具有空间亲和性的生物催化级联可以协调多步途径形成代谢网络，从而提高整体催化效率。然而，空间组织对催化活性的影响知之甚少，具有可预测性能的多酶建筑工程仍未实现。
2025年1月23日，上海交通大学倪俊团队Cell在线发表题为“Rational multienzyme architecture design with iMARS”的研究论文，该研究开发了一个标准化的框架，称为iMARS，通过集成高通量活性测试和结构分析来快速设计最佳的多酶结构。该方法具有工业规模应用的潜力，iMARS设计的人工融合酶显著提高了体内白藜芦醇的产量45.1倍，raspberry ketone的产量提高了11.3倍，并提高了补料分批发酵中ergothioneine的合成。此外，iMARS极大地提高了多酶配合物对PET塑料解聚和vanillin生物合成的体外催化效率。作为一种在分子水平上具有通用性和灵活性的策略，iMARS可以极大地促进绿色化学、合成生物学和生物制造。
上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室、张江高等研究院合成科学创新研究中心博士生王嘉伟为文章第一作者，倪俊副教授为该论文通讯作者。上海交通大学是论文的第一完成单位和通讯单位。该研究得到上海交大邓子新教授和赵一雷教授等多位师生帮助，该工作获得基金委、科技部、上海市科委和光玥生物科技等支持。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01471-5
尽管基于成像和抗体的方法最近取得了进展，但在空间蛋白质组学中，实现整个组织的深度、高分辨率蛋白质图谱仍然是一个重大挑战。
2025年1月23日，中国科学院动物研究所赵方庆团队Cell在线发表题为“High-resolution spatially resolved proteomics of complex tissues based on microfluidics and transfer learning”的研究论文，该研究提出了跨组学数据的并行流投影和迁移学习（PLATO），这是一个将微流体与深度学习相结合的集成框架，可以在整个组织切片中实现数千种蛋白质的高分辨率映射。
该研究通过分析小鼠小脑的空间蛋白质组来验证PLATO框架，在一次运行中鉴定了2564个蛋白质组。然后，该研究将PLATO应用于大鼠绒毛和人类乳腺癌样本，实现了25 μm的空间分辨率，并揭示了与疾病状态相关的蛋白质组动力学。该方法揭示了空间上不同的肿瘤亚型，鉴定了关键的失调蛋白，并为肿瘤微环境的复杂性提供了新的见解。研究人员相信PLATO代表了一个探索空间蛋白质组学调控及其与遗传和环境因素相互作用的变革性平台。
中国科学院动物研究所博士后胡倍瑜、博士后何睿乔、博士研究生庞琨及国家蛋白质中心王贵宾为该研究的共同第一作者，中国科学院动物研究所赵方庆研究员和冀培丰副研究员为该研究的通讯作者。该项目得到了国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划和北京市自然科学基金等项目资助。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01436-3
在蛋白质组学水平上理解哺乳动物着床前发育，特别是人类，仍然有限。
2025年1月23日，中国科学院脑智卓越中心/上海脑科学与类脑研究中心刘真、孙怡迪、朱文成，复旦大学附属中山医院生殖医学中心木良善，以及上海交通大学医学院李辰合作Cell在线发表题为“Comparative proteomic landscapes elucidate human preimplantation development and failure”的研究论文，该研究应用超灵敏蛋白质组学技术综合解决方案来测量卵母细胞和早期胚胎的蛋白质组学谱，鉴定了人类近8000种蛋白质和小鼠超过6300种蛋白质。
该研究观察到两个物种在合子基因组激活（ZGA）之前和前后不同的蛋白质组动力学。翻译数据的综合分析揭示了翻译激活和蛋白质积累之间的广泛差异。多组学分析表明，ZGA转录本通常有助于囊胚中的蛋白质积累。利用小鼠胚胎，该研究确定了几个对早期发育至关重要的转录调控因子，从而将ZGA与第一个谱系规范联系起来。此外，来自100多对患者夫妇的低质量胚胎的单胚胎蛋白质组学为植入前发育失败提供了见解。总之，该研究可能有助于重塑哺乳动物着床前发育的框架，并为解决人类不孕症开辟途径。
中国科学院脑智卓越中心刘真研究员、孙怡迪研究员、朱文成博士，复旦大学附属中山医院生殖医学中心木良善医生，以及上海交通大学医学院李辰研究员为该论文的通讯作者。中国科学院脑智卓越中心朱文成博士、研究生孟娟和刘文俊，温州医科大学附属第一医院生殖医学中心李燕，上海交通大学医学院研究助理顾蕾为共同第一作者。该工作还得到了其他团队成员的大力帮助。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01470-3
大脑皮层和海马体是学习和记忆的关键脑区，其依赖于涉及N-甲酰-天冬氨酸受体（NMDARs）的活动诱导的突触可塑性。然而，内源性NMDARs （eNMDARs）在大脑中的亚基组装和分子结构仍然是未知的。
2025年1月23日，中国科学院脑科学与智能技术卓越中心（神经科学研究所）竺淑佳研究组和上海药物研究所李扬研究组合作在Cell在线发表题为“Assembly and architecture of endogenous NMDA receptors in adult cerebral cortex and hippocampus”的研究论文，该研究利用构象依赖性和亚基依赖性抗体，从成年大鼠大脑皮层和海马中纯化了eNMDARs。通过冷冻电镜获得了eNMDARs的3个主要亚型：GluN1-N2A- N2B、GluN1-N2B和GluN1-N2A；这三种亚型的颗粒比为9:7:4。结构分析显示GluN1-N2A-N2B受体在细胞外至跨膜层的不对称结构。此外，GluN1-N2B和GluN1-N2A-N2B受体之间的构象差异揭示了不同eNMDAR亚型之间不同的生物物理特性。总之，该研究结果暗示了eNMDARs的结构和功能复杂性，并揭示了在体内基于结构的治疗设计靶向这些eNMDARs。
该论文第一作者张明是中国科学院脑智卓越中心和上海药物研究所联合培养的博士研究生。竺淑佳团队的冯娟副研究员协助数据分析，谢春和宋楠制备并鉴定了亚基特异性抗体；北京蛋白质组中心的王建研究员和金超智完成了质谱鉴定；大连化物所赵群和张丽华研究员开展了交联质谱分析；脑智卓越中心孙怡迪研究员和王波爽开展了转录组数据分析。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00033-9
大多数陆地植物与微生物形成共生关系以获取营养，但也必须限制病原体的感染。
2025年1月23日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员团队在Cell在线发表题为“A pair of LysM receptors mediates symbiosis and immunity discrimination in Marchantia”的研究论文，该研究发现了一对含有溶酶基序的受体样激酶MpaLYR和MpaCERK1，介导了Marchantia Paleacea的免疫和共生。MpaLYR对长链（CO7）比短链几丁质低聚物（CO4）具有更高的亲和力。
虽然CO7和CO4都能激活共生相关基因，但CO7触发的免疫反应比CO4更强，且呈剂量依赖性。CO4可以抑制CO7诱导的强免疫反应。该研究发现，植物的磷酸盐饥饿增加了它们的孤角麦内酯的产生，这刺激了菌根真菌的CO4/CO5分泌，从而优先考虑共生而不是免疫。因此，单对LysM受体介导了对不同几丁质寡聚物的剂量依赖性感知，以识别真菌中的共生微生物和致病微生物，这可能有助于陆地化。
分子植物卓越中心王二涛研究员作为文章通讯作者，王二涛研究组的博士生谭新行以及已出站博士后王大鹏作为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、新基石研究员项目、中国科学院B类先导项目以及腾讯科学探索奖的资助。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01466-1
甲型高致病性禽流感（HPAI）（H5N1）病毒的持续传播，尤其是 2.3.4.4b分支毒株，对动物和公共卫生构成重大威胁。最近在牛中爆发的疫情凸显了对跨物种传播和人畜共患溢出的担忧。
2025年1月22日，中国科学院微生物研究所高福、Song Hao、首都医科大学王宁利、Sun Lei共同通讯在Cell在线发表题为“Receptor binding, structure, and tissue tropism of cattle-infecting H5N1 avian influenza virus hemagglutinin”的研究论文，该研究报道了牛感染H5N1禽流感病毒血凝素的受体结合、结构和组织趋向性。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00048-0
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