学界动态
1、RNA 可以被糖基化修饰且定位在细胞表面 | Cell
(来源:Cell
以往我们认为,聚糖分子只能够附加在蛋白质和脂质分子上。这项研究表明,RNA 也同样能够发生糖基化,形成糖 RNA(glycoRNA),颠覆了经典的生化理论。
在这项研究中,研究人员发现 glycoRNA 的糖基是在内质网 / 高尔基管腔合成的,其组装依赖于典型的 N-glycan 生物合成机制,并且富含唾液酸和海藻糖。大多数的 glycoRNA 存在于细胞表面,可以与抗双链 RNA 抗体和 Siglec 受体家族相互作用。
其中,Siglec 是一个与包括系统性红斑狼疮在内的多种疾病有关的免疫受体家族,这表明 glycoRNA 可能在免疫信号转导中发挥了作用。值得注意的是,这些 glycoRNA 存在于多种哺乳动物的多种细胞类型中。
论文链接:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674 (21) 00503-1
2、对一种新型的用于酰胺合成的连接酶的发现、表征和改造 | Nature
图丨 CfaL 酶催化冠状酸与氨基酸连接(来源:Nature
冠菌素(coronatine)和相关的细菌源的植物毒素(phytotoxins)都属于茉莉酸 - 异亮氨酸复合物( jasmonyl-L-isoleucine)的类似物,它们参与调控了植物生长、发育和环境响应等各种生理过程。
在这项研究中,研究人员发现了催化冠状酸与氨基酸连接的关键酶家族 - 冠状酸连接酶 (coronafacic acid ligases,CfaLs),并解析了它们的结构。研究人员验证了 CfaL 酶可以在没有保护基团的情况下催化合成酰胺,并且通过结构引导的突变技术( structure-guided mutagenesis)得到多种性能优化的 Cfal 变体。
这些 CfaL 酶具有合成多种重要酰胺产品的潜力,与传统合成方法和其他生物催化方法相比具有明显的优势,可以为农业医药等领域提供广泛的酰胺。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03447-w
3、对活胚胎中翻译过程的成像揭露了翻译的空间异质性 | Science
图丨对果蝇胚胎中 mRNA 翻译过程的成像(来源:Science
虽然对于 mRNA 翻译为蛋白质过程已经有了很多了解,但是翻译这一多步骤过程尚未在活体生物中被成像观测过。在这项研究中,研究人员利用 SunTag 标记法对单个 mRNA 分子翻译的动态过程进行成像。
研究人员着眼于果蝇胚胎中诱导上皮 - 间质转化的转录因子 Twist 的翻译过程,对单个 mRNA 翻译的时间、位置和动力学进行了定量分析。最终,研究人员确定了 mRNA 翻译效率中的空间异质性,并揭示了翻译工厂(translation factory)的存在,即成簇的 mRNA 在基底近核区域优先进行联合翻译。
在发育过程中,基因表达的调控确保了器官在正确的时间和地点形成。不过发育模式的精确性不能仅仅归因于转录调控的精确性,这项工作实现了多细胞生物活体中 mRNA 翻译的位置和动力学特征的定量观察分析。
论文链接:
https://science.sciencemag.org/content/372/6544/840
4、一种广泛存在于革兰氏阳性菌接合元件中的新型二元抗终止系统丨 Nucleic Acids Research
图丨二元抗终止系统的示意图(来源:Nucleic Acids Research
基因的正常转录对于生物体的正常功能至关重要。原核生物的转录过程进行到一定程度,遇到终止子时会停止下来,转录延伸复合体解体,新生 RNA 被释放出来。持续抗终止系统(processive antitermination system)能调控转录延伸复合体和终止子的相互作用,允许 RNA 聚合酶读取一个操纵子中的多个终止子。
在这项研究中,研究人员发现了一种新型的广泛存在于革兰氏阳性菌接合元件(conjugative elements)的抗终止系统,并将其命名为 conAn。该系统由一个具有抗终止作用的大 RNA 元件和一种作为增殖因子(processivity factor)的蛋白质组成。
除了允许超长操纵子的协同表达外,研究人员发现 conAn 系统能通过促进超长操纵子的协同表达,调控操纵子内基因的差异调控,限制假转录的影响这三种方式来促进共轭基因的正确表达。
论文链接:
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkab360/6276910
5、基因组挖掘方法鉴定了源自蓝细菌的新环肽合成基因簇 | Angewandte Chemie
图 | 异戊烯转移酶添加异戊烯的区域选择性和化学选择性(来源:Angewandte Chemie
蓝藻菌素(cyanobactins)是一类广泛存在的由蓝藻产生的肽类代谢物,通常通过翻译后的异戊烯化而多样化,并且存在抗癌和抗疟活性。研究人员已经鉴定出几种在蓝藻菌素的生物合成路径中催化异戊烯化反应的酶,能为发现更多的催化翻译后烷基化的酶提供帮助。
在这项研究中,研究人员利用基因组挖掘技术鉴定异戊烯转移酶(prenyltransferases)的过程中,从蓝藻 Tolypothrix sp. 中分离出了一种环肽 - tolypamide,并且确定了 tolypamide 的结构。
Tolypamide 的苏氨酸残基上存在正向异戊烯化(forward-prenylated),这是一种前所未有的翻译后修饰。同时,研究人员通过对同源酶 TolF 的生化特性分析发现,该酶对丝氨酸或苏氨酸的 O-prenylation 具有严格的选择性,但对侧翼肽序列具有宽松的底物选择性。
论文链接:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202015975
业界新闻
1、新上市的 Ginkgo 将以 Genentech 的旧股票代码 “DNA” 进行交易
图丨 Ginkgo Bioworks(来源:synbiobeta)
美国东部时间 5 月 14 日,美国合成生物学公司 Ginkgo Bioworks 公布了其股票代码:“DNA”。这是一个有着传奇历史的股票代码,因为在被罗氏收购之前,基因泰克一直持有纽约证交所的 “DNA” 代码 。
Ginkgo 不会立即开始以 “DNA” 交易,因为 Soaring Eagle(Nasdaq: SRNG)将作为 Ginkgo 的代理交易,直到 SPAC 交易在几个月后完成。之后,Ginkgo 将以 “DNA” 的名义在纽约证券交易所上市。
2、美国能源部高级研究计划局向 15 个生物燃料项目拨款 3500 万美元
美国东部时间,5 月 14 日,美国能源部高级研究计划局(Department of Energy’s Advanced Research Projects Agency-Energy)向 15 个研究项目拨款 3500 万美元,这些项目旨在推广使用先进的合成生物学工具来开发新型的生物质转化平台,以优化能源、运输和农业部门使用的脱碳生物炼制过程。
这 15 个团队致力于优化菌株、使用混合底物、促进二氧化碳内循环、提高生物质转化等策略,为生物燃料转换创造新的途径,以减少碳浪费并最大限度地提高转化过程中产生的可再生燃料量。
其中,麻省理工学院、斯坦福大学和加州大学等高校的项目获得约 2500 万美元的资助;LanzaTech,INvizyne Technologies,ZymoChem 公司的项目获得 1000 万美元的资助。
3、eureKARE 筹集了 6000 万美元来创建欧盟 Synbio 和微生物组初创公司
在合成生物学和微生物组成为热门的当下,将早期的科学突破转化为产品的过程中仍然存在脱节。eureKARE 发现了这一点,并开始筹集了资金,用于资助合成生物学和微生物群初创公司的成立和发展。
由 Spinoza Foundation 主席亚历山大・莫拉迪安(Alexandre Mouradian)创立的 eureKARE 说服了一些投资者支持该计划,共获得了 6000 万美元的 A 轮融资。这笔资金将使 eureKARE 每年能够创建 3-5 家企业,并且投资数量相近的 B 轮以上的现有公司,推动建立合成生物学和微生物组业务的生态系统。
EureKARE 首批投资了 Stellate Therapeutics、Omne Possibile 和 NovoBiome。
4、MD Anderson 与 Refuge Biotechnologies 合作推进用于治疗实体瘤的下一代细胞疗法
Refuge Biotechnologies(Refuge)和德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心( MD Anderson)于美国东部时间 5 月 17 日宣布了一项战略合作,旨在为实体肿瘤的治疗提供新的细胞疗法。
Refuge 是一家合成生物学公司,致力于开发用于癌症免疫治疗的智能细胞疗法。其专有的受体 - dCas 平台利用了独特的 CRISPR 激活(CRISPRa)和 CRISPR 干扰(CRISPRi)基因工程方法,使细胞能够感知周围环境,并在遇到特定的外部抗原时激活或抑制多种基因。
MD Anderson 是世界上最受尊敬的癌症患者护理、研究、教育和预防中心之一。根据协议,双方团队将共同开发 Refuge 的 RB-340,一种靶向 HER-2 的 CAR-T 细胞疗法,包括新药临床试验(IND)申报、药品生产质量管理规范(GMP)生产和 I/II 阶段临床试验。
5、实验室自动化平台的软件公司 Artificial 筹集 2150 万美元,以加速生命科学领域的突破
(来源:Artificial)
美国东部时间 5 月 18 日,提供实验室自动化平台的软件公司 Artificial 宣布其完成了 2150 万美元的 A 轮融资。这轮融资由微软的风险投资基金 M12、Playground Global 和 AME Cloud Ventures 领投。
"在 Artificial,我们构建了一个单一的、易于使用的平台,对实验室中的一切,包括机器人、自动化仪器、数据和人员,进行编排。" 人工公司首席执行官兼联合创始人大卫・富勒(David Fuller)说:“这笔资金将使我们能够加快实验室套件的开发,以帮助生物制药和合成生物学实验室实现工作流程自动化的顶级目标。”
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