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bioRxiv 2026-09-06

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子痫前期与正常妊娠血浆中差异表达的LncRNA谱 Peng, L. 2026-09-06 PDF 背景:通过无创且可靠的生物标志物早期检测子痫前期是减少妊娠期间不良影响的首要步骤。然而,迄今评估的任何母体血清分析物均不够准确,无法推荐其常规使用。方法:首先使用微阵列技术鉴定差异表达的LncRNA和mRNA。进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析,以确定生物功能和信号通路。采用实时定量聚合酶链反应验证微阵列结果。最后,构建lncRNA-mRNA共表达网络,以发现基因间的相互作用。结果:共鉴定出1476个差异表达的lncRNA和594个mRNA。RNA测序和RT-qPCR均显示,在子痫前期患者血浆中,T241171、T338586、uc002ywy.3的表达上调,而ENST00000524858、T131416、T357032、uc.335+的表达下调。通路分析显示,靶向mRNA富集于凋亡、硫代谢、淀粉和蔗糖代谢通路。ceRNA网络发现,LncRNA-uc002ywy.3可能是miRNA-4498的上游调控因子。KEGG分析预测,LncRNA-uc002ywy.3/miRNA-4498与参与程序性细胞死亡1及其配体(PD-1/PD-L1)通路的基因相互作用。结论:PD-1/PD-L1信号通路可能参与子痫前期的发展。失调的LncRNA-uc002ywy.3/miRNA-4498为子痫前期调控网络提供了新的层面。
Ramonda serbica脱水和再水化过程中,果胶时空重塑、糖蛋白和LEA蛋白维持细胞壁完整性 Pantelic, A. 2026-09-06 PDF 植物营养体耐脱水性需要特化的细胞壁(CW)适应机制,以承受脱水和再水化过程中的严重机械应力。尽管复苏植物(包括Ramonda serbica)中的胞内保护策略已有充分记载,但细胞壁响应仍知之甚少。本研究整合了免疫细胞化学分析、FTIR光谱、细胞壁结合酚类物质定量、转录组学及离子结合细胞壁蛋白质组学,覆盖水合(HL)、脱水(DL)和再水化状态(R1-1h、R2-24h、R3-48h)。可逆的细胞壁折叠由浓缩的阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGPs)和延伸蛋白促进,同时伴随果胶甲酯化和去甲酯化之间的位点特异性平衡。结构压缩进一步通过细胞壁结合羟基肉桂酸酯的积累得以加强,该积累持续至R1阶段。此外,碱性7S球蛋白、 miraculin、β-半乳糖苷酶及两个LEA4蛋白家族成员在DL和R1期间显著积累,提供了离子结合细胞壁LEA蛋白的首个证据。初始复水(R1)触发了果胶降解/修饰酶、碳水化合物活性酶和枯草杆菌蛋白酶的快速转录组再激活,伴随非酯化果胶富集。至24-48小时(R2-R3),细胞壁结合羟基肉桂酸含量下降,细胞壁结构、基因表达和蛋白质组谱恢复至基线水平。总体而言,我们的发现揭示了一个协调的时空质外体网络——由糖蛋白、果胶调控、细胞壁结合羟基肉桂酸酯和LEA4蛋白驱动——对快速脱水恢复至关重要。
全球农业发展过程中氮素转化的分异路径 Bozal-Leorri, A. 2026-09-06 PDF 活性氮(N)投入支撑着全球粮食生产,但在增加蛋白质供给的同时限制农业氮压力,仍是一项重大的可持续性挑战。本研究分析了1992年至2022年间130个国家的氮使用、农田氮盈余和蛋白质供应变化,以评估在农业和经济发展过程中是否出现反复的氮转型模式。各国遵循了不同的发展轨迹,而非趋同于共同的氮转型。绝对脱钩——即蛋白质供应增加而农田氮盈余下降——发生在35.4%的国家中,而其他国家则表现出相对改善或氮压力加剧。随着农业氮投入的强化,农田氮盈余上升更为陡峭。长期轨迹揭示了氮系统重组的不同形式,从持续低压系统到强化系统不等。绝对脱钩出现在多种经济背景下,且与发展水平无系统性关联。实现脱钩的较高发展水平国家通常从较高的起始水平减少氮盈余,但最终仍维持较高的盈余。因此,在增加蛋白质供给的同时减少氮盈余是可行的,但改善并不必然意味着向低氮压力趋同。
线粒体蛋白导入将蛋白质稳态失衡与线粒体通透化相偶联 Sun, Z. 2026-09-06 PDF 蛋白质稳态失衡是应激和疾病的标志,但其如何损害线粒体完整性仍不清楚。在此,我们确定线粒体蛋白输入是连接蛋白质稳态失衡与线粒体损伤的关键通路。我们表明,Raptinal(先前被表征为快速凋亡诱导剂)损害新合成蛋白质的折叠,而非直接破坏线粒体膜。由此产生的蛋白毒性应激驱动线粒体外膜透化和内源性凋亡,且不依赖BCL-2家族成孔蛋白。VBIT4(一种常用于维持线粒体完整性的化合物)抑制了此通路,而使用光亲和类似物的化学蛋白质组学提示TIM23输入机制参与其中。TIM23-PAM轴的遗传或药理学抑制抑制了线粒体透化,而不影响经典的BAX-BAK依赖性凋亡。这些发现确立了线粒体蛋白输入将翻译相关的蛋白毒性应激与线粒体损伤联系起来,并识别输入通量调节为蛋白质稳态失衡期间线粒体完整性的决定因素。
Paralemmin-2是轴突起始段和Ranvier结的膜锚定细胞骨架组分。 Macarron-Palacios, V. 2026-09-06 PDF 轴突起始段(AIS)和郎飞结(NoR)对于动作电位的起始和传导至关重要。它们在分子结构上共享许多特征,其组装机制汇聚于膜相关周期性骨架(MPS)。在此,我们鉴定出Paralemmin-2(Palm2)作为AIS和NoR的一个组成部分。Palm2的缺失缩短了AIS并降低了神经元兴奋性。内源性Palm2在AIS中呈非周期性分布,但过表达时,它与MPS结合,定位于肌动蛋白环上,并减少{β}IV-血影蛋白的丰度和周期性。在中枢和外周神经系统的NoR中,Palm2分别定位于不同的亚域——结区或结旁区。Palm2及其同源物Palm1与去泛素化酶USP7结合,暗示paralemmins在MPS处的蛋白质稳态中发挥作用。Palm2和Palm1在AIS/NoR或轴突干上的互补定位,与{β}-血影蛋白和锚蛋白亚型在这些轴突区室间的分布相平行。我们提出Palm2调节膜下细胞骨架及其膜附着,从而有助于AIS和NoR的组装、功能及重塑。
一种高通量筛选方法,用于鉴定特异性新生链抑制剂 Fischer, P. D. 2026-09-06 PDF 无表面可及结合位点的“不可成药”蛋白质对基于靶点的药物发现构成重大挑战。需要创新方法来应对这些蛋白质。一个有前景的策略是在核糖体上靶向其新生链形式,此时它们具有与折叠形式不同的构象。然而,目前缺乏系统筛选此类化合物的方法。在此,我们提出一种高通量检测方法,用于识别特异性抑制目标蛋白质新生链形式的小分子。该检测采用人类体外转录/翻译系统,并通过荧光检测实时监测蛋白质表达。通过与反筛选比较,可识别针对目标新生链的特异性抑制剂。该检测已优化至最大灵敏度,反应成本约为每孔0.01美元,支持大规模筛选。我们使用参考化合物PF846对蛋白质PCSK9的新生链验证了性能。使用包含1,760种化合物的文库针对致癌KRAS变体A146T和蛋白质ApoC3进行高通量筛选可行性验证,平均Z'分数分别为0.69和0.88。每轮筛选识别出十六种全局翻译抑制剂,但无化合物符合POI选择性抑制标准。因此,该检测为更大规模筛选活动提供了稳健平台。
人类RNA降解体的分子结构与组装 Gee, J. A. 2026-09-06 PDF PNPase外切核糖核酸酶与SUV3解旋酶相互作用,形成人类RNA降解体,负责线粒体RNA的持续性周转和质量控制。尽管结构数据显示了三聚体PNPase结构以及SUV3的单体和二聚体状态,但它们组装以进行持续性RNA降解的分子基础仍知之甚少。在此,我们呈现了人类RNA降解体的分子表征,并定义了调控复合物形成的关键分子特征。我们识别了RNA降解体形成所需的蛋白质区域,并确立了SUV3-PNPase相互作用所需的最小组分。化学交联质谱分析揭示了距离约束,将SUV3 N端结构域定位在PNPase S1结构域旁,定义了复合物形成的重要界面。这些发现为PNPase和SUV3如何组装形成人类RNA降解体提供了机制性见解。
衣藻叶绿体ATP合酶中13亚基c环降低了碳固定的H⁺/ATP成本 Lorencik, K. 2026-09-06 PDF 叶绿体F1Fo ATP合酶是一种旋转马达,将光驱动的质子动力势转化为ATP的化学能。其转子中c亚基的数量固定了每形成一分子ATP所转运的质子数,这是生物能量系统的一个基本参数。参考菠菜酶具有十四个c亚基,H+/ATP比为4.67。绿藻还运作一种碳浓缩机制,以显著的ATP成本维持水中CO2固定,但藻类马达的结构及其生物能量参数是否与维管植物不同,仍未解决。在此,莱茵衣藻ATP合酶的2.2 [A]结构揭示该酶携带一个十三成员的c环,这是叶绿体中首次偏离c14,且预测的H+/ATP比更低,为4.33。有序水分子描绘了通过膜的Grotthuss质子中继,其中绝缘三联体分隔质子加载和卸载位点,并将通量耦合至旋转。氧化还原开关{γ}-亚基中的单一替换消除了与催化{β}-亚基的接触,该接触在维管植物中使酶在黑暗中处于空转状态。藻类ATP合酶这些独特特征降低了光下碳固定的H+/ATP成本,并促进黑暗中乙酸盐代谢。
管中管式氧饱和器,实现人体细胞培养应用中液相氧浓度的精确动态控制 Biermann, M. 2026-09-06 PDF 本研究证明了基于Teflon-AF的管中管饱和器在液体中快速精确调节氧浓度的可行性,并将其应用范围从器官芯片系统扩展到人类细胞培养领域。该系统实现了液相中高、接近饱和的氧浓度,其性能受温度、体积流量和管长等多种参数影响。我们证明,在低氧浓度下,管中管饱和器对这些参数的变化表现出高敏感性,而随着接近饱和,这种敏感性逐渐减弱。为阐明潜在的传质过程,动力学实验与计算流体动力学模拟相结合。模拟结果与实验数据高度一致,所开发的模型能够在不同操作条件下可靠预测液相中的氧浓度。凭借其设计、性能、多功能性和便携性,该系统为微尺度和宏观尺度人类细胞培养应用中液体氧浓度的精确快速控制引入了一种新方法,并能与天然血管或人工灌注网络无缝集成。
HSPD1通过增强MYCN表达促进神经母细胞瘤 Alassam, S. S. 2026-09-06 PDF MYCN扩增与神经母细胞瘤(NB)的不良预后相关。MYCN编码一种转录因子,可诱导线粒体一碳代谢酶和分子伴侣的表达,从而促进NB肿瘤细胞的代谢重编程和侵袭性。尽管MYCN对线粒体蛋白质组变化的贡献已得到充分证实,但线粒体蛋白质稳态如何影响MYCN活性仍知之甚少。线粒体HSP60(HSPD1)是一种保守的线粒体伴侣蛋白,通过折叠一碳代谢酶MTHFD2并防止线粒体核糖体蛋白聚集,促进线粒体一碳途径和线粒体翻译。在此,我们表明在MYCN扩增的NB细胞中,HSPD1的缺失导致线粒体翻译减少、MYCN表达降低,并在体外和体内抑制肿瘤发生。此外,HSPD1的mRNA和蛋白水平与NB肿瘤中的MYCN表达相关。这些结果确立了HSPD1作为治疗MYCN扩增NB的一个有前景的靶点。