学科: 生物医学工程

生成基因组模型能设计复杂生物系统，但控制其生成特定功能新序列仍具挑战。本文发现基因组语言模型Evo可利用基因组上下文实现功能引导设计（语义设计），通过学习原核基因语义关系，以DNA片段为提示生成富集相关功能的新序列。实验验证其生成的抗CRISPR蛋白、toxin-antitoxin系统（含全新基因）有活性，且无需结构先验等仍成功率高。Evo生成含1200亿碱基对的SynGenome数据库，推动多功能语义设计。结果表明生物语言模型的生成基因组学可超越天然序列。

标签: 功能序列生成 合成基因组数据库 基因组语言模型 语义设计

碱基编辑和引导编辑等精准基因组编辑技术可纠正多数致病性基因变异，但需为每种突变开发新治疗剂。本研究提出PERT策略，通过引导编辑将内源性tRNA永久转化为优化的抑制性tRNA，以疾病无关方式拯救无义突变，在细胞模型和Hurler综合征小鼠中实现高效蛋白拯救且无毒性，为多种遗传病提供单一治疗方案。

标签: 基因组编辑 抑制性tRNA 无义突变 疾病无关性治疗

染色体外DNA（ecDNA）是癌症中常见的致癌基因扩增形式，但其在细胞分裂时的保留机制长期不明。本研究发现人类基因组中存在一类“保留元件”，能将ecDNA锚定在有丝分裂染色体上，促进其传递给子细胞。这些元件为CpG富集的基因启动子，呈低甲基化状态，甲基化会削弱其功能。该发现揭示了ecDNA在癌细胞中代代相传的关键机制。

标签: CpG甲基化 保留元件 有丝分裂染色体锚定 染色体外DNA 癌症

无创皮肤渗透常用于小分子药物递送，但因皮肤屏障，蛋白质、肽等大分子难以透过。研究发现聚两性离子OP可穿透皮肤各层进入循环，其偶联胰岛素经皮给药能快速降低糖尿病小鼠（116 U/kg）和小型猪（29 U/kg）血糖至正常水平，有望替代注射，为蛋白质/肽类药物经皮递送提供新方法。

标签: 皮肤渗透 糖尿病治疗 聚两性离子 胰岛素 透皮给药

手性对生命至关重要，控制镜像分子（对映异构体）的形成是合成化学的核心。虽碳、硅等立体中心易调控，但胺中氮中心通常不稳定。本文提出手性布朗斯特酸催化氯化反应构建无环氮立体中心的策略，通过立体专一性分子内反应克服不稳定性，产物对映纯度良好，密度泛函理论证实氮手性可控，还成功合成含稳定氮中心的N-氯氮丙啶，实验表明为SN2反应路径。

标签: 对映选择性催化 氮手性 氯化反应 立体中心

研究发现转录因子AP4通过激活mTOR，可加速小鼠周围神经损伤后的轴突再生与功能恢复，并促进视神经损伤后的轴突再生及神经元存活，是c-Myc和PTEN调控神经再生的关键，具治疗潜力。

标签: AP4转录因子 c-Myc-AP4轴 mTOR信号通路 轴突再生

日本超级计算机“富岳”助力国际团队成功创建虚拟大脑皮层模拟，可用于研究神经疾病形成、脑波作用及癫痫传播等。这一技术里程碑使更大规模、精准的脑模型成为可能，开启脑科学研究新时代。

标签: 大脑建模 富岳超级计算机 神经回路模拟 神经疾病研究 虚拟大脑皮层模拟

GLP-1类药物广泛用于2型糖尿病和肥胖治疗，但常引发恶心呕吐等副作用。最新研究通过啮齿动物实验，探索分离其减重益处与副作用的方法，并发现其对大脑的影响或拓展至暴食、成瘾等更多治疗应用。

标签: GLP-1受体激动剂 减重 副作用 大脑回路 治疗应用

澳大利亚科学家发现，狂犬病毒通过一种能变形并结合RNA的P蛋白，可渗透细胞内多种液状区室，掌控关键生命过程，将细胞变成病毒工厂。这种机制或存在于尼帕、埃博拉等致命病毒中，有望推动新一代抗病毒药物和疫苗研发。

标签: P蛋白 RNA结合 抗病毒研发 狂犬病毒 病毒

宏基因组研究揭示人类肠道噬菌体多样性丰富，但功能研究受限于缺乏培养菌株。本研究用10种诱导条件从252株肠道细菌中鉴定出134个可诱导原噬菌体，仅18%的预测原噬菌体在纯培养中可诱导。构建含78株菌的合成微生物组，与肠道细胞共培养时35%噬菌体被诱导，表明人体细胞产物可能是诱导剂。研究揭示原噬菌体多样性、多溶原性及整合位点对诱导的影响，强调培养技术的重要性。

标签: 人类肠道微生物组 合成微生物组 噬菌体诱导 多溶原性 肠道原噬菌体