学科: 生物工程

气候变化正严重威胁全球粮食安全。本文介绍合成生物学如何助力应对这一危机：一方面改造作物，使其耐旱、耐盐、抗高温；另一方面利用真菌发酵食物废料，生产高营养替代食品。文章也探讨了技术潜力、生态风险、公众接受度及监管挑战。

标签: 合成生物学 基因编辑 气候韧性作物 粮食安全 精密发酵

噬菌体携带的辅助代谢基因（AMGs）能‘劫持’宿主细胞的代谢反应，从而促进自身繁殖。本研究首次构建了首个整合AMG作用与噬菌体生长需求的全基因组代谢模型，发现17个被劫持的反应显著影响超30%的宿主代谢反应（如固碳、光合作用、核苷酸合成）。研究将AMG分为‘促噬菌体型’和‘抗噬菌体型’，并证实前者可改变宿主与噬菌体生长的权衡关系，后者则无此效应；实验也验证了关键AMG（cp12）在氮缺乏时对蓝细菌生长影响减弱的现象。

标签: 代谢劫持 全基因组代谢模型 系统生物学 辅助代谢基因

植物细胞中的肌动蛋白丝网络结构复杂、动态多变，传统方法难以准确追踪和量化。本文介绍了一种名为GraFT的新工具，它能自动识别并跟踪这些细丝结构，精确分析其长度、弯曲度、亮度和运动等特性，帮助科学家直观理解不同药物或环境如何影响植物细胞骨架。

标签: 图像分析工具 时空追踪 植物细胞发育 肌动蛋白细丝

本文介绍一种受网络安全启发的基因级细胞保护技术：将珍贵细胞的DNA序列‘加密’，只有输入正确的化学密码（如特定小分子组合及时序）才能‘解密’并激活目标基因。通过蓝队（设计方）与红队（攻防测试方）协作的生物黑客马拉松验证，该技术将随机破解成功率降至0.2%，接近理论预期的0.1%，为防止生物资产被盗用提供了全新内在防护方案。

标签: DNA重排 基因加密 生物安全 生物黑客马拉松 蓝队红队

科学家在南非三种商用大麻中发现79种酚类化合物，其中25种为首次在大麻中报道，包括16种罕见的黄酮生物碱。这表明大麻叶片等常被丢弃的部分，可能蕴藏尚未开发的药用价值。

标签: 二维液相色谱 大麻酚类化合物 植物次生代谢物 药用植物化学 黄酮生物碱

科学家首次成功改造大肠杆菌，使其核糖体完全不依赖异亮氨酸（一种天然氨基酸），仅用19种氨基酸就能维持基本生命活动。这打破了生命必须依赖全部20种标准氨基酸的固有认知，为设计更简单、更可控的人工生命提供了新路径。

标签: AI辅助蛋白质设计 人工生命设计 异亮氨酸删除 核糖体工程 遗传密码简化

著名基因组学家克雷格·文特尔于4月29日逝世，享年79岁。他率先完成人类基因组测序、发明‘鸟枪法’测序技术、创建首个合成基因组生命体，彻底改变了生物学研究方式。

标签: 人类基因组测序 克雷格·文特尔 合成基因组 合成生物学 鸟枪法测序

本文开发了一种名为IDLI的新计算方法，首次在单分子水平上揭示：哺乳动物细胞中绝大多数核小体并非僵硬结构，而是普遍存在、受调控的DNA局部可及性（即‘核小体扭曲’）。这种扭曲与基因活性、转录因子结合及胚胎发育密切相关，改变了我们对染色质如何调控基因表达的传统认知。

标签: IDLI方法 单分子足迹技术 核小体扭曲 表观基因组 转录因子

细菌有CRISPR-Cas这类免疫系统来抵御病毒（噬菌体）。病毒则进化出‘反CRISPR’蛋白（如AcrVA2）来对抗。本文发现AcrVA2不直接阻断Cas12a蛋白功能，而是‘趁它还在生产时’——即在Cas12a mRNA正被核糖体翻译的过程中，精准识别其N端关键序列，触发该mRNA被快速降解，从而从源头上阻止Cas12a蛋白生成。

标签: Cas12a 共翻译降解 抗CRISPR蛋白 移动遗传元件 细菌免疫

本文介绍一种名为“引物组装”（PA）的新基因编辑技术，能安全、高效地将长达11千碱基的大段DNA插入细胞基因组，无需制造DNA双链断裂，也不依赖传统修复机制，有望用于治疗杜氏肌营养不良等遗传病。

标签: 基因编辑 大片段DNA插入 引物组装 无双链断裂 非同源末端连接抑制