《单聚合物代谢组学揭示了多尺度珊瑚虫的生化结构》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2023-10-18
  • 空间是生物学过程发生的媒介,空间结构在小到细胞大到生态系统的所有生物过程中都发挥着重要作用。然而,珊瑚全生物体的代谢组结构尚未得到充分研究。
    美国夏威夷大学提供了一种代谢组学方法,从珊瑚虫开始研究珊瑚的生物化学特性。研究分析了珊瑚礁内多个珊瑚群中多个分支的单个珊瑚虫代谢组,以评估生化物质在多个空间(~1 毫米-100 米)和组织(珊瑚虫、分支、珊瑚群、种群)尺度上的空间分布。了解珊瑚礁生化物质在不同尺度上的变化和空间分布,有助于深入了解珊瑚全生物体的空间生态学,对未来研究中的实验设计和数据解释至关重要。(熊萍 编译)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s42003-023-05342-8
相关报告
  • 《施一研究组揭示新型冠状病毒的核心聚合酶复合物结构和生化特性》

    • 来源专题:中国科学院病毒学领域知识资源中心
    • 编译者:malili
    • 发布时间:2020-06-10
    • 与SARS-CoV相比,SARS-CoV-2具有更高的传播率和更低的致死率。大多数感染所导致的症状轻微,并且还有许多无症状感染病例。这些特性使SARS-CoV-2可以在人与人之间更迅速地传播,从而导致大流行。阐明SARS-CoV-2的感染和复制行为将为了解其独特的发病机理和宿主适应特性提供关键信息。 由于新病例的迅速增加,2019年冠状病毒病(COVID-19)很快引起了全球关注。目前人们认为新型冠状病毒的感染是从动物开始传播的,病原体为SARS-CoV-2。自2020年1月以来,该病毒已迅速传播到中国大部分地区和其他国家,形成全球大流行。截至目前(2020年6月1日),据约翰·霍普金斯大学发布的实时统计数据,全球累计新冠肺炎确诊病例超过630万例,死亡人数达37万。 SARS-CoV-2属于冠状病毒科(Coronaviridae),这是一组具有广泛宿主范围的正义RNA病毒。目前,已总共鉴定出七种感染人类的冠状病毒,其中SARS-CoV-2与2002-2003年出现的SARS-CoV在基因组序列上的相似性最高。两种病毒利用相同的宿主受体血管紧张素转换酶2(ACE2)进入细胞,并引起呼吸道症状,可能发展为严重的肺炎并导致死亡。 然而,与SARS-CoV相比,SARS-CoV-2具有更高的传播率和更低的致死率。大多数感染所导致的症状轻微,并且还有许多无症状感染病例。这些特性使SARS-CoV-2可以在人与人之间更迅速地传播,从而导致大流行。阐明SARS-CoV-2的感染和复制行为将为了解其独特的发病机理和宿主适应特性提供关键信息。 中国科学院微生物研究所施一研究组在Cell Reports在线发表题为“Structural and biochemical characterization of nsp12-nsp7-nsp8 core polymerase complex from COVID-19 virus”的研究论文,该研究描述了其核心聚合酶复合物的近原子分辨率结构,该复合物由nsp12催化亚基和nsp7-nsp8辅助因子组成。它的结构与SARS-CoV中相对应的结构高度类似,具有典型的RNA依赖的RNA聚合酶的保守基序,并暗示了辅助因子激活的机制。生化研究表明,与SARS-CoV病毒相比,SARS-CoV-2病毒核心聚合酶复合物的活性降低,单个亚基的热稳定性降低,提示其具有更好的人适应性特征。 冠状病毒的复制由其基因组中的开放阅读框1a(ORF1a)和ORF1ab编码的一组非结构蛋白(nsps)负责,这些蛋白最初翻译为多蛋白,然后进行蛋白水解、切割以及成熟。这些蛋白质组装成一个多亚基聚合酶复合体,以介导病毒基因组的转录和复制。其中,nsp12是具有RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)活性的催化亚基。虽然,nsp12本身能够以极低的效率进行聚合酶反应,而nsp7和nsp8辅助因子的存在会显著促进其聚合酶活性。因此,将nsp12-nsp7-nsp8亚复合体定义为介导冠状病毒RNA合成的最小核心组件。为了实现病毒基因组的完整转录和复制,还需要几个其他的nsp亚基组装成完整的转录复制复合体,其中包括nsp10,nsp13,nsp14和nsp16,但对于它们在RNA合成过程中是如何发挥具体功能的机制尚不清楚。 由于宿主的免疫选择,病毒的表面抗原蛋白易于发生“漂移”,与之相比,病毒聚合酶发生突变的概率较小,并且具有更高的进化稳定性,显示出作为高效抗病毒药物靶标的巨大前景。因此,了解SARS-CoV-2聚合酶复合物的结构和功能是开发新型治疗药物的必要前提。 在该研究中,研究人员描述了其核心聚合酶复合物的近原子分辨率结构,该复合物由nsp12催化亚基和nsp7-nsp8辅助因子组成。它的结构与SARS-CoV中相对应的结构高度类似,具有典型的RdRp保守基序,并暗示了辅助因子的激活机制。生化研究表明,与SARS-CoV病毒相比,SARS-CoV-2病毒核心聚合酶复合物的活性降低,单个亚基的热稳定性降低。 分子流行病学研究发现SARS-CoV和SARS-CoV-2可能都来源于蝙蝠。此前的流行病学动力学分析显示,SARS-CoV并没有完全适应果子狸和人这些宿主,而SARS-CoV-2却表现出在人群中高效的复制和传播,并且迄今为止还没找到中间动物宿主,提示这两种病毒在进化上存在较大差异。相关研究发现,人体体温要低于蝙蝠体温,在飞行时蝙蝠体温可高达40摄氏度以上。SARS-CoV-2病毒核心聚合酶复合物亚基的热稳定性降低,暗示SARS-CoV-2病毒经过长期进化,已经比SARS-CoV病毒具有更好的人适应性特征。 总之,该研究对SARS-CoV-2核心聚合酶复合物的结构和生化分析提高了我们对不同病毒RdRps合成RNA的机理的认识。此外,SARS-CoV-2和SARS-CoV聚合酶组分的不同生化特性为冠状病毒适应性进化提供了线索。 原文标题: Structural and biochemical characterization of nsp12-nsp7-nsp8 core polymerase complex from COVID-19 virus 原文链接:http://www.ebiotrade.com/newsf/2020-6/202065162708618.htm
  • 《显微技术揭示了涂层干燥时纳米尺度的细节》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-07-13
    • 沉闷。缓慢。不变的。就像看着油漆变干一样。 但仔细看看这些颜料——一直到纳米级——会发现比你想象的要多得多。 利哈伊大学P.C.罗辛工程与应用科学学院吉尔克里斯特实验室的研究人员正在观察涂层在以突破性的微尺度精度干燥时的演变过程。他们的研究结果最近发表在《科学报告》上。 薄膜涂层做的不仅仅是使墙壁整洁。例如,它们可以用作可食用薄膜中的制药设备,类似于用于输送用于对抗阿片类药物流行的药物。这些涂层的干燥方式会改变其性质,这对用于药物传递的薄膜尤其重要。 在他们的论文《干燥胶体和聚合物涂层中的化学与机械微观结构演变》中,里海大学的研究人员观察了当粒子相互作用被调整时,它们是如何在干燥过程中重新排列自己的。这些粒子表现为药物传递膜中活性药物成分的替代品。 研究生Titiporn Kaewpetch使用高速共聚焦激光扫描显微镜直接观察这些薄膜内部,并拍摄成千上万的图像,这些图像提供了纳米级的细节,以了解颗粒在干燥过程中是如何流动和聚集的。每一部电影的十亿字节的数据都被渲染出来,以显示它们的三维结构,并提供类似于模拟的细节,否则隐藏的内部过程就会发生。 研究人员发现,当颗粒相互吸引时,它们会形成一个支架,由于顶部界面的运动,在干燥过程中会发生扣扣和断裂。化学和生物分子工程系的教授James Gilchrist说:“在干燥过程中,吸引粒子在每个点上的微观结构与薄膜的演化历史有关。”他们对微观结构演变的三维分析显示,与那些颗粒是排斥性的相比,这一过程在整个干燥过程中有明显的特征。 “在真实的给药系统中,有许多成分相互作用,在干燥过程中不断改变浓度和相互作用,”吉尔克里斯特说。“通过将这个过程简化为基本成分,我们可以看到这些相互作用的发生。这可能会给这些电影的制作带来新的见解。”