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线粒体RNA结合蛋白AMG-1/SLRP-1复合体开拓生殖发育研究新视野

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科学通报 2025年

作者：常占鑫王鹏苗龙北京师范大学生命科学学院细胞增殖与调控生物学教育部重点实验室中国科学院生物物理研究所中国科学院生物大分子卓越研究中心RNA生物学重点实验室中国科学院大学

在哺乳动物中,线粒体是细胞的能量工厂,通过氧化磷酸化（oxidative phosphorylation, OXPHOS）产生ATP,为精子运动和顶体反应提供必需的能量.精子的鞭毛运动依赖于大量的ATP,线粒体在精子中集中分布于中段,为鞭毛的摆动提供能量支持. Se...

在哺乳动物中,线粒体是细胞的能量工厂,通过氧化磷酸化（oxidative phosphorylation, OXPHOS）产生ATP,为精子运动和顶体反应提供必需的能量.精子的鞭毛运动依赖于大量的ATP,线粒体在精子中集中分布于中段,为鞭毛的摆动提供能量支持. Setiawan等人[1]的研究表明,在线粒体中,氧化磷酸化是生成ATP的主要途径,尤其是在需要大量能量的情况下,如精子激活过程中氧化磷酸化生成的ATP支持鞭毛的运动,这是精子游动所必需的.

关键词：

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古菌功能演化与真核生物起源

中国科学:生命科学 2025年第2期55卷 297-312页

作者：卢中一东秀珠申玉龙曾芝瑞荆新云周瑾洁邹大雨戴欣李之萌郑小伟祁磊宋宁黄奇洪李洁郑峰峰杨威李凌燕佘群新黄力赵国屏李猛深圳大学高等研究院深圳大学古菌生物学研究中心深圳大学合成生物学研究中心深圳市海洋微生物组工程重点实验室广东省海洋微生物组工程高校重点实验室深圳518060 中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室北京100101 山东大学生命科学与技术学院微生物技术国家重点实验室青岛266237 南方科技大学海洋科学与工程系深圳518055 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032

真核生物起源是地球生命的重要演化跃迁事件之一,是生命科学领域亟待解答的重大基础科学问题.物种系统发育关系分析表明,真核生物相对于细菌与古菌具有更近缘的关系,且二者使用同源的遗传信息传递系统,提示真核生物可能起源自古菌.近年... 详细信息

真核生物起源是地球生命的重要演化跃迁事件之一,是生命科学领域亟待解答的重大基础科学问题.物种系统发育关系分析表明,真核生物相对于细菌与古菌具有更近缘的关系,且二者使用同源的遗传信息传递系统,提示真核生物可能起源自古菌.近年来,古菌新类群的发现为揭示古菌向真核生物功能演化的过程提供了重要科学依据.本文将从古菌的物种和代谢多样性、遗传信息传递系统、类真核生物内膜系统分子机器和细胞膜脂组成四个方面,综述古菌功能演化研究的前沿进展,试图解答真核生物起源的问题,并展望该领域的研究对生物学发展的启发.

关键词：古菌古菌功能基因及蛋白功能演化古菌多样性真核生物起源

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邻近标记技术在蛋白质-蛋白质相互作用研究中的应用和进展

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遗传 2025年

作者：许昕薷仇本华鄢秀敏上海交通大学医学院附属新华医院环境与儿童健康重点实验室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)细胞生物学国家重点实验室中国科学院大学

蛋白质-蛋白质相互作用在细胞内的几乎所有生物过程中都扮演着至关重要的角色。近年来，邻近标记技术作为一种前沿实验方法，被广泛应用于细胞内蛋白质相互作用和亚细胞区室空间蛋白质组等方面的研究。这项技术通过在目标蛋白质周围引... 详细信息

蛋白质-蛋白质相互作用在细胞内的几乎所有生物过程中都扮演着至关重要的角色。近年来，邻近标记技术作为一种前沿实验方法，被广泛应用于细胞内蛋白质相互作用和亚细胞区室空间蛋白质组等方面的研究。这项技术通过在目标蛋白质周围引入化学标记物，实现对邻近蛋白质的标记和捕捉。结合质谱鉴定与分析，邻近标记技术能够以高时空分辨率捕捉蛋白质间的相互作用及细胞区室的蛋白质组信息。与传统方法相比，邻近标记技术凭借其高时空分辨率和高灵敏度，成为研究细胞内蛋白质功能、相互作用及蛋白质空间组学的重要工具。本文系统介绍了蛋白质邻近标记技术的原理、分类及其应用，以期为研究人员提供全面的技术视角，促进蛋白质邻近标记技术在细胞生物学、蛋白质组学以及疾病机制研究中的更广泛应用。

关键词：邻近标记技术蛋白质相互作用空间蛋白质组

长牡蛎(Crassostrea gigas)环GMP-AMP合酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)的基因克隆与功能研究

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热带海洋学报 2025年第1期44卷 24-34页

作者：白晶毛帆刘客林宋菁晨喻子牛张扬暨南大学广东广州510632 中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301

环GMP-AMP合酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)是一种关键的细胞内传感器,能够识别细胞质内异常存在的DNA并触发免疫反应。为了揭示cGAS在软体动物先天性免疫调控中的重要作用,本研究成功克隆了长牡蛎中的cGAS基因(CgcGAS),其开放阅读框... 详细信息

环GMP-AMP合酶(cyclic GMP-AMP synthase,cGAS)是一种关键的细胞内传感器,能够识别细胞质内异常存在的DNA并触发免疫反应。为了揭示cGAS在软体动物先天性免疫调控中的重要作用,本研究成功克隆了长牡蛎中的cGAS基因(CgcGAS),其开放阅读框(open reading frame,ORF)全长1623bp,编码540个氨基酸,理论相对分子质量为62.3kDa,并具有保守的Mab21结构域。系统进化分析表明了CgcGAS为软体动物cGAS家族中的一员。定量逆转录聚合酶链式反应(qRTPCR)结果显示CgcGAS广泛表达于各组织,并在消化腺的相对表达量最高。亚细胞定位实验观察到CgcGAS蛋白在细胞核和细胞质中都有分布,主要定位于细胞核,提示其可能在细胞核内的DNA感应以及细胞质内的DNA结合和信号传递中发挥作用。另外,双荧光素酶报告基因系统和RNA干扰实验结果显示,CgcGAS能够显著激活核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)和干扰素刺激性反应元件(interferon-sensitive response element,ISRE)信号通路,及其下游的炎症相关因子干扰素诱导病毒抑制蛋白(virus inhibitory protein endoplasmic reticulum-associated interferon-inducible,viperin)、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)、白细胞介素-17(interleukin-17,IL-17)及转录因子干扰素调节因子2/8(interferon regulatory factor 2/8,IRF2/8)的表达。综上所述,CgcGAS在长牡蛎的先天性免疫反应中的信号传递过程中发挥了关键作用。

关键词：长牡蛎先天性免疫环GMP-AMP合酶基因克隆功能

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C型凝集素受体DC-SIGN及其在流感病毒感染中的研究进展

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中国免疫学杂志 2025年第2期41卷 456-460页

作者：屠叶清郑蕊罗德炎王慧军事科学院军事医学研究院微生物流行病研究所病原微生物生物安全国家重点实验室北京100071 安徽医科大学基础医学院合肥230032

C型凝集素受体DC-SIGN是一类主要在树突状细胞表面表达的跨膜蛋白,其碳水化合物识别域可与多种病原体结合。近年随着人们对病毒感染免疫研究的深入,DC-SIGN在其中扮演的多方面作用逐渐被挖掘。作为一种模式识别分子,DC-SIGN在固有免疫... 详细信息

C型凝集素受体DC-SIGN是一类主要在树突状细胞表面表达的跨膜蛋白,其碳水化合物识别域可与多种病原体结合。近年随着人们对病毒感染免疫研究的深入,DC-SIGN在其中扮演的多方面作用逐渐被挖掘。作为一种模式识别分子,DC-SIGN在固有免疫应答、适应性免疫应答中均发挥重要作用,并可介导病毒顺式和反式感染。本文从DC-SIGN的结构与功能、表达与配体入手,介绍其在不同物种中的同源物,最后综述其在流感病毒感染中的作用,以期为研究和治疗DC-SIGN相关病毒感染提供新思路。

关键词： C型凝集素 DC-SIGN(CD209) 流感病毒感染

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CO2还原用甲酸脱氢酶分子改造的研究进展

生物技术通报 2025年

作者：陆峰黄玉红林燕娜马富强中国科学院苏州生物医学工程技术研究所中国科学院生物医学检验技术重点实验室医药酶工程研究中心中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室威海先进医用材料与高端医疗器械山东省实验室

随着全球对可持续能源转型和温室气体减排的迫切需求，CO?的高效绿色转化成为能源、环境科学以及化学工程等多个领域的研究热点。特别是在应对气候变化的背景下，CO2的捕集和利用被视为实现碳中和的重要途径之一。甲酸脱氢酶（FDH）作为... 详细信息

随着全球对可持续能源转型和温室气体减排的迫切需求，CO?的高效绿色转化成为能源、环境科学以及化学工程等多个领域的研究热点。特别是在应对气候变化的背景下，CO2的捕集和利用被视为实现碳中和的重要途径之一。甲酸脱氢酶（FDH）作为将CO?还原为甲酸盐的重要生物催化剂，在绿色化学和生物能源转化中展现出巨大的应用潜力，然而其催化活性、热稳定性和辅酶特异性等方面仍存在一定局限性。近年来，随着蛋白质工程技术和分子生物学的不断发展，研究者们提出了多种改造FDH性能的策略，使得FDH的应用前景得到极大提升。例如通过定向突变、结构优化等酶工程手段提高酶的底物亲和力，增强酶的刚性和构象稳定性以及改变辅酶结合位点，拓宽其在绿色转化过程中的应用前景。本文将对近年来FDH催化CO2还原的研究进展进行全面总结，着重分析FDH在催化效率、热稳定性、辅酶特异性等方面的改进措施，探讨分子改造过程中所采取的具体策略，并总结这些策略的规律，以期为未来FDH的分子改造提供新的思路和方法，推动其在CO?还原反应中的应用发展。此外，随着人工智能、机器学习和基因编辑等技术的发展，未来FDH的分子改造将更加高效和精确，这些新兴技术有望在较短的时间内筛选出具有优异性能的FDH突变体，为其在解决全球气候变化和能源危机提供了可行的绿色解决方案。

关键词： CO 还原甲酸脱氢酶分子改造催化效率热稳定性辅因子特异性甲酸盐 NAD+/NADH

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中华流行病学杂志 2025年第1期46卷 65-72页

作者：司佳卉程思余灿清孙点剑一庞元捷裴培杜怀东陈君石陈铮鸣李立明吕筠中国科学院微生物研究所病原微生物与免疫学重点实验室北京100101 北京大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系北京100191 北京大学公众健康与重大疫情防控战略研究中心北京100191 北京大学重大疾病流行病学教育部重点实验室北京100191 牛津大学临床与流行病学研究中心纳菲尔德人群健康系牛津OX37LF 国家食品安全风险评估中心北京100022 北京大学血管稳态与重构全国重点实验室北京100191

目的探讨中国成年人肥胖相关体格测量指标(BMI、腰围、腰臀比及体脂率)与血浆中吲哚类分子以及吲哚类分子与新发动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)的关联。方法基于中国慢性病前瞻性研究(CKB),利用其中2183名研究对象在2008年第一次重复... 详细信息

目的探讨中国成年人肥胖相关体格测量指标(BMI、腰围、腰臀比及体脂率)与血浆中吲哚类分子以及吲哚类分子与新发动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)的关联。方法基于中国慢性病前瞻性研究(CKB),利用其中2183名研究对象在2008年第一次重复调查时采集的血样检测吲哚类分子。测量研究对象2004年基线及2008年重复调查时的体重、身高、腰围、臀围及体脂率,BMI和腰臀比通过标准方法进行计算。对所有研究对象的长期随访自2008年重复调查完成开始,直到出现新发ASCVD、死亡、失访或到2018年12月31日为止。CKB通过多种途径获取发病和死亡信息,包括死亡和常规疾病监测系统、医疗保险数据库以及主动的定向监测。利用多元线性回归模型估计基线、第一次重复调查及基线至第一次重复调查体格测量指标的变化率与3种吲哚类分子(吲哚、3-吲哚乙酸、3-吲哚丙酸)的关联;利用Cox比例风险回归模型估计3种吲哚类分子与ASCVD发病风险的关联。结果基线或第一次重复调查的体格测量指标与血浆3-吲哚丙酸呈负相关,基线BMI每增加1.0 kg/m^(2)与3-吲哚丙酸每增加0.1个标准差关联的回归系数(β)值(95%CI)为-0.23(-0.36~-0.10)(错误发现率=0.004)。调整基线BMI后,基线腰围、腰臀比及体脂率每增加1个单位与3-吲哚丙酸每增加0.1个标准差关联的β值(95%CI)依次为-0.09(-0.18~-0.01)、-0.12(-0.19~-0.05)及-0.20(-0.32~-0.08)。BMI变化率(2008年与2004年BMI之差除以调查间隔)与吲哚及3-吲哚乙酸每增加0.1个标准差关联的β值(95%CI)为1.40(0.58~2.21)及-1.07(-1.91~-0.23)。研究对象随访时间M(Q_(1),Q_(3))为10.46(10.36,10.53)年,新发ASCVD 236名。3-吲哚乙酸及3-吲哚丙酸与ASCVD发病风险存在负关联,3-吲哚乙酸及3-吲哚丙酸每增加1个标准差,ASCVD发病的HR值(95%CI)为0.87(0.76~0.99)及0.84(0.73~0.96)。结论体格测量指标及其变化影响血浆中吲哚类分子水平,3-吲哚乙酸和3-吲哚丙酸水平降低与ASCVD发病风险增加有关,3-吲哚乙酸、3-吲哚丙酸可能是肥胖导致ASCVD的中介因素。

关键词：动脉粥样硬化性心血管疾病体格测量指标吲哚类分子

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多种代谢物调控蛋白质翻译后修饰的新机制研究和药物筛选策略

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中国科学:化学 2025年

作者：杨思园朱泽文陈滢旭杨丰瑞吴鑫源王江李文洋杨巍维宋晓玉陆晓杰柳红蒋维雷晓光赵世民上海市代谢重塑与健康重点实验室代谢与整合生物学研究院复旦大学上海医学院基础医学院生物化学与分子生物学系代谢分子医学教育部重点实验室浙江省系统健康科学重点实验室国科大杭州高等研究院生命与健康科学学院中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心原创新药研究全国重点实验室中国科学院上海药物研究所中国科学院大学北京分子科学国家研究中心生物有机与分子工程教育部重点实验室北京大学化学与分子工程学院

代谢物是生物大分子修饰最主要的供体来源,环境或细胞内应激导致的代谢物改变信号也被整合到生命信号网络中.蛋白质磷酸化、乙酰化和甲基化等经典翻译后修饰(post translational modification,PTM)以ATP、乙酰辅酶A和S-腺苷甲硫氨酸(SAM... 详细信息

代谢物是生物大分子修饰最主要的供体来源,环境或细胞内应激导致的代谢物改变信号也被整合到生命信号网络中.蛋白质磷酸化、乙酰化和甲基化等经典翻译后修饰(post translational modification,PTM)以ATP、乙酰辅酶A和S-腺苷甲硫氨酸(SAM)等能量或物质表征代谢物为底物,传递共性代谢物信号;我们的研究发现,代谢物可以通过不同机制调控其作为供体外的其他PTM:巴豆酰辅酶A能作为酰基供体促进细胞周期依赖的EB1蛋白的巴豆酰化修饰,通过调控微管骨架的动态性维系基因组的稳定性;α-KIV和α-KG能够分别调控蛋白质磷酸化修饰和羟基化修饰,介导与自身代谢无关的TCR信号通路和Hedgehog信号通路;此外,天然植物的次生代谢物也能够促进AD相关蛋白的泛素化降解.这些发现为代谢物调控细胞生理病理的研究打开了新的角度和视野.基于代谢物调控翻译后修饰的新机制,我们以病理过程中的关键蛋白为例,高通量筛选了瞬时受体电位香草酸通道3蛋白(TRPV3)和菌源二肽基肽酶4 (DPP4)的小分子抑制剂,为创新药的研发和疾病的干预提供了新的思路.

关键词：生物大分子翻译后修饰代谢物调控细胞信号干预

高效液相色谱-串联质谱法分析游离RNA修饰核苷的研究进展

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色谱 2025年第1期43卷 3-12页

作者：张绿叶张维冰汪海林中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 华东理工大学化学与分子工程学院上海市功能性材料化学重点实验室上海200237 中国科学院大学北京100049

核糖核苷酸(RNA)的转录后修饰在基因表达调控中发挥重要作用,而RNA在降解与再合成过程中产生大量游离核苷,包含未修饰的基础核苷和多种类型的修饰核苷。修饰核苷无法被进一步分解,在胞内积累,或在转运蛋白作用下运输到胞外环境,直到被... 详细信息

核糖核苷酸(RNA)的转录后修饰在基因表达调控中发挥重要作用,而RNA在降解与再合成过程中产生大量游离核苷,包含未修饰的基础核苷和多种类型的修饰核苷。修饰核苷无法被进一步分解,在胞内积累,或在转运蛋白作用下运输到胞外环境,直到被机体代谢,并在过程中发挥信号分子的作用。对生物样本中各级代谢物中修饰核苷的准确鉴定与定量能够为RNA降解和游离修饰核苷排泄调控提供重要信息,协助研究其生物学功能和发现潜在的临床应用。例如,小分子修饰核苷在应激反应和疾病状态下作为信号分子调控机体的应答;病理状态下体液和组织中发生特异性变化的修饰核苷可作为生物标志物,为疾病的诊断和治疗提供信息。高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)技术作为一种高灵敏度、高选择性、快速高效的分析工具,已在游离修饰核苷分析中展现出重要的应用价值。但HPLC-MS/MS准确分析游离修饰核苷仍面临一些挑战,如生物样品成分的复杂性,多种类目标物的化学性质差异,多种目标物的含量呈数量级的差异,以及众多的修饰核苷中同分异构体的干扰等。这些因素使得开发同时定量多种核苷的HPLC-MS/MS方法难度增加。本综述介绍了内源性游离RNA修饰核苷的来源及检测方法,概述了HPLC-MS/MS技术在内源性核苷分析中的样品前处理、色谱分离、质谱检测模式和定量方法开发等方面的研究进展,并综述了游离RNA修饰核苷的生物学功能、调控机制研究和作为疾病潜在分子标志物等的应用。

关键词： RNA修饰代谢物分析高效液相色谱-串联质谱修饰核苷

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