| 叠氮化钠法与冷却法固定秀丽隐杆线虫趋化性实验的比较 |
Ji, R. |
2026-10-05 |
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趋化性实验被广泛用于量化秀丽隐杆线虫由感觉驱动的行为反应。叠氮化钠通常用于在实验终点固定动物，尽管有人担心其向终点区域之外的扩散可能会在动物完成选择之前影响行为。我们比较了叠氮化钠介导的固定与实验后使用驱避剂1-辛醇和引诱剂二乙酰进行冷却处理。野生型动物在两种方法下、在多个实验时长下、以及有或无线虫食物大肠杆菌OP50的情况下，均表现出对30% 1-辛醇的强烈回避和对0.5% 二乙酰的趋向性。这些结果支持将实验后冷却作为终点评分的一种替代方法。 |
| 藻类DNA病毒科四吡咯酶分析：亚细胞定位及与宿主同源物的功能分化 |
Zehnacker, S. |
2026-10-05 |
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理由 近期病毒宏基因组研究揭示了藻类病毒科中广泛的酶编码基因库，但这些基因对病毒复制和宿主感染的贡献仍知之甚少。这些基因可能在感染绿藻宿主时扩展了病毒的代谢能力。由于这些蛋白质在感染过程中的作用及其亚细胞定位均未经过实验表征，通过计算机进行的比较序列、结构和生化分析可以生成关于结构、功能和定位的可检验假设。方法 在近期的病毒宏基因组数据集中，我们鉴定出两种参与胆素生物合成的真核酶在病毒中的同源物：血红素加氧酶-1（vHMOX1）和藻蓝胆素：铁氧还蛋白氧化还原酶（vPcyA）。通过序列分析和AlphaFold3结构预测对病毒和藻类同源物进行了比较。分析了预测的生化特性与其亚细胞区室的兼容性。利用蛋白质数据库（PDB）中收录的同源结构，比较了病毒和藻类蛋白质的活性位点结构及推定底物结合。结果 病毒HMOX1和PcyA序列与藻类同源物相比被截短，缺少与叶绿体靶向相关的N端延伸。然而，包括等电点和表面电荷分布在内的生化特性与叶绿体定位相容。结构比较揭示了病毒HMOX1活性位点的修饰，包括底物结合的改变和关键残基的替换，可能表明血红素结合特性发生了改变。除这些修饰外，叶绿体铁氧还蛋白相互作用预测显示与该电子供体的使用相容。相比之下，vPcyA模型与其藻类对应物未显示出显著差异。结论 vHMOX1中预测的活性位点重塑表明，这些病毒同源物可能进化出了独特的血红素结合特性。与vPcyA不同，vHMOX1同源物似乎与其藻类对应物分化程度更大，可能反映了病毒感染背景下的功能特化。 |
| 通过从头设计的小蛋白靶向CCL25，选择性抑制和偏向调节趋化因子受体CCR9和ACKR4 |
de Boer, B. |
2026-10-05 |
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趋化因子及其受体介导细胞迁移并协调免疫反应，而失调则会导致炎症。趋化因子信号轴的治疗性调控已被证明十分困难。大多数药物发现工作靶向受体，而天然调控机制则通过直接结合或修饰趋化因子配体来调节免疫反应。尽管有这一认识，开发有效的趋化因子导向调节剂仍然难以实现。近年来从头蛋白质设计的进展为生产高效阻断蛋白质-蛋白质相互作用的高亲和力结合剂提供了前所未有的机会。我们实施了一套计算工作流程，利用BindCraft平台生成针对CCL25的微型蛋白结合剂，CCL25是受体CCR9和ACKR4的趋化因子配体，与炎症性肠病有关。无偏开发产生了若干微型蛋白，旨在阻断受体N端包裹趋化因子并阻止有效结合。因此，这些蛋白质抑制CCL25介导的效应器偶联并阻止MOLT-4淋巴母细胞迁移。另一类微型蛋白，以VUP25111为代表，被预测沿趋化因子β1链结合CCL25并保留受体结合能力。该复合物抑制arrestin向CCR9的招募，但不抑制向ACKR4的招募，表明具有受体特异性。此外，G蛋白向CCR9的招募未受VUP25111阻碍，表明该微型蛋白使天然激动剂偏向G蛋白。这些结果证明了差异化靶向CCL25以抑制CCR9信号传导的有效性，以及解析趋化因子受体激活和偏向性结构基础的新工具。 |
| 人CaMKIIα激酶非磷酸化形式的高产表达与纯化 |
Yadav, S. |
2026-10-05 |
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人Ca2+/钙调蛋白(CaM)依赖性蛋白激酶II α(CaMKII)是大脑中高度丰富且保守的蛋白。它是一种多功能丝氨酸/苏氨酸激酶，可磷酸化不同亚细胞区室中的细胞底物，激活对长期记忆存储至关重要的信号通路。然而，要详细理解蛋白质结构和酶-底物相互作用机制，需要一种能够大规模生产活性、稳定且纯净蛋白质的方法。由于磷酸化可改变催化活性和底物亲和力，因此检查非磷酸化状态能够对基础酶功能进行无偏倚表征。因此，生产该激酶的非磷酸化形式对于旨在理解激酶激活机制的生物化学和结构研究非常重要。我们描述了一种在大肠杆菌细胞中表达并高产量纯化全长、非磷酸化人CaMKII的详细方案。CaMKII与{lambda}-磷酸酶共表达以使其保持非磷酸化状态。通过低温自诱导诱导蛋白表达，以增强CaMKII的稳定性和可溶性。重组CaMKII通过Ni-NTA亲和色谱纯化，随后进行凝胶过滤色谱。尽管CaMKII一直被认为难以以其非磷酸化形式纯化，但我们以高产量获得了它，并且该蛋白主要处于非磷酸化状态。我们的结果表明，将共表达与自诱导相结合可改善均一非磷酸化形式CaMKII的可溶性和产量，这可能适用于后续的生物化学和结构研究。 |
| 朊蛋白与促炎性S100A9形成异型凝聚体 |
Veiveris, D. |
2026-10-05 |
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生物大分子的液-液相分离（LLPS）已被证明通过形成无膜细胞器影响多种生物过程。然而，异常的LLPS已被认为与多种肿瘤和神经退行性疾病相关。与阿尔茨海默病、帕金森病及其他主要淀粉样变性疾病相关的蛋白质均已被证明能形成这些凝聚体。有趣的是，一些淀粉样变性蛋白质被证明能形成异型液滴，其中两种分子共存于同一凝聚体内并相互影响各自的聚集。虽然这种交叉相互作用在非LLPS条件下已被多次报道，但异型液滴组装仅在极少数淀粉样变性蛋白质中被证实。在本工作中，我们研究了朊蛋白与促炎蛋白S100A9的异型LLPS，我们在先前的工作中已证实了它们在非LLPS条件下的交叉相互作用。结果表明，在促进凝聚的条件下，这种相互作用增强了它们的聚集，导致形成更高浓度的淀粉样结构。这些发现表明，促炎蛋白S100A9可能通过在高分子拥挤条件下组装异型凝聚体，在促进朊蛋白聚集方面发挥关键作用。 |
| 用于感知蛋白质脂质环境的共价溶剂致变色膜探针 |
Visser, M. |
2026-10-05 |
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质膜（PM）传统上通过荧光探针标记脂质或蛋白质部分进行研究。基于我们的MemGraft概念，我们报道了一种基于溶剂致变色染料Nile Red的荧光探针（MemGraft-NR），用于感知蛋白质紧邻周围即蛋白质-脂质界面处的脂质组织。需要两个依次连接的MemGraft支架以确保Nile Red稳固地接枝到质膜上。与经典的脂质结合膜探针相比，MemGraft-NR对血清的存在以及固定化透化处理表现出高度抗性。活细胞中MemGraft-NR的双色共聚焦成像显示，与脂质结合探针NR12A相比，蛋白质-脂质界面具有更高的极性。出乎意料的是，与NR12A相比，MemGraft-NR对质膜中胆固醇含量的变化表现出更高的敏感性，表明蛋白质-脂质界面尤其受到脂质组成变化的影响。MemGraft-NR还实现了对质膜脂质交换和透化的原位监测，这是经典溶剂致变色质膜探针无法做到的。出乎意料的是，MemGraft-NR揭示早期内体中局部极性急剧下降，表明内体负曲率对蛋白质-脂质界面的组织产生强烈影响。所开发的探针通过感知膜蛋白周围的脂质，为研究生物膜开辟了新途径。 |
| 基于香豆素的蓝色可激发探针用于脱卤酶活性的功能筛选 |
Mion, S. |
2026-10-05 |
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在去污的酶工具箱中，水解性脱卤酶对于有机卤代化合物的生物修复特别受关注。为了更好地识别和表征这些酶，开发合适的传感方法非常重要。过去几年中已开发出用于脱卤酶检测的荧光探针，然而迄今为止，尚无探针可应用常见的FITC参数（即488 nm激发激光）。为解决这一局限，我们在此报道了一种新的荧光探针COU4-Cl，可在紫色（405 nm）和蓝色（488 nm）波长下激发，适用于卤代烷脱卤酶的检测与表征。我们讨论了其适用性，并与先前描述的仅可在紫色（405 nm）下激发的COU2-Cl探针进行了比较评估。本研究表明了这两种探针的优势和互补性，并进一步展示了它们在全细胞分析中区分脱卤酶活性的应用。 |
| Mycothiazole 使得线粒体呼吸复合物 I 中整个泛醌访问通道的结构表征成为可能 |
Akisada, S. |
2026-10-05 |
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线粒体NADH-泛醌(UQ)氧化还原酶(呼吸链复合物I)在其长隧道状腔体内还原UQ，这一过程与膜结构域触发质子转运相偶联。尽管哺乳动物复合物I存在不同的“开放”和“闭合”构象，但由于隧道内Fe-S簇N2附近的UQ催化区域部分无序，开放构象中UQ进入隧道的结构仍不明确。在此，我们应用冷冻电子显微镜(EM)单颗粒分析，测定了牛心亚线粒体颗粒中复合物I在存在或不存在mycothiazole型抑制剂时的结构。此前使用合成光反应性衍生物([125I]pMT)进行的光亲和标记实验表明，mycothiazole特异性标记49-kDa和ND1亚基，二者均构成UQ进入隧道的一部分。冷冻电镜分析表明，结合的mycothiazole在开放和闭合构象中均能重组并稳定UQ催化区域，从而首次实现了开放构象中整个UQ进入隧道的完整结构建模。出乎意料的是，在结合mycothiazole的情况下，构成隧道内催化区域的PSST亚基环采用了类似闭合构象的特征，而ND1和ND6亚基的跨膜螺旋则呈现类似开放构象的特征。本研究表明，结合的mycothiazole能够重组UQ进入隧道中的UQ催化区域，并导致一种超越经典开放-闭合构象模型的杂合构象状态。 |
| 胰腺祖细胞对层流剪切应力作出反应，发生转录组变化，并伴随YAP1活性降低 |
Yu, X. |
2026-10-05 |
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人类胰腺分泌的消化液通过广泛的导管网络流动，最终排入十二指肠。然而，关于流体动力学力如何影响胰腺功能和发育，目前知之甚少。我们假设胰腺细胞能够对生理水平的流体剪切应力作出响应。在本研究中，我们开发了一种微流控系统，其特点是在器件层与细胞培养基底之间实现可逆密封，从而能够（1）在施加流体剪切应力之前进行传统的开放孔细胞培养，以及（2）为迁移研究选择性地图案化蛋白质和细胞。通道尺寸的选择可支持使用标准注射泵进行24小时灌注。利用该平台，我们研究了代表基础和激活胰腺功能的生理剪切应力水平（2、8和33 mPa）对人iPSC来源的胰腺祖细胞的影响。胰腺祖细胞在转录组水平上对剪切应力表现出分级敏感性。具体而言，剪切应力以幅度依赖的方式上调了细胞周期相关基因集、内分泌相关基因（包括NEUROG3）以及Notch受体配体（DLL1、DLL3）的表达。暴露于单向流体流动还导致YAP1蛋白含量减少、WWTR1基因表达下降以及YAP/TAZ靶基因下调。此外，剪切应力下的基于屏障的迁移实验揭示，细胞斑块沿流动方向和逆流动方向均扩展其边界，且沿流动方向的扩展距离更大。我们的系统和发现可能有助于为理解一个生理上重要却难以获取的上皮模型系统中的发育过程生物物理调控奠定基础。 |
| 用于细胞培养的互连大孔GelMA支架：通过温度控制的旋节线分解制备 |
Dumas, S. |
2026-10-05 |
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开发能够忠实再现天然组织复杂结构的生物材料是组织工程的核心。传统水凝胶通常呈现纳米级孔隙，这限制了物质传输和细胞迁移，从而制约了组织发育。在此，我们利用液-液相分离（LLPS）在生理pH条件下制备了具有互连大孔的甲基丙烯酰化明胶（GelMA）支架，其孔径可在2至50微米范围内调控。通过绘制GelMA/葡聚糖相图，我们确定了通过旋节线分解发生LLPS的组成范围，从而自发形成双连续、类骨小梁结构。孔径可通过改变聚合物浓度和温度进一步调控。我们优势性地结合了热梯度和光图案化技术，实现对孔隙形态的空间控制，从而制备多级结构材料。这些结构的生物学相关性通过在有控孔隙梯度内培养的成纤维细胞进行评估。我们发现孔径强烈影响细胞浸润、生长和空间组织，较大的孔隙为细胞迁移提供了充足空间，同时减少了对基质降解的依赖。确定7至15微米的孔径可最大化成纤维细胞生长。总体而言，我们的方法提供了一个通用的孔隙率筛选平台，能够工程化制备仿生水凝胶，其优化的微结构可针对特定生物学背景进行定制，用于三维细胞培养。 |