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小非编码RNA在精子发生及男性不育中的功能机制

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中国科学：生命科学 2024年第4期54卷 556-568页

作者：潘舵武怡辰殷子奇刘默芳中国科学院分子细胞科学卓越创新中心生物化学与细胞生物学研究所上海200031

小非编码RNA是一类特殊的基因调控因子,可在转录、转录后和表观遗传水平上调控真核生物细胞的基因表达.大量研究发现,包括piRNA,miRNA和tsRNA等小非编码RNA在哺乳动物雄性生殖细胞中高丰度表达,为精子发生和雄性生殖必需,其表达异常及... 详细信息

小非编码RNA是一类特殊的基因调控因子,可在转录、转录后和表观遗传水平上调控真核生物细胞的基因表达.大量研究发现,包括piRNA,miRNA和tsRNA等小非编码RNA在哺乳动物雄性生殖细胞中高丰度表达,为精子发生和雄性生殖必需,其表达异常及相关调控通路基因突变与男性不育密切相关.本文总结近期关于小非编码RNA与精子发生相关的研究进展,将主要概述小非编码RNA在哺乳动物精子发生中的生物学功能和作用机制相关最新研究进展,并探讨其异常调控与男性不育的相关性及其在男性不育临床诊治中的潜在应用.

关键词：小非编码RNA piRNA miRNA tsRNA 精子发生男性不育

RNA调控在精子发生及男性不育中的新功能和新机制

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中国科学：生命科学 2024年第1期54卷 59-72页

作者：潘舵殷子奇刘默芳中国科学院分子细胞科学卓越创新中心生物化学与细胞生物学研究所上海200031

精子发生是哺乳动物体内最复杂且高度协调的细胞发育过程,尚有许多未解之谜.男性不育已成为当前一个全球性的人口健康及社会问题,但一半以上患者病因不明.已有研究证据表明,大量RNA结合蛋白在睾丸特异性表达或高表达,结合蛋白质编码mRNA... 详细信息

精子发生是哺乳动物体内最复杂且高度协调的细胞发育过程,尚有许多未解之谜.男性不育已成为当前一个全球性的人口健康及社会问题,但一半以上患者病因不明.已有研究证据表明,大量RNA结合蛋白在睾丸特异性表达或高表达,结合蛋白质编码mRNA或/和非编码RNA组成RNA调控网络,在表观遗传、转录及转录后等多重水平调控雄性生殖细胞的基因表达,在精子发生中发挥不可或缺的重要作用,为雄性生育所必需.近年来的研究发现, RNA调控通路相关基因突变与男性不育密切相关,显示RNA调控异常是男性不育新病因.本文总结近期关于RNA调控与精子发生相关的研究进展,将主要概述RNA修饰调控、可变剪接调控、翻译调控、降解调控等在精子发生中的新功能和新机制,并探讨其异常调控与男性不育的相关性及其在男性不育临床诊治中的潜在应用.

关键词：男性不育精子发生 RNA调控 RNA结合蛋白

铑催化苯甲酰亚胺导向C—H活化合成茚[1,2-c]异喹啉-11-酮

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化学学报 2024年第6期82卷 565-569页

作者：黄佳鑫刘敏徐辉戴辉雄中国科学院上海药物研究所原创新药研究全国重点实验室上海201203 中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室上海200032 中国科学院大学北京100049

茚并[1,2-c]异喹啉是一类非常重要的有机杂环骨架,在药物化学、有机光电材料方面有着广泛的应用.本工作以苯甲酰亚胺乙酯及α-重氮-1,3-二酮为底物,通过金属铑催化,构建了茚[1,2-c]异喹啉酮骨架.进一步通过还原反应,高效合成具有生物活... 详细信息

茚并[1,2-c]异喹啉是一类非常重要的有机杂环骨架,在药物化学、有机光电材料方面有着广泛的应用.本工作以苯甲酰亚胺乙酯及α-重氮-1,3-二酮为底物,通过金属铑催化,构建了茚[1,2-c]异喹啉酮骨架.进一步通过还原反应,高效合成具有生物活性的茚并[1,2-c]异喹啉产物.该反应具有良好的底物普适性和官能团兼容性.机理试验表明该反应可能经历了五元环铑中间体,且碳氢键活化为反应的决速步.

关键词：茚并[1,2-c]异喹啉 C—H键活化铑催化

电化学促进2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导的甘氨酸衍生物氧化脱氢Povarov/串联反应

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有机化学 2024年第3期44卷 940-950页

作者：李章健王振华郭剑峰方萍马聪刘润华梅天胜四川师范大学化学与材料科学学院成都610068 中国科学院上海有机化学研究所、金属有机化学国家重点实验室、中国科学院大学上海200032 中国科学院上海有机化学研究所、宁波中科新材料创制中心浙江宁波315800

研究了电化学氧化甘氨酸衍生物与烯烃之间的氧化脱氢Povarov/串联反应,其中氮氧自由基2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)作为媒介降低了电化学反应的电位,避免了某些富电子的芳胺在较高电位下的过氧化.它为甘氨酸衍生物的氮-α位官能团... 详细信息

研究了电化学氧化甘氨酸衍生物与烯烃之间的氧化脱氢Povarov/串联反应,其中氮氧自由基2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)作为媒介降低了电化学反应的电位,避免了某些富电子的芳胺在较高电位下的过氧化.它为甘氨酸衍生物的氮-α位官能团化提供了潜在的途径,并通过Shono氧化与Povarov反应的结合,开发了一种在温和条件下高产率合成喹啉衍生物的有效方法.

关键词：电化学 2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO) Povarov反应 Shono氧化

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合成生物学赋能:从学科发展到产业转化

中国科学院院刊 2024年第5期39卷 851-861页

作者：熊燕马雪晴陈大明刘晓赵国屏中国科学院上海营养与健康研究所上海生命科学信息中心上海200031 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海营养与健康研究所生物医学大数据中心上海200031 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032

合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念,在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式,并在基因组和系统生物学的基础上,构建工程化的新生命体系,为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径,不... 详细信息

合成生物学通过引入工程科学“自下而上”认识生命体系的理念,在生命科学研究中采用“设计—构建—测试—学习”迭代的研究范式,并在基因组和系统生物学的基础上,构建工程化的新生命体系,为生命科学提供了“从创造到理解”的新途径,不仅颠覆了从整体到局部的“格物致知—还原论”的传统研究策略,还开启了理解生命本质的“建物致知”新文化。同时,合成生物学将生物技术由“模拟自然过程”和“遗传工程改造”上升至“定量理性设计”和“标准化构建测试”的高度,推动生物工程和代谢工程朝着对标生命过程的高效率、普适性的工程化“重编程”,甚至是“从头构建”的新高度,以实现“建物致用”的目标。文章梳理了合成生物学近年来在生命科学基础研究中“建物致知”方面的重要进展,列举了其在化工、医药、食品、环境等应用领域中“建物致用”的具体案例,展现了合成生物学对人类社会全面发展正在发挥的重大影响,强调了为确保合成生物学的健康、快速发展,构建会聚生态系统与治理体系的重要性。

关键词：合成生物学赋能会聚创新生态系统

SARS⁃CoV⁃2免疫逃逸NTD中和抗体的分子机制

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电子显微学报 2024年第3期43卷 329-338页

作者：洪琴徐诗奇王艳兴张超黄忠丛尧中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所) 上海200031 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海免疫与感染研究所上海200031

针对严重急性呼吸综合征冠状病毒2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)中和抗体的开发,主要针对SARS-CoV-2表面的刺突(Spike,S)蛋白。大多数中和SARS-CoV-2的单克隆抗体(MAbs)可结合S蛋白的受体结合结构域(receptor-binding domain,RBD),从而阻断病毒与血管紧张素转化酶2(Angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)的相互作用。作者早期通过SARS-CoV-2原型株S蛋白免疫小鼠,筛选得到S2G4,S2H5,S4D4,S5B84株与S蛋白氮末端结构域(N-terminal domain,NTD)不同表位结合的单克隆抗体,其中S2H5活病毒中和能力最强。本研究利用冷冻电镜技术解析了S2H5的抗原结合片段(Fab)结合SARS-CoV-2原型株S蛋白复合体的结构,共获得六种构象,其中S2H5 Fab结合在S蛋白的NTD上,结构模拟完整S2H5抗体结合S蛋白可以空间上阻碍S蛋白与ACE2相互作用,揭示了S2H5中和SARS-CoV-2原型株的结构基础。此外,作者应用假病毒中和实验,分析了上述四种抗体对SARS-CoV-2多种突变株的中和能力,显示了其突变株对NTD抗体的免疫逃逸,并从结构生物学角度对各突变株表现出的免疫逃逸提供了可能的解释。

关键词：新型冠状病毒刺突蛋白中和抗体冷冻电镜

复杂二倍半萜Retigeranic acid A的全合成

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有机化学 2024年第4期44卷 1371-1373页

作者：汪洋杨晨黄莎华上海应用技术大学化学与环境工程学院上海201418 中国科学院上海有机化学研究所上海200032

1965年,Retigeranic acid A最早由Seshadri等[1a-1b]从地衣植物网肺衣(Lobaria retigera)中分离.1972年,通过单晶X射线衍射确定结构[1c](图1).该分子具有独特的5/6/5/5/5五环骨架,其中A/B环为反式氢化茚满(trans-hydrindane),C/D/E环为角型三奎烷(angular triqunane),同时具有8个手性中心(其中3个季碳中心).虽然该分子的生物学功能未知,但是复杂的稠环体系吸引了众多合成化学家的关注.自从20世纪80年代后期,Corey、Paquette、Hudlicky和Wender等[2]相继实现了其全合成,最近杨震等[3]也开展了研究工作.

关键词：全合成手性中心单晶X射线衍射地衣植物二倍半萜杨震

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生物质碳点用于细菌成像和检测研究进展

分析科学学报 2024年第3期40卷 356-363页

作者：邱婷中国科学院上海有机化学研究所上海200032

随着细菌感染和抗生素耐药性形势越来越严峻,对开发快速、简单、灵敏的细菌检测和成像技术的需求越来越迫切。使用天然原料或者将低价值废弃物为原料得到的生物质碳点,不仅保留了传统半导体量子点优异的光电特性,还具有更好的生物相容... 详细信息

随着细菌感染和抗生素耐药性形势越来越严峻,对开发快速、简单、灵敏的细菌检测和成像技术的需求越来越迫切。使用天然原料或者将低价值废弃物为原料得到的生物质碳点,不仅保留了传统半导体量子点优异的光电特性,还具有更好的生物相容性、更低的制备成本以及绿色环保的合成方法,符合未来能源可持续发展的趋势。生物质碳点已在细菌成像和检测上表现出极大的潜力,但面对如此丰富的生物质来源,如何选择合适的碳源并结合生物质碳点的优点构建效果更好的细菌成像和检测方法仍存在问题。本篇综述梳理了生物质碳点的种类,概述了生物质碳点在细菌成像和检测中的应用,对生物质碳点作为成像和检测传感器的不足进行了分析,希望为开发出更符合需求的成像探针和更有效的检测方法提供参考。

关键词：生物质碳点细菌检测细菌成像

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核苷类甲基转移酶抑制剂的研究进展

药学学报 2024年第5期59卷 1126-1150页

作者：张俊杰刘同超熊兵中国科学院上海药物研究所上海201203 中国科学院大学北京100049

S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)作为仅次于ATP第二普遍存在的辅助因子,其主要的功能是作为SAM依赖性甲基转移酶的甲基供体,对DNA、RNA、蛋白质等基本生命物质进行甲基化修饰。此过程构成了表观遗传调控、细胞信号转导和生物代谢循环的重要一环,... 详细信息

S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)作为仅次于ATP第二普遍存在的辅助因子,其主要的功能是作为SAM依赖性甲基转移酶的甲基供体,对DNA、RNA、蛋白质等基本生命物质进行甲基化修饰。此过程构成了表观遗传调控、细胞信号转导和生物代谢循环的重要一环,参与多种疾病的发生与发展,因此,SAM依赖性甲基转移酶已成为药物研发的潜在靶点。最近,许多核苷类分子已经被开发为甲基转移酶的SAM竞争性抑制剂,从而阻断下游的信号通路,达到治疗相关疾病的目的。本文系统性回顾基于SAM结构开展改造的甲基转移酶抑制剂设计策略和研发过程,分析核苷类甲基转移酶抑制剂研发的不足和解决方法,为未来设计靶向甲基转移酶SAM结合位点的核苷类分子提供更多的思路。

关键词：表观遗传学 S-腺苷-L-蛋氨酸甲基转移酶核苷类似物