体(LION?)配方相结合。临床前数据显示，与LNPs递送repRNA疫苗相比，LION技术递送repRNA疫苗具有更有利
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Nature：新方法可熟练地大规模评估蛋白质折叠稳定性
你可能对折纸艺术很熟悉，在这种艺术中，纸被复杂地折叠成各种形状。但是你知道吗，人体内的蛋白质也经历了一个复杂的折叠过程，这对它们的结构和功能至关重要。最近，美国和日本的研究人员在蛋白质折叠稳定性(或蛋白质保持其折叠形状的倾向)方面有了新的发现——这是癌症、阿尔茨海默病和囊性纤维化等疾病的核心因素。在《自然》杂志上发表的一项新研究中，来自西北大学的一个研究小组最近加入了东京大学工业科学研究所，他们开发了一种新的高通量方法，称为cDNA display proteolysis，可以在一次实验中评估近100万种蛋白质的折叠稳定性。蛋白质最初是由单链氨基酸组成，然后折叠成三维形状。不能正确折叠或维持这
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