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合成生物学4月科研进展盘点tvt体育
发布:2023-06-06 04:49:29 浏览:

  tvt体育有 线月总结有代表性论文共计29篇,亮点进展9篇,内容偏向合成生物化学、蛋白质工程、合成微生物组、细胞与基因治疗等4大领域,研究热点为蛋白质从头设计、抗体进化及结构预测、癌症诱发及治疗相关研究等。

  本文为合成生物学月度科研进展汇总,依据合成生物学契合度、发表期刊影响力、学术创新性、科学传播广度等进行归纳总结。本文仅代表编者观点,排序未有任何实质意义。

  脲酶中有毒金属向活性位点的递送”的文章,利用冷冻电镜确定了幽门螺杆菌UreFD/脲酶和克雷伯氏肺炎杆菌UreD/脲酶复合物的结构,其分辨率分别为2.3和2.7埃。通过结构、突变和生化研究的综合分析,展示了活化复合物的形成会打开一个长度为100埃的通道tvt体育,镍离子通过UreFD被递送到脲酶的活性位点。

  微生物食品革命”的综述文章,探讨了微生物在食品中的不同应用,并研究了其历史tvt体育、最新技术和对当前食品系统的颠覆潜力。既涵盖了利用微生物将其生物质生产成整体食品的方法,也包括将其作为细胞工厂制造高功能和高营养成分的方法。同时还讨论了技术、经济和社会的限制,以及当前和未来的展望。

  利用蛋白质语言模型高效进化人类抗体”的文章,报道了一种通用的蛋白质语言模型,通过虚拟筛选在进化上合理的的突变,能够高效地进化人类抗体tvt体育,尽管模型不知道关于目标抗原、结合特异性或蛋白质结构的任何信息。作者对七种抗体进行了语言模型引导的亲和力成熟化,每种抗体仅在两轮实验室进化中验证筛选了20个或更少的变体,将四种临床相关的高度成熟抗体的结合亲和力提高了7倍,将三种未成熟抗体的结合亲和力提高了多达160倍,许多设计还展示出更高的热稳定性和对埃博拉病毒和SARS-CoV-2伪病毒的中和活性。这种优化抗体结合的同一模型也可以在不同的蛋白质家族和选择压力下引导高效的进化,包括抗生素抗性和酶活性等,这表明这些结果具有普适性,适用于多种进化场景。

  美国哈佛大学化学与化学生物学系David R. Liu团队在《Science》

  碱基编辑在细胞和小鼠层面上实现对脊髓性肌肉萎缩症的治疗”的文章,描述了一种对基因组SMN2进行编辑的基因治疗方法。SMN2是SMN1基因的不充分拷贝,携带一个C6>

  T突变。作者使用碱基编辑器修改了五个SMN2的调控区域,修复了SMN2的T6>

  C突变,将生存运动神经元(SMN)蛋白表达恢复到了野生型水平。通过腺相关病毒9型载体介导的方法将碱基编辑器递送至Δ7SMA小鼠中,平均T6>

  C转换率为87%,改善了运动功能,并延长了平均寿命。同时,一次性的碱基编辑和努西汀共同给药进一步增强了治疗效果。总而言之,这些发现展示了一次性碱基编辑治疗脊髓性肌肉萎缩症SMA的潜力。

  工程化皮肤细菌诱导抗肿瘤T细胞响应黑色素瘤”的文章,通过将皮肤细菌表皮葡萄球菌工程化,使其表达锚定在分泌或细胞表面蛋白上的肿瘤抗原。在定植后,经过工程化的表皮葡萄球菌能引发肿瘤特异性的T细胞反应,这些T细胞通过循环,浸润到局部和转移性病灶,并展现细胞毒性。因此,皮肤定植体的免疫反应可以在远端部位促进细胞免疫,并通过在共生菌中表达目标抗原,将免疫反应重新定向到治疗感兴趣的靶点上。

  面向热稳定COVID-19 mRNA疫苗的微针疫苗打印机”的文章,描述了一种自动化的过程,用于在独立设备中打印微针贴片法(MNP) COVID-19 mRNA疫苗。疫苗墨水由载有mRNA的脂质纳米颗粒和可溶性聚合物混合而成tvt体育,通过体外筛选配方优化以实现高生物活性。实验证明,使用模型mRNA构建评估时,得到的微针贴片在室温下至少可稳定保存6个月。疫苗的负载效率和微针的溶解性表明,用单个贴片可以提供微克级尺度的有效mRNA剂量,其封装在脂质纳米颗粒中。使用手工制备的mRNA编码SARS-CoV-2刺突蛋白受体结合域的MNP进行小鼠免疫,能够引发与肌肉注射类似的长期免疫反应。

  长寿工程 - 设计可延缓细胞衰老的合成基因振荡器”的文章,重塑了决定细胞朝核仁或线粒体衰退的命运决策的内源性切换开关,工程化出了一个自主的遗传时钟,能够在个体细胞中产生持续的核仁和线粒体衰老过程之间的振荡。

  瑞士洛桑生物工程研究所蛋白质设计与免疫工程实验室Bruno E. Correia团队与合作者在《Nature》

  利用学习到的表面指纹进行蛋白质相互作用的从头设计”的文章,开发一种基于蛋白质表面的几何深度学习网络,通过生成表面指纹来描述驱动蛋白-蛋白相互作用的核心几何和化学特征。

  为了验证该方法的实际效力,作者分别为SARS-CoV-2刺突蛋白、PD-1、PD-L1、CTLA-4四种蛋白设计了相应的数个从头设计的蛋白质Binders,得到了无需经过优化就能达到纳摩尔亲和力的Binders,表现出了很高的预测准确性。总而言之,该工作开发的以蛋白质表面为中心的方法很好地捕获了蛋白质分子间识别的物理和化学决定性特征,能用于蛋白质相互作用的从头设计,乃至功能引导的人工蛋白质设计。

  美国华盛顿大学西雅图分校生物化学系David Baker团队在《Science》

  基于强化学习的自上而下蛋白质架构设计”的文章,提出了一种基于“自上向下”强化学习的蛋白质设计方法,利用蒙特卡洛树搜索在整体架构和指定功能约束的背景下采样蛋白质构象。所设计的盘状纳米孔和超紧凑的二十面体的冷冻电子显微镜结构与计算模型非常接近。

  合成生物学每月科研进展专栏以总结合成生物学最新科研进展为首要任务,涉猎包括但不限于Nature、Science、Cell 、Nature子刊、Science子刊、Nucleic Acids Research、PNAS等20多种核心期刊,内容跨定量合成生物学、合成基因组学、合成生物化学、合成微生物组学、合成免疫学、基因组工程tvt体育、材料合成生物学、细胞与基因治疗、合成生物自动化设备、基因线路、蛋白质工程、代谢工程、合成生物学元件与工具设计等领域,旨在以最快捷的方式、最便利的平台让读者获取到自己感兴趣的合成生物学最新研究成果。