2021-10-11|我国科学家实现了淀粉的人工合成

1.2021诺贝尔生理学或医学奖揭晓 

2021年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，美国科学家大卫·朱利叶斯(David Julius)和阿登·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)因在感受温度和触觉方面的发现获奖。

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/press-release/

2.Science：从CO2到人工淀粉

中国科学院天津工业生物技术研究所马延和团队在淀粉人工合成方面取得突破性进展，在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的从头合成。相关成果于9月24日在线发表在国际学术期刊《Science》上。

目前，淀粉主要由玉米等农作物通过自然光合作用固定二氧化碳生产，合成与积累涉及约60步代谢反应以及复杂的生理调控，理论能量转化效率仅为2%左右。农作物种植通常需较长周期，并使用大量土地、淡水等资源和肥料、农药等农业生产资料。

在该研究中，天津工生所从头设计出11步主反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉新途径，在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。研究团队采用一种类似“搭积木”的方式，联合中科院大连化学物理研究所，利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一（C1）化合物，然后通过设计构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三（C3）化合物，最后通过生物途径优化，将碳三化合物聚合成碳六（C6）化合物，再进一步合成直链和支链淀粉（Cn化合物）。这一人工途径的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，向设计自然、超越自然目标的实现迈进一大步，为创建新功能的生物系统提供了新科学基础。 

Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide

3.Cell：细胞核破裂促进癌细胞侵袭

细胞核有一个重要的功能:保护细胞DNA并使其能够正常使用。但如果细胞本身受到挤压和变形，例如在迁移或增殖的情况下，它可能会变形，甚至暂时破裂。这种压缩会导致DNA损伤。对健康细胞来说，其结果是加速衰老，对于肿瘤细胞来说，会引发乳腺肿瘤细胞的侵袭性。这一发现公布在Cell杂志上。

Compromised nuclear envelope 1 integrity drives TREX1-dependent DNA damage and tumor cell invasion

4.Cell：大脑中免疫细胞令人意外的新功能

为了更快地分解有毒蛋白质，大脑中的免疫细胞可以在需要时结合在一起形成网络。然而，在某些可能导致帕金森氏症的突变中，这种合作被破坏了。波恩大学、德国神经退行性疾病中心(DZNE)和法国雅各布研究所的一项研究结果发表在著名的《Cell》杂志上。

Microglia jointly degrade fibrillar alpha-synuclein cargo by distribution through tunneling nanotubes

5.Nature绘制小鼠小脑中的所有细胞类型

大脑中的细胞多样性支持从运动到睡眠的各种功能，但科学家并不知道大脑中存在的所有细胞类型。通过单核RNA测序，科学家们在小鼠小脑中发现了一种新的细胞类型，以及已知细胞类型中出乎意料的复杂性。该研究隶属于美国国立卫生研究院资助的一项大型研究的一部分，该研究旨在描述大脑中所有细胞类型的特征，并有助于科学家更好地了解大脑健康和疾病。

A transcriptomic and epigenomic cell atlas of the mouse primary motor cortex

6.Nature Biotechnology保护Prime editing的引导RNA

Prime editing有可能纠正大多数已知的致病基因变异，但编辑效率因细胞类型和基因组中的目标位置而异。David Liu等人最近又开发了一种工具来提高Prime editing的效率。通过将结状RNA结构连接到Prime editing导向RNA（pegRNA，将编辑机器导向其目标并对编辑进行编码）的一端，它们保护了pegRNA不被降解，提高了Prime editing在大多数测试细胞类型中安装或纠正一系列致病突变3-4倍的效率。这项改进扩大了Prime editing的潜在治疗应用范围。

7.Nature Genetics高质量的HLA参考，确定HIV真正的危险边缘

全基因组关联研究表明，许多来自不同祖先的人类白细胞抗原（HLA）变异可能是HIV的危险因素。然而，HLA基因位于一个非常复杂的基因组区域，这使得确定真正的致病信号的工作变得复杂。为了帮助消除噪音，利用日本生物信息学协会、日本生物银行、爱沙尼亚生物银行、1000个基因组和TOPMed数据构建了一个高分辨率、多祖先HLA参考小组。利用该小组，科学家们排除了一些先前报道的HLA-HIV关联，并发现了一个新的关联。该小组可广泛应用于探索其他免疫介导性状中的HLA生物学。

A high-resolution HLA reference panel capturing global population diversity enables multi-ancestry fine-mapping in HIV host response