12月21日，伟德国际1946生命科学与技术学院孙博课题组在学术期刊Advanced Science上在线发表题为“Joint efforts of replicative helicase and SSB ensure inherent replicative tolerance of G-quadruplex”的研究论文，报道了复制型解旋酶和单链DNA结合蛋白协同工作，以保证复制过程中复制体对G-四链体耐受性的分子机制。本研究以噬菌体T7复制体为研究模型，结合单分子光镊（Optical Tweezers）、荧光共振能量转移（FRET）及系综生化实验（Ensemble biochemical experiment）等多种方法，在体外重构DNA复制过程，系统研究了复制体如何响应分子内预先形成G4结构，发现了复制体克服G4阻碍的新路径。G-四链体（G-quadruplex or G4）是一种非经典的核酸高级结构，通常由超过两层的四分体组成。大量研究证实G-rich序列在多数生物基因组中普遍存在，而G4结构的形成在调控DNA复制、转录、端粒维持和其它生物过程中具有重要功能。在DNA复制过程中，G4被认为容易导致DN...

近日，伟德国际1946iHuman研究所刘志杰/华甜团队在国际学术期刊 Protein & Cell 上发表了题为“Cryo-EM structure of cannabinoid receptor CB1-β-arrestin complex”的研究论文，揭示了大麻素受体CB1（cannabinoid receptor 1）与下游信号转导蛋白β-arrestin-1的复合物三维结构，在分子水平上阐述了同一个小分子激活CB1下游G蛋白以及β-arrestin-1的选择性信号转导机制，进一步完善了大麻素受体配体识别以及信号转导的系统认识。图1. 小分子AM841激活大麻素受体CB1不同信号转导机制的示意图内源性大麻素系统是维持人体健康的最重要的生理系统之一。大麻素受体CB1和CB2是该系统的关键组成部分，参与调控食欲、疼痛、炎症等多种生理活动。刘志杰/华甜团队长期致力于大麻素受体CB1和CB2的结构药理学研究。在前期的研究中，该团队成功解析了CB1和CB2分别与拮抗剂、激动剂以及下游G蛋白复合物等的高分辨率结构，系统研究了不同配体对大麻素受体的调控机...

12月16日，伟德国际1946生命科学与技术学院胡霁团队与中山大学肿瘤防治中心谢敬敦团队、北京脑科学与类脑研究所高子龙团队合作在Current Biology上发表了题为“Oxytocin neurons mediate stress-induced social memory impairment”的论文，揭示了催产素神经元在应激下调节社交记忆的新功能。催产素（oxytocin，OXT）是一种因妊娠和产后催乳作用而得名的神经肽激素。近年来，人们发现催产素参与调节社交行为，包括社交认知和社交奖赏等，开始探索催产素治疗社交缺陷为特征的疾病，如自闭症谱系障碍（ASD）。催产素也被发现可能还参与调解焦虑行为、恐惧、奖赏和能量代谢等多种生理过程。深入研究催产素神经元的活动规律及其对社交行为的调节，对于更好地理解其功能和潜在的治疗用途具有重要意义。本工作通过实时监测自由活动小鼠室旁核（paraventricular nucleus of the hypothalamus，PVN）催产素神经元钙活动，发现与社交和奖赏刺激相比，应激刺激能够更强烈...

12月14日，伟德国际1946生命科学与技术学院张力烨团队与复旦大学附属中山医院樊嘉院士团队及上海顿慧医疗合作，于国际肿瘤学期刊《癌细胞》(Cancer cell)在线发表了题为“Integrated multi-omics profiling to dissect the spatiotemporal evolution of metastatic hepatocellular carcinoma” 的研究成果。该研究基于多组学平台，在国际上首次系统刻画了肝癌转移的时空演进全景图谱，揭示了肝癌转移的复杂进化轨迹和克隆选择机制，为研发肝癌转移预测的新标志物和治疗新靶点提供了宝贵的数据和理论基础。肝细胞癌（简称“肝癌”）是世界上最常见的恶性肿瘤之一，在我国尤为高发，每年新发病例和死亡病例均占全球近一半。70%~80%的肝癌病人确诊时已发生肿瘤播散转移，失去了手术机会；即使手术切除，术后5年转移复发率高达60%~70%。肝癌的转移复发是影响病人长期生存的主要原因，已成为进一步提高肝癌整体疗效的瓶颈。因此，全面深刻认识肝癌转移复发的内...

12月5日，伟德国际1946生命科学与技术学院林照博和王皞鹏团队在Developmental Cell 上发表了题为“Murine Trophoblast Organoids as a Model for Trophoblast Development and CRISPR-Cas9 Screening”的文章，首次构建了可由小鼠滋养层干细胞或胎盘衍生的小鼠滋养层类器官，在体外高度重现了小鼠胎盘中滋养层谱系的发育特征。经过一亿多年的进化和适应，真兽类哺乳动物的胎盘已成为最多样化的器官之一。除母胎交换功能之外，近期对小鼠模型的研究揭示了胎盘的发育缺陷可严重影响胚胎发育。为了进一步探明此胎盘-胎儿轴线，对小鼠滋养层发育的调节因子进行系统筛选至关重要。目前研究滋养层发育的主要体外模型是小鼠滋养层干细胞的2D分化模型，该分化模型高度倾向外胎盘锥（ectoplacental cone）谱系。2D分化模型也无法得到定向分化的滋养层干细胞类型，包括祖细胞或前体细胞等等。本工作成功构建了小鼠的滋养层类器官，建立了小鼠类器官的维持和分化两种不同培...

致幻剂（Psychedelics）是指一类能够影响人的中枢神经系统引起暂时的致幻作用并导致认知、情感和知觉扭曲的系列精神活性物质，其分子药理学机制是激活中枢神经系统内的血清素受体（5-HT2A受体）。该类物质对重度抑郁症等精神疾病的潜在治疗作用已进入临床研究，美国食品及药物管理局在2019年将天然致幻剂“裸盖菇素”认定为难治性抑郁症的“突破性疗法”。iHuman研究所程建军课题组致力于以G蛋白偶联受体为靶点的精神类药物的早期研发，曾与合作者在Science发表新型不致幻但具抗抑郁作用的功能偏向性5-HT2A受体激动剂（Cao et al., Science 2022, 375, 403–411）。近日，该课题组与合作者就5-HT2A受体小分子激动剂及其作用机制和临床研究进展进行了综述，发表于国际化学类权威综述期刊Chemical Reviews。目前已知致幻剂根据化学结构类型主要分为三类：色胺类（如裸盖菇素）、麦角胺类（如LSD）与苯乙胺类（如麦斯卡林）。该文就这三类致幻剂的化学结构及构...

近日，伟德国际1946物质科学与技术学院陈刚课题组原位实时观测了全无机铯铅卤化物钙钛矿量子点的合成过程，并揭示了其生长机理，成果发表于国际知名学术期刊Nano Letters。该研究首次全面揭示了钙钛矿纳米晶体的生长机制，为发展高品质量子点的合成方法提供了全新思路。全无机铯铅卤化物钙钛矿纳米晶体（CsPbX3）具有卓越的光学和电学性能，被广泛应用于太阳能电池、激光器、发光二极管、光电探测器和晶体管等领域。近期，CsPbX3钙钛矿的零维衍生物Cs4PbX6因其优异的光学性能而引起广泛关注，Cs4PbX6能够转化成CsPbX3，为合成特定钙钛矿量子点开辟新途径，也可以用于防伪和湿度传感器等应用领域。虽然人们在Cs4PbX6纳米晶体合成方法方面取得了一些进展，可以实现晶体尺寸和形状可调，但由于极快的生长过程，其内在生长机理仍然未知。图1：原位合成装置的同步辐射实验布局和钙钛矿量子点的电镜图。在这项研究中，利用适用于同步辐射试验线站的特制反应容器，陈刚...

11月27日，伟德国际1946生命科学与技术学院白云和刘艳芬课题组在国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）杂志在线发表题为“Time-resolved proteomic profiling reveals compositional and functional transitions across the stress granule life cycle”的研究论文，揭示了应激颗粒在经历短期至长期热激刺激过程中随时间发生组成和功能转变的现象，为理解细胞如何通过应激颗粒的动态变化来响应和适应应激提供蓝图。应激颗粒是一种无膜细胞器，在细胞受到外界刺激时mRNA与蛋白质相互作用，经过液-液相分离形成。应激颗粒是细胞在应激时临时储存RNA的仓库，并参与RNA在应激之后的命运决定。应激颗粒是一个高度动态的结构，不断与胞质及其他细胞器发生物质交换。尽管应激颗粒的组成已有很多研究，但作为一个高度动态的凝聚体，其组分是否也呈现动态变化，以及在细胞长期刺激与短期刺激下是否存在差异，目前仍属未知。本工作致力于探究应激颗粒组分在...

11月21日，伟德国际1946免疫化学研究所联合广州实验室、复旦大学、中国科学院武汉病毒研究所等多家单位在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）上合作发表了基于宿主蛋白酶进行抗新冠病毒药物开发的最新研究成果“Structure-based discovery of dual pathway inhibitors for SARS-CoV-2 entry”，报道了多种靶向新冠病毒入侵过程中关键宿主蛋白酶TMPRSS2和CTSB/CTSL的抑制剂及其分子机制，并证实同时抑制这些蛋白酶可协同拮抗感染。该研究为基于宿主蛋白酶的抗新冠病毒广谱性药物开发奠定了重要基础。现有的抗新冠病毒小分子药物主要靶向病毒主蛋白酶或聚合酶，而新冠病毒作为一种高突变的RNA病毒已经出现了不同程度的耐药突变。先前研究团队也发现新冠病毒可以利用两种截然不同的进化途径对奈玛特韦（nirmatrelvir）产生耐药性。因此如何应对病毒产生耐药性带来的风险，仍是备受瞩目的关键科学问题。新冠病毒入侵途径及靶向宿主蛋白酶抑制剂新冠...

近日，伟德国际1946物质学院化学与物理生物学研究部李健课题组利用合成生物学、化学及材料科学等多学科交叉技术开发出高效的界面级联生物催化体系，相关成果在线发表于国际知名学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。在前期研究中，李健课题组利用合成生物学等技术实现了蛋白质-高分子聚合物的缀合物（protein-polymer conjugates）可控制备，通过在蛋白质特定位点上耦合聚合物，可最大程度地保护目标蛋白（如酶）的催化功能，实现了催化材料“即插即用”的可调性功能（ACS Catalysis, 2022, 12, 4165–4174）。在此基础上，李健课题组进一步拓展酶-聚合物缀合物的应用场景，制备了基于酶-聚合物的皮克林（Pickering）乳液，这些缀合物在乳液界面上既起到稳定作用，也起到催化作用，显著克服了传统方法制备酶-聚合物时所存在的偶联位点非特异性和不可控性等局限，可有效保护酶活性，提升界面生物催化效率。同时，为避免多个级联...

近日，伟德国际1946物质科学与技术学院系统材料学研究部刘朋昕课题组阐明了二氧化钛相变的新机理，成果发表于英国皇家化学学会旗下期刊《道尔顿会刊》 (Dalton Transactions），受邀入选亚太地区学术新秀专辑。无机化合物的多晶型现象是指一种物质能以两种或两种以上不同晶体结构存在的现象，例如石墨和金刚石的化学组成都是碳单质，但晶态不同导致其物理性质和化学性质差异极大。在一定条件下，不同晶体结构可相互转变，属于相变的一种。自然界中，二氧化钛的相变在金红石、锐钛矿、板钛矿和青铜相间发生。其中，青铜相具有特殊的疏松堆积结构和开放孔道，在锂电池、太阳能电池和光解水等领域具有潜在应用价值。因此，理解青铜相（为亚稳相）二氧化钛的相稳定性和相变行为，是其走向应用的先决条件。二氧化钛在水相或高温处理的示意图（Julie Liu制作）本研究发现，原子级厚度的青铜相二氧化钛在室温水分散液中会发生缓慢相变，转化为锐钛矿相二氧化钛。...

伟德国际1946信息科学与技术学院郑杰课题组近日提出了基于知识图谱和可解释图神经网络的新型人工智能模型KR4SL，在预测并解释基于合成致死机制的抗癌药物靶点方面取得进展。该成果被生物信息学旗舰会议——第31届分子生物学智能系统会议和第22届欧洲计算生物学会议(the 31st Annual International Conference on Intelligent Systems for Molecular Biology and the 22nd Annual European Conference on Computational Biology，ISMB/ECCB 2023) 以会议论文形式接收。该工作同时被收录在生物信息学领域核心期刊《生物信息学》(Bioinformatics)的ISMB/ECCB 2023会议特刊。郑杰课题组博士生张可在大会上做口头报告。ISMB/ECCB 2023大会共收到336篇投稿论文，仅有60篇被选为会议论文，接收率为17.9%。合成致死 (synthetic lethality，SL)是基因之间...

2023年11月20日，来自伟德国际1946、武汉大学和复旦大学的合作研究团队在Cell Stem Cell杂志在线发表了题为“Base editing of the HBG promoter induces potent fetal hemoglobin expression with no detectable off-target mutations in human HSCs”的研究论文，报道了一种基于碱基编辑技术的β-血红蛋白病基因治疗新策略。 β-血红蛋白病是一种严重的单基因遗传病，主要包括β-地中海贫血和镰状细胞病。全球有超过3%的人口是β-血红蛋白病的携带者，每年有数十万新生儿被确诊。已有研究表明，重激活胎儿血红蛋白表达，可以缓解甚至治愈β-血红蛋白病。目前的主要治疗策略是在体外通过Cas9核酸酶进行基因编辑，但Cas9核酸酶会产生DNA双链断裂，存在造成HSPCs染色体缺失、异位及细胞周期停滞或细胞凋亡等的安全隐患。因此，需要进一步探索更安全、更高效重激活胎儿血红蛋白的新策略。本工作构建了完善的实验体系，开展了一系列基因编辑靶向位点比较和功能验证...

近日，伟德国际1946物质科学与技术学院高得伟课题组首次实现了1，3-双硼化合物的可控区域发散性精准转化，有效解决了该化合物低反应活性的难题，弥补了自由基化学往往只能得到单一选择性的局限。相关成果发表于国际知名学术期刊《德国应用化学》 （Angewandte Chemie International Edition），并被选为“非常重要论文”（“Very Important Paper”）。有机硼化合物广泛应用于医药、材料、生物和合成化学等领域，而研究多集中于单硼化合物。如果能够实现多硼化合物的精准转化，将极大地拓展化合物的合成边界，为应用和功能研究带来新机遇。一般认为1，2-双硼化合物多取代位点C–B键的催化转化反应首先经历1，2-硼迁移过程形成稳定的自由基物种，继而发生后续的官能团化反应（图1）。然而，使用自由基策略在分子的初级或次级C–H键上发生选择性官能团化需要克服不利的电子效应，以往还没有可行的策略实现多硼化合物的可控区域发散性精准转化。图1. 传统自由基...