科学家开发新型纳米涂层 仅用一小时就能杀死99.7%的细菌

科学家开发新型纳米涂层仅用一小时就能杀死99.7%的细菌根据一项新研究，一种比现有配方更快更多地杀灭细菌的新型铜涂层可能在不久的将来可用于医院和其他高人流量的公共场所。尽管目前由纯铜组成的配方是抗菌和自我消毒的，但它们对某些形式的细胞壁较厚的细菌（革兰氏阳性菌）的杀伤力比细胞壁较薄的细菌（革兰氏阴性菌）要慢。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1320081.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1320081.htm

科学家创造新分子 利用细胞中的弱点杀死难以治疗的癌细胞

科学家创造新分子利用细胞中的弱点杀死难以治疗的癌细胞得克萨斯大学达拉斯分校的一名研究人员创造的一种新分子通过利用细胞中的一个弱点杀死了各种难以治疗的癌细胞，包括三阴性乳腺癌的癌细胞，而这个弱点以前并不是现有药物的目标。这项研究是利用分离的细胞、人类癌症组织和小鼠生长的人类癌症进行的，最近发表在《自然-癌症》上。作为该研究的共同通讯作者和得克萨斯大学达拉斯分校自然科学和数学学院的化学和生物化学副教授，Jung-MoAhn博士在其职业生涯的十多年里一直致力于开发针对细胞中蛋白质-蛋白质相互作用的小分子药物。他曾使用一种称为基于结构的合理药物设计的方法，创造了治疗耐药性前列腺癌和乳腺癌的潜在候选化合物。在目前的工作中，Ahn和他的同事测试了他合成的一种名为ERX-41的新型化合物对乳腺癌细胞的影响，包括那些含有雌激素受体（ER）和不含有的乳腺癌细胞。虽然对ER阳性乳腺癌患者有有效的治疗方法，但对三阴性乳腺癌（TNBC）患者却没有什么治疗选择，TNBC缺乏雌激素、孕激素和人表皮生长因子受体-2（HER2）的受体。TNBC通常影响40岁以下的女性，并且比其他类型的乳腺癌有更差的结果。Ahn说：“ERX-41化合物没有杀死健康细胞，但它消灭了肿瘤细胞，而不管癌细胞是否有雌激素受体。事实上，它杀死三阴性乳腺癌细胞的效果比杀死ER阳性细胞的效果更好。”“这在当时让我们感到困惑。我们知道它一定是针对TNBC细胞中雌激素受体以外的东西，但我们不知道那是什么。”为了研究ERX-41分子，Ahn与合作者合作，包括共同通讯作者GaneshRaj博士，UT西南医学中心HaroldC.Simmons综合癌症中心的泌尿学和药理学教授，以及UTHealthSanAntonio的产科和妇科教授RatnaVadlamudi博士。Ahn的生物有机/药物化学实验室的前UTD研究科学家Tae-KyungLee博士参与了该化合物的合成工作。研究人员发现，ERX-41与一种叫做溶酶体酸性脂肪酶A（LIPA）的细胞蛋白结合。LIPA存在于一种叫做内质网的细胞结构中，这是一种处理和折叠蛋白质的细胞器。Ahn说：“为了让肿瘤细胞快速生长，它必须产生大量的蛋白质，而这对内质网造成了压力。癌细胞明显地过度产生LIPA，比健康细胞多得多。通过与LIPA结合，ERX-41阻碍了内质网的蛋白质处理，内质网变得臃肿，导致细胞死亡。”该研究小组还在健康小鼠中测试了这种化合物，并观察到没有不良影响。“我们花了几年时间来追寻到底是哪种蛋白质受到了ERX-41的影响。这是最困难的部分。我们追逐了许多死胡同，但我们没有放弃，”Ahn说。“三阴性乳腺癌特别隐蔽--它针对的是年轻的女性；它具有侵略性，而且对治疗具有抗性。我真的很高兴我们发现了一些有可能为这些病人带来重大改变的东西。”研究人员将这种化合物喂给患有人类形式的癌性肿瘤的小鼠，肿瘤变小了。事实证明，该分子还能有效地杀死从切除肿瘤的病人身上收集的人体组织中的癌细胞。他们还发现，ERX-41对其他内质网压力升高的癌症类型有效，包括难以治疗的胰腺癌和卵巢癌以及...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1309299.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1309299.htm

科学家发现植物枝条可以再生的秘密

科学家发现植物枝条可以再生的秘密在细胞尺度上，SAM的形成受到正向或负向调节因子（基因/蛋白质分子）的严格控制，这些调节因子可分别诱导或限制芽的再生。但是，哪些分子参与其中？是否还有其他调控层尚未被发现？为了寻求上述问题的答案，日本奈良科学技术研究所（NAIST）领导的一个研究小组对基因研究中常用的拟南芥进行了研究。他们的研究成果发表在《科学进展》（ScienceAdvances）上，发现并描述了芽再生的一个关键负调控因子。他们证明了WUSCHEL-RELATEDHOMEOBOX13（WOX13）基因及其蛋白质如何通过作为转录（RNA水平）抑制因子促进胼胝体细胞的非聚合（不分裂）功能，从而影响再生效率。"寻找提高植物嫩枝再生效率的策略由来已久。然而，由于相关的调控机制尚不明确，研究进展一直受阻。"这项研究的主要研究者池内桃子（MomokoIkeuchi）解释说："我们的研究通过定义一种新的细胞命运规范途径填补了这一空白。"相互抑制的WOX13和WUS在多能胼胝体细胞的细胞命运规范中发挥关键作用。胼胝体细胞群中WOX13和WUS的调控机制（左）和空间表达模式（右）示意图。图片来源：MomokoIkeuchi她的团队之前的研究已经确定了WOX13在移植后组织修复和器官粘附中的作用。因此，他们利用两步组织培养系统，首先测试了该基因在控制拟南芥wox13突变体（WOX13功能障碍植物）芽再生中的潜在作用。表型和成像分析表明，缺乏WOX13的植株芽再生速度加快（快3天），而诱导WOX13表达后，芽再生速度减慢。此外，在正常植株中，WOX13在SAM中的局部表达水平降低。这些发现表明，WOX13可以负向调节嫩枝再生。为了验证他们的研究结果，研究人员在多个时间点使用RNA测序对wox13突变体和野生型（正常）植物进行了比较。在胼胝体诱导条件下，WOX13的缺失并没有显著改变拟南芥的基因表达。然而，芽诱导条件显著增强了WOX13突变所诱导的改变，导致芽分生组织调节基因上调。有趣的是，这些基因在突变植株过表达WOX13的24小时内受到抑制。总之，他们发现WOX13在抑制芽分生组织调节基因子集的同时，还直接激活了参与细胞扩增和细胞分化的细胞壁修饰基因。随后基于Quartz-Seq2的单细胞RNA测序（scRNA-seq）证实了WOX13在指定多能胼胝体细胞命运方面的关键作用。这项研究强调，与其他已知的嫩枝再生负调控因子不同，WOX13只阻止了从胼胝体向SAM的转变，它通过促进获得替代命运来抑制SAM的形成。它通过与调控因子WUS之间的相互抑制调控回路来实现这种抑制作用，通过转录抑制WUS和其他SAM调控因子以及诱导细胞壁修饰因子来促进非髓质细胞命运。因此，WOX13是再生效率的主要调控因子。"我们的研究结果表明，敲除WOX13可以促进芽命运的获得，并提高芽的调节效率。这意味着WOX13基因敲除可作为农业和园艺的一种工具，促进组织培养介导的作物新芽再生。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381155.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381155.htm

科学家发现免疫细胞的新特性：就"像制导导弹"

科学家发现免疫细胞的新特性：就"像制导导弹"这些T细胞在皮肤上的定位不仅在出生时很重要，而且对终身免疫也很重要，出现在2023年2月《自然免疫学》杂志封面上的一篇文章的资深作者Xiong说。在子宫里，母亲的防御系统保护胎儿免受细菌侵害。在出生时，皮肤和其他组织如肠道会接触到共生细菌。这些是无害的细菌，通过控制任何致病细菌而变得有益。归巢的皮肤细胞被称为不变的杀伤性T（iNKT）细胞。这些免疫细胞来自一个叫做胸腺的器官，并在该器官中进行编程。在人类中，这个器官位于肺部之间。Xiong说，iNKT细胞与共生细菌合作，维护皮肤健康，并作为身体的屏障抵御细菌性病原体。"我们发现，如果iNKT细胞不能正常进入皮肤，或者皮肤中没有这样的群体，那么皮肤中的共生细菌就会出现失调，细菌组成也会发生变化，"Xiong说。"这可能导致没有足够的友好细菌存在，使潜在的致病细菌过度生长。"在第二个重要发现中，研究人员观察到，以皮肤为目的地的iNKT细胞有助于促进毛囊发育。Xiong说，这些细胞优先位于毛囊周围，并且不是那里唯一存在的细胞。在毛囊内，也有很多共生细菌。这是它们喜欢呆的一个地方，毛囊本身也是免疫防御的关键部位。该研究由美国国家过敏和传染病研究所和美国国家卫生研究院的国家关节炎、肌肉骨骼和皮肤疾病研究所资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355361.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355361.htm

科学家发现 COVID-19 的关键弱点

科学家发现COVID-19的关键弱点加州大学河滨分校研究小组在《病毒》杂志上发表的一篇新论文中描述了一项重要发现。COVID中负责病毒复制的N蛋白需要人体细胞的帮助才能完成工作。细胞中的遗传指令从DNA转录到信使RNA，然后翻译成蛋白质，从而实现生长和与其他细胞交流等功能。翻译之后，蛋白质往往需要酶的额外修饰。这些所谓的翻译后修饰可确保蛋白质以独特的方式完成其预期任务。COVID利用了一种称为SUMOylation的人类翻译后过程，它能将病毒的N蛋白引导到正确的位置，以便在感染人类细胞后包装其基因组。一旦到达正确的位置，该蛋白就能开始将其基因拷贝到新的传染性病毒颗粒中，侵入我们更多的细胞，让我们病得更重。这项新研究的合著者、加州大学旧金山分校综合基因组生物学研究所蛋白质组学核心实验室经理张泉清说："如果位置不对，病毒就无法感染我们。"引发COVID-19的单个病毒。图片来源：MayaPetersKostman/创新基因组研究所蛋白质组学是研究生物体制造的所有蛋白质、它们如何被其他酶修饰以及它们在生物体中发挥的作用。"如果某人受到感染，他或她的某种蛋白质可能会出现与之前不同的表现。张说："这正是我们的设备所要寻找的。"在这种情况下，研究小组设计并进行了实验，使COVID蛋白质的翻译后修饰变得一目了然。UCR生物工程教授、论文通讯作者廖嘉宇说："我们利用荧光向我们展示了病毒与人类蛋白质相互作用并制造新病毒--传染性病毒粒子的位置。这种方法比其他技术更灵敏，能让我们更全面地了解人类蛋白质和病毒蛋白质之间的所有相互作用。"生物工程团队此前利用类似方法发现，两种最常见的流感病毒--甲型流感和乙型流感需要相同的翻译后SUMOylation修饰才能复制。这篇论文表明，COVID依赖于SUMOylation蛋白，就像流感一样。阻止人类蛋白质的进入将使我们的免疫系统能够杀死病毒。目前，治疗COVID最有效的方法是Paxlovid，它可以抑制病毒复制。不过，患者需要在感染后三天内服用。如果过了三天再服用，效果就没那么好了。基于这一发现的新药将对处于各个感染阶段的患者都有用。病毒之间的相似性可能会带来全新的抗病毒药物。如果有足够的支持，Liao估计这些药物可以在五年内开发出来。"我认为其他病毒也可能以这种方式起作用，"廖说。"最终，我们希望既能阻断流感，也能阻断COVID-19，还有可能阻断其他病毒，如RSV和埃博拉病毒。我们正在进行新的发现，以帮助实现这一目标。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1384079.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1384079.htm

哈佛大学科学家发现了一种此前未知的细胞分解蛋白质的方式

哈佛大学科学家发现了一种此前未知的细胞分解蛋白质的方式在一次跨部门合作中，哈佛大学医学院的研究人员发现了一种名为midnolin的蛋白质，它在降解许多短寿命核蛋白的过程中发挥着关键作用。研究表明，midnolin是通过直接抓住蛋白质并将其拉入细胞废物处理系统--蛋白酶体，并将其破坏。科学家发现了一种细胞降解不需要的蛋白质的新方法，这些蛋白质会影响重要的神经、免疫和发育基因。这一发现可能有助于治疗由细胞中蛋白质失衡引起的疾病。研究结果最近发表在《科学》杂志上。共同第一作者、哈佛医学院神经生物学研究员XinGu说："这些特殊的短寿命蛋白质已经为人所知40多年了，但没有人确定它们究竟是如何降解的。"由于在这一过程中被分解的蛋白质会调节与大脑、免疫系统和发育有关的重要功能基因，科学家们最终可能会将这一过程作为控制蛋白质水平的目标，从而改变这些功能并纠正任何功能障碍。"我们发现的机制非常简单，而且相当优雅，"共同第一作者、HMS遗传学博士候选人ChristopherNardone补充说。"这是一项基础科学发现，但对未来有很多影响。"众所周知，细胞可以通过用一种叫做泛素的小分子标记蛋白质来分解蛋白质。标签会告诉蛋白酶体不再需要这些蛋白质，从而将其破坏。已故的弗雷德-戈德堡（FredGoldberg）在哈佛医学院完成了这一过程的大部分开创性研究。然而，有时蛋白酶体分解蛋白质时不需要泛素标签的帮助，这让研究人员怀疑存在另一种不依赖泛素的蛋白质降解机制。Nardone说："文献中有零星证据表明，蛋白酶体能以某种方式直接降解无标记的蛋白质，但没有人明白这是如何发生的。"有一类蛋白质似乎是通过另一种机制降解的，那就是刺激诱导转录因子：这些蛋白质在细胞受到刺激后迅速生成，并进入细胞核打开基因，然后迅速被破坏。Gu说："一开始，让我印象深刻的是，这些蛋白质极不稳定，它们的半衰期很短--一旦产生，它们就会发挥功能，之后很快就会被降解。"哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所内森-马什-普西（NathanMarshPusey）神经生物学教授迈克尔-格林伯格（MichaelGreenberg）与哈佛医学院和布里格姆妇女医院格雷戈尔-孟德尔（GregorMendel）遗传学和医学教授斯蒂芬-埃利奇（StephenElledge）是这篇论文的共同第一作者。从少数到数百为了研究这一机制，研究小组从两个熟悉的转录因子入手：格林伯格实验室对Fos和EGR1进行了广泛研究，前者在学习和记忆中发挥作用，后者则参与细胞分裂和存活。研究人员利用埃利奇实验室开发的复杂蛋白质和基因分析方法，锁定了midnolin这种有助于分解这两种转录因子的蛋白质。后续实验发现，除了Fos和EGR1，midnolin还可能参与分解细胞核中的数百种其他转录因子。Gu和Nardone回忆说，他们对自己的研究结果感到震惊和怀疑。为了证实他们的发现，他们决定要弄清楚midnolin究竟是如何靶向和降解如此多不同的蛋白质的。Nardone说："当我们确定了所有这些蛋白质之后，关于midnolin机制究竟是如何工作的还有许多令人费解的问题。"借助一种名为AlphaFold的机器学习工具（可预测蛋白质结构），再加上一系列实验室实验的结果，研究小组得以充实这一机制的细节。他们发现，midnolin有一个"捕捉结构域"--该蛋白质的一个区域可以捕捉其他蛋白质，并将它们直接送入蛋白酶体，在蛋白酶体中被分解。这个"捕捉结构域"由两个独立的区域组成，这两个区域通过氨基酸连接在一起（就像一根绳子上的手套），能抓住蛋白质中一个相对非结构化的区域，从而使midnolin能够捕捉多种不同类型的蛋白质。值得注意的是像Fos这样的蛋白质负责开启基因，促使大脑中的神经元根据刺激进行接线和重新接线。IRF4等其他蛋白质通过确保细胞能够制造功能性B细胞和T细胞，激活支持免疫系统的基因。埃利奇说："这项研究最令人兴奋的地方在于，我们现在了解了一种不依赖泛素化的降解蛋白质的新的通用机制。"诱人的转化潜力在短期内，研究人员希望更深入地研究他们发现的机制。他们正计划进行结构研究，以更好地了解midnolin如何捕获和降解蛋白质的细节。他们还在制造缺乏midnolin的小鼠，以了解这种蛋白质在不同细胞和发育阶段的作用。科学家们说，他们的发现具有诱人的转化潜力。它可能提供一种途径，研究人员可以利用它来控制转录因子的水平，从而调节基因表达，进而调节体内的相关过程。格林伯格说："蛋白质降解是一个关键过程，它的失调是许多失调和疾病的基础，包括某些神经和精神疾病，以及一些癌症。"例如，当细胞中Fos等转录因子过多或过少时，可能会出现学习和记忆问题。在多发性骨髓瘤中，癌细胞会对免疫蛋白IRF4上瘾，因此它的存在会助长这种疾病。研究人员尤其感兴趣的是，找出哪些疾病可能是开发通过mindolin-蛋白酶体途径发挥作用的疗法的理想候选者。Gu说："我们正在积极探索的一个领域是如何调整该机制的特异性，以便它能特异性地降解感兴趣的蛋白质。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379781.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379781.htm