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分子

超螺旋和扭转松弛染色质纤维竞争粘着蛋白驱动环挤出
　　　超螺旋和扭转松弛染色质纤维之间的熵竞争通过伪拓扑绑定的粘着蛋白驱动环挤出。查看：上部分内容等式右侧的术语最初描述了在场中移动的颗粒的能量电位的变化。 γC反映运动期间能量的耗散。应当注意，光纤和环之间的摩擦值不是模拟的结果，而是被引入到模型中的参数设置。模拟从第一个原则开始的摩擦将需要就业的就业，并且它将遇到从问题的计算复杂性开始的几个问题[46]。最近进行了具有可比大小的染色质纤维的原子计算机模拟，而83 kbp的系统由10亿原子组成[47]。然而，由于使用100万CPU，因此只有可能的仿真才能，而实时的秒或分钟的时间尺度远远超出原子模拟的范围，因为我们无法利用粗粒度的时间单位。如果能够承接这种数量大小的模拟，则可以探讨摩擦系数，作为依赖于休蛋白环质量，其流体动力阻力等的测量性能，其是等式(2)的一部分。相反，在我们的模拟中，我们探讨了Supercoiling和Loop挤出率的行为，了解广泛的摩擦，这是参数设置。因此，环本身可以甚至是固定的，并且我们仍然可以获得对给定的摩擦设置的相同模拟。采用的广泛摩擦是基于Stigler等人的实验工作的合理性。 [40]，这表明摩擦可以非常高。物理上，摩擦从表面粘附，表面粗糙度和变形的组合产生。基于Stigler等人报告的结果。 [40]，由于存在单独的核体，核心阵列和其他蛋白质障碍和机械，染色质的分子表面似乎非常粗糙。在我们的模型中，我们假设由摩擦参数γc的给定平均设置表示的障碍物的均匀分布。然而，原则上，串珠模型还提供了在由串珠模型中使用的特定粗粒粒度给出的分辨率内实施特异性特异性摩擦的可能性。这将是有趣的，例如，调查效果由于染色质折叠引起的摩擦局部调节以及蛋白质/ DNA调节中心的存在，例如在微型接触图上鉴定的蛋白质/ DNA调节中心的存在[48]。与此同时，我们认为等式(2)的正确术语是与超级录制的能量下降相关的内部能量的变化，这是一旦Cohonein在运动中进步一旦进入循环的新的轻松部分。在我们的数学模型中，我们假设Cohonein运动诱导的超级煎锅暂时的能量推动幼耳运动和环路挤出。超级录板的能量可以表示为U =K.ΔLK2，其中常数K表示纤维力相互作用的能量，例如粘合拉伸，角度弯曲和扭转柔性[42]。　　描述非平衡扩散的二阶微分方程对于仅对有限的问题组进行分析解决方案是无贡力[45]。因此，需要在数值上提出上面提出的具有上述移动边界的微分方程系统。等式求解并装配在环尺寸上并沿着模拟轨迹获得的连接数。参数dσ和k通过串联拟合在所有轨迹上均匀，具有特定值γc。拟合依赖性在图1和2中示出，以及通过粗粒模拟获得的环尺寸和链接数。通过一个环的两个纤维获得模型参数的值。随着我们的一组方程在一个侧面的一个尺寸中对一个尺寸进行了一个问题，在另一侧的休闲素边界上，因此应该减半所获得的系数，以便适当地掌握穿过由单环拥有的两根纤维发生的事实。如Bonato等人在论文中下划线。，使用类似的数学建模方法来描述沿着纤维的幼耳环的运动，数学治疗的这一方面没有定性地影响结果[33]。　　对于Supercoiling的扩散性值，Dσ=1.6的差异值良好，与Forte等人这样的编织聚合物的perectoneme动态研究获得的值。 [49]。在他们的研究中，作者观察到扭曲的动态比扭曲的动态更快，而所得分离的扩散性是DTW= 2.0和DWR = 0.1，使超级录的扩散性作为加权平均值，每个基于贡献系统是适应稳定的本谱或直链构象。在我们的模拟中，我们还看到ΔLK的波动在更大的扭曲波动波动中受到更大的影响，这意味着扭曲的动态更快。另外，我们注意到，从变换σ2/τ获得的实际单元中超级录的扩散性将远大于Dekker等人观察到的整个perectonemes的扩散性。d = 0.1kbp2/ s[50]。然而，Supercoiling沿着纤维的扩散性与实验观察到的DNA的预期旋转迁移率均匀，该旋转率是每秒数千次旋转[51]。如从模拟中观察到的，在数学建模的情况下，在大伽马的情况下，沿着纤维沿着纤维的超磁性梯度的平衡状态相对快速地重新建立了咖啡蛋白的每次运动后，随着COLENIN限制损失的高摩擦超录(视频S2)。结果，环路的平均超级录的值随时间相当线性而增加。另一方面，在低γ的情况下，随着由Cohesin形成的半透边界允许通过轴向旋转到更大程度(视频S3)的半透边界来更依赖于纤维的梯度更依赖于纤维。结果，ΔLK的平均值开始在环路挤出的后期阶段更强烈地增加。这与预期相一致，在无限的长环中，超级录板的平均密度将接近由聚合酶引入的转弯比率与平均环路挤出速率。另外，我们想强调，本节中呈现的数学模型的目的是不提供完全定量的处理，以精确地描述体内的环路挤出;相反，我们旨在在模拟数据之间的定性协议方面提供额外的支持，并从基于Cohyin环和染色质纤维之间致摩擦介导的转录驱动的环挤出的所提出机制的数学模型来提供额外的支持。　　3.3. 朝向熵驱动的环路挤出，渗透压和其他模型对于值k，超级录制的能量常数，我们获得了kSim= 3.4 103的配合的值。每只臂的减半值为1.7 103，类似于voldodskii给出的能量常数的值作为k =1100，它被称为无量纲常数[52]。另一方面，指出常数的尺寸可能是每BP [42]。在我们的情况下，我们在等式两侧的无单位珠子方面使用任意单位;因此，单位的变化不会改变从拟合中获得的常数。由于我们模型中的力场的内部设置，能量常数的装配值的差异很可能是由于我们模型中的力场的内部设置，并且可以在未来的工作中得到改善。为了解除对挤出作用的其他力量的贡献，需要进入能源术语的更详细描述。例如，Bonato等人。已经表明，染色质刚度和压实在增强扩散环挤出方面发挥着关键作用[33]。在它们的模型和随后的数学描述中，他们提出了循环的内部能量的变化遵循等式U(XC)/ KBT = 8LP / X2 + C日志(XC)，其中等式右侧的第一项表示由于环尺寸的增长，所降低的染色质刚度导致的能量惩罚，第二项代表循环的熵成本。当这些术语被添加到通过超铜u =K.ΔLK2的能量(等式(2))的能量给出的能量术语时，K降至1550的拟合值(C= 0.03);然而，拟合的质量保持不变(图S1)。通常，将更多术语添加到功能上降低自由度，并且如果没有改善，则保持相同的质量。另外，人们可以思考以支持环挤出的其他能量贡献，例如在模拟的早期阶段中打开Cohesin环的折叠构象。一方面，将扩散模型使用的能量功能掺入我们的模型提供了一种用于合并两个模型，其既通过熵机构提高了环路挤出的两种模型。另一方面，提供由弯曲，伸展，展开仅作为恒定速度，即无限能量电机等的池内，展开Cohesin的能量术语和去耦能量贡献的严格描述超出了恒定速度，即无限能量电动机等的范围本文。此外，我们工作中的粗粒度和博纳等人的水平目前不同，这与结果的直接比较是复杂的。因此，我们打算表明所提出的机制仍然能够以不同水平的摩擦，累积的超录和非拓扑结合的互联器驱动环路挤出，并且通过数学描述支持的概念证据模拟。随着能量术语∂U/∂X是化学电位μ的定义，通过化学势的变化驱动的环路挤出可以被认为是熵过程。通过在缓和侧上的超粒子侧和μ(σ= 0)上的移动休闲侧，μ(σ，p +π)确定的界面上的化学电位的差异对应于渗透压的定义。因此，当界面上的浓度差驱动溶剂进入浓缩相时，可以想到渗透过程的类比。在我们的情况下，溶剂将由纤维的松弛部分表示，该纤维“溶解”挤出回路内的积聚的超卷轴。染色质纤维的相似流量在通过渗透棘轮[53]的环形挤出机理中的作用，其中纤维“溶解”纤维上的Cohesin环的浓度。 　　3.4. 生物学背景和影响　　如前所述，现在，涉及涉及专用蛋白质存在的环路挤出机制的环路及其形成。对SMC蛋白和机制可以进行挤出的作用，已经实现了不太达成的共识。我们现在知道Cohesin能够自动运动运动活动。这在CA消耗的ATP能量方面显示出相对较弱。每秒每粘着蛋白1.7 个ATP分子，但在挤出速率方面非常有效，2 kbp [14]。另一方面，在通过实验所示的Cohesin的电机活性之前，可以增强环路挤出的其他生物和生物物理方法是通过计算机模拟发现[16-18]。在转录驱动的环挤出的情况下，已知RNA聚合酶是最强的生物分子电机之一[54]。正如我们之前所示的那样，RNAP+ TOP1复合物产生的负超级卷轴可以是在环路中保存的高水平超录的环路挤出的非常有效的驱动力[16]。在第3.1节中，我们表明，即使通过轴向旋转连续放宽到低水平的大部分，所产生的超录的能量仍然代表驱动环路挤出的有效力。图3A示出了作为染色蛋白纤维和尼蛋白环之间的每种摩擦的摩擦设置的平均值获得的环形挤出速率为γC= 2,5,20和200的摩擦纤维和尼蛋白环的每个设置。环形挤出率被示为作为施加摩擦的乘积的函数。如图所示，随着累积超录数的能量增加，环形挤出速率仍然随着摩擦力的增加而增加，但是它遵循对数关系，显示对环路挤出率的饱和效果。生物学上，速度应该是可以在分钟内挤出整个人类基因组[14]。我们可能会发现与0.5-2kbps [14]之间的实验测量结果一致的生物相关率主要用于γC20的较低设置。 　　 在将数量ΔLk与最低摩擦γc=200的距离的距离从2℃的距离连接到60kbp的距离，在60kbp的距离范围内的距离为60kbp的距离，相应的平均水平。然而，这些值代表了链条的总价值，而实际上，超级卷轴从转录位点(TSS)X = 0的位置朝向Cohonsin的位置的释放部位产生梯度，X = Xc 。在给定珠粒上计算的位点特异性链接号ΔLk可以被认为是超录σ的珠子的局部密度。以这种方式，对于γc= 200，在模拟中表示转录位点的珠子位置测量和建模的值达到σ(x = 0)= 12%。同时，超级煎板朝向休蛋白的位置下降，其中该值由σ(XC)的半透边界保持= 5%。视频S2和S3中给出了从数学模型获得的链条和模拟时间的ΔLk的演变。在图S2中给出了随着模拟运行的平均获得的ΔLK的轮廓。 LK的总值是曲线下的积分。在低摩擦的情况下，在TSS至σ(XC)=0.2%的值范围内的值范围为σ=7%，其中超镀叶片沿着纤维更大地滴落在池中。转录位点的局部超录的值是由Brackley等人的超螺母依赖性转录的随机模型的比例低。 [44]。然而，这些值与在通过Kouzine等人的PSORALEN光粘接方面的TSS的位置围绕TSS的位置的低，中和高表达的基因确定的局部DNA超级偶联。[55]。具有较低γCS的模拟中的超级录制衰减与Kouzine等人测量的曲线一致。 　　较低水平的超级咖啡也允许较高的构象统计和染色质纤维的波动，而不是具有强超录的系统。图3A的插入显示了来自分子模拟的两个相应的快照，比较所得到的结构具有较低和更高水平的超级录制。挤出内的较高的统计统计也在接触地图中，通过在挤出具有强大的超录的情况下突出的抗对角线特征的消失，并且产生了环的percentoneme符合的情况(图3b)。从10个轨迹的平均值获得图3B上的联系地图。一个人必须注意，在我们的模拟中，光纤在域末端不含CTCF蛋白，并且在Cohesin到达循环结束并卸载后，模拟停止。在更生物的环境中，幼胞蛋白将坚持CTCFS并留在那里，而模拟将继续相当于20分钟的生物时间[56]。这将增强模拟联系地图上的抗对角线特征的外观，并强调为具有低水平和高水平的系统获得的接触映射之间的差异。　　 　　(a) (b)　　图3. Cohonein环和纤维之间的较高摩擦诱导更高水平的超录和挤出速度较高的速率。 (a)对γC致摩擦摩擦摩擦的不同环境的环路挤出速率，导致不同水平的累积超录。环形挤出显示为Cohyin和纤维之间施加摩擦的函数。插入在摩擦的最低和最高设置中从模拟结束时显示快照。(b)在环路挤出过程中计算联系地图。沿轨迹计算联系地图随着10多个仿真运行的平均值计算。当环形挤出更加随机时，地图显示蚂蚁对角线的损失，即随机，当Cohyin环和染色质纤维之间的摩擦的较低设置允许纤维来采样更大的构象空间。一旦环从染色质纤维滑倒，接触映射计算的数据采集停止了。生物学上，环应在域的边界处停留在CTCF的蛋白质[56]，这将强调摩擦较低模拟中的抗对角线的损失。　　4. 结论　　我们在凝聚环环挤出的Cohonsin环中进行了超粒子染色质纤维的粗粒化分子动力学模拟。模拟表明，可以通过在尼蛋白和染色质纤维之间施加的摩擦来控制超级录的水平。在造型更大的摩擦时，超级煎锅的较高水平累积。同时，环路挤出的速率增加，但它显示了饱和效果。该模型还表明，即使在其低电平的超录也代表了增强环路挤出的有效力。　　该模型表明，即使环在伪拓扑上绑定，超录也会挤出环路。在伪拓扑结合期间，环包围纤维和新兴的超录，不能利用机械推动Cohesin手铐的接头部分，就像我们之前的模型一样。通过遵循最小能量路径来实现环路挤出，而超铜纤维的新型松弛部分流入环路，通过Cohonin环保持的界面流入环。这意味着挤出由界面处的化学电位变化驱动，分离纤维的超级硅酸和非超填充部分。由于该过程由化学电位的变化驱动，因此可以认为通过超硅和扭转纤维的竞争驱动的环形挤出被认为是熵过程。在新的纤维中溶解的纤维中的溶解是类似于渗透压的提出的熵驱动的环挤出。弛豫纤维代表通过Cohonein环的界面扩散到环中的溶剂，试图溶解积聚的超录。　　基于仿真和数学模型，我们得出结论，只要幼茶蛋白在池内和纤维之间保持热力学偶联即可，“拓扑结合是不必要的。我们假设环的存在可以通过特殊键的抽象来替换。　　由超录的能量驱动的环路挤出的数学建模表明了由超级录板的能量驱动的环路挤出模型的兼容性，并通过刚度和压实增强的扩散所提出的模型。同时，人们可以将我们的模型作为一种能够提高环路挤出的机制以及Cohesin的弱电动机活动或通过渗透棘轮推动。　　参考(展示部分）　　补充材料：以下内容可在HTTPS://www.mdpi.com/2079-7737/10 /10/130/ s1上获得，视频S1：分子动力学轨迹的可视化，获得γc= 200的模拟环路挤出;视频S2：在高摩擦下累积的高水平超级卷积的回路挤出数学建模，γc= 200;视频S3：在低摩擦下累积的低水平的整体挤出数学建模γc= 2;表S1：染色质纤维和幼耳珠的珠子相互作用模型设置;图S1：在结合能量术语的刚度时，在模拟链接号和环路尺寸上拟合数学方程(1)和(2)。图S2：沿着整个模拟的平均值获得的纤维的超级录的轮廓。　　作者贡献：方法 - 粗粒模拟，可视化D.R。;方法 - 数学建模，可视化R.R。写作原稿草案准备，D.R .;写作- 审查和编辑，r.r.，d.r.所有作者都已读取并同意发布的稿件版本。　　资金：本研究由斯洛伐克共和国的教育，科学，重新搜索和运动部的拨款机构资助，Grant Vega2/0102/20，并从斯洛伐克研发机构提供支持SRDA 15 0323.还承认了233架Eutopia和成本STSM 44 913的支撑。　　数据可用性声明：本研究中提出的数据可根据相应作者的要求提供。由于MD轨迹的大小，数据不会公开可用。　　1. 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2021-03-24 14:10:13
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“扭曲的电梯”可能是理解神经系统疾病的关键
由 悉尼大学 悉尼大学领导的国际科学家团队揭示了谷氨酸转运蛋白是我们细胞中最重要的分子机器之一的形状，有助于解释我们的脑细胞如何相互交流。 谷氨酸转运蛋白是我们所有细胞表面上的微小蛋白质，可关闭和关闭化学信号，这些化学信号在确保所有细胞间对话顺利进行中起着重要作用。他们还参与神经信号传递，新陈代谢以及学习和记忆。 研究人员使用低温电子显微镜（cryo-EM）捕获了转运蛋白的精美细节，表明它们看起来像嵌入细胞膜中的“扭曲升降机”。 这项世界首创的发现开辟了一个全新的可能性领域，研究转运蛋白的缺陷是否可能是诸如阿尔茨海默氏病等神经系统疾病的原因。 研究结果发表在《自然》上。 博士说：“我第一次看到这张照片是惊人的。它揭示了这种转运蛋白的工作原理，并解释了多年的研究成果。” 是该研究的主要作者的学生Ichia Chen。 多任务转运车 研究人员能够通过使用冷冻-EM（一种高度敏感的显微镜）分析成千上万个被困在冰薄层中的图像来“拍摄”谷氨酸转运蛋白的结构，这使这项研究成为可能。 使用电子束拍摄生物分子，Cryo-EM可以使肉眼看不见的东西可
2021-02-18 20:00:05
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SARS-CoV-2与线粒体之间表明新的攻击角度
Intimate associations between SARS-CoV-2 and mitochondria suggest new angles of attackSARS-CoV-2与线粒体之间的密切联系表明新的攻击角度by John Hewitt , Phys.org约翰·休伊特（Phys.org） Colorized scanning electron micrograph of a dying cell (blue) heavily infected with SARS-CoV-2 (yellow), the virus that causes COVID-19. Credit: NIAID Integrated Research Facility, Fort Detrick, Maryland.严重感染SARS-CoV-2（黄色）的病毒（即将导致COVID-19的病毒）的垂死细胞（蓝色）的彩色扫描电子显微照片。图片提供：马里兰州Fort Detrick的NIAID综合研究设施。 As one wise pundit recently observed, "everybody is a virologist now." For the many people whose interest in biology formerly began and ended with "the mitochondria is the powerhouse of the cell," a second axiom can now be offered, namely, that the virus is the thief of power. In other words, what the mitochondria giveth, the virus taketh away.正如一位明智的专家最近观察到的那样，“现在每个人都是病毒学家。”对于许多以前对生物学感兴趣的人来说，其始于和结束于“线粒体是细胞的动力源”，现在可以提供第二个公理，即病毒是力量的窃贼。换句话说，只要线粒体产生，病毒就会带走。It is only through the massive oxidative capabilities of mitochondria that cells of the immune system can generate enough energy within a sufficiently short period of time to power an effective immune response. This response includes massive short- order construction projects where cascading waves of signaling factors, antibodies and the armies of clones that pump them out are hastily hardscrabbled together. It is this same power that a virus hijacks upon gaining entry to a cell to use for copying, transcribing and translating their genomes (not always in that specific order) to almost exponentially replicate and propel themselves through the body at large.只有通过线粒体的强大氧化能力，免疫系统的细胞才能在足够短的时间内产生足够的能量，以驱动有效的免疫反应。这种回应包括大规模的短期建设项目，其中匆匆忙忙地拼凑了一系列信号因子，抗体和将其泵出的克隆军队。病毒具有进入细胞的劫持能力，即用于复制，转录和翻译其基因组（并非总是按照特定顺序），从而几乎以指数方式复制并推动自身进入整个人体。It should therefore be no surprise that mitochondria and viruses are, at least in a molecular sense, quite well aware of each other. For example, it has been shown that the Orf9b accessory protein of SARS-CoV-2 interacts with the mitochondrial因此，线粒体和病毒至少在分子意义上彼此非常清楚也就不足为奇了。例如，已显示SARS-CoV-2的Orf9b辅助蛋白与线粒体相互作用transport protein TOM70, while Orf9c interacts with respiratory complex I. The Nonstructural protein 2 (NSP2) has been localized to nuclear and mitochondrial prohibitins which in turn form a 16-20 subunit ring at the inner membrane. Prohibits are also believed to act as viral receptors for the Chikungunya and Dengue 2 viruses.转运蛋白TOM70，而Orf9c与呼吸道复合体I相互作用。非结构蛋白2（NSP2）已定位于核和线粒体禁止素，后者在内膜上又形成16-20个亚基环。人们还认为，禁忌可以作为基孔肯雅热和登革热2病毒的病毒受体。In a paper recently published in the journal Frontiers in Aging Neuroscience, researchers from Texas Tech University explore the idea that some viruses, including SARS-CoV-2, could even replicate within mitochondria-derived structures. The authors say "mitochondria-derived" because in the absence of full dynamic imaging of double-membraned vesicle (DMV) formation within associated inclusions of mitochondria, endoplasmic reticulum (ER), golgi and virus, the necessary actions that seemingly must occur for the virus to complete its life cycle can only be inferred.在最近发表在《衰老神经科学的前沿》杂志上的一篇论文中，得克萨斯理工大学的研究人员探索了这样一种想法，即包括SARS-CoV-2在内的某些病毒甚至可以在线粒体衍生的结构中复制。作者之所以说“源于线粒体”，是因为在线粒体，内质网（ER），高尔基体和病毒的相关夹杂物内没有完整的双膜囊泡（DMV）形成的完整动态成像的情况下，表面活性剂似乎必须发生病毒只能完成其生命周期的推断。Mitochondria closely associated with the ER where they are embraced by external rings of contractile dynamin-related peptide (DRP1) molecules which squeeze them down to diameters small enough for spontaneous fusion and budding to occur. The authors note that in the original SARS-CoV-1, ORF-9b enhances mitochondrial fusion and reduces the levels of Drp1. Budding off DMVs packed with their own mtDNA nucleoids, which then fuse with the plasma membrane of the cell, is important business for mitochondria. Exporting these highly immunogenic lures are one线粒体与内质网紧密相关，它们被可收缩的动力蛋白相关肽（DRP1）分子的外环所包围，从而将它们压缩到足够小的直径，以使其自发融合和发芽。作者注意到，在原始的SARS-CoV-1中，ORF-9b增强了线粒体融合并降低了Drp1的水平。堆积有自己的mtDNA核苷酸并随后与细胞质膜融合的DMV对线粒体而言是重要的业务。出口这些高度免疫原性的诱饵是其中之一way white blood cells sacrifice their own, in a sense, to ramp up immune responses. This all sounds a little familiar—during its lifecycle, SARS viruses must clothe their own genetic material in suitable double membrane form before beginning its transcellular journal.在某种意义上，白细胞会牺牲自己的细胞以增强免疫反应。这一切听起来有些耳熟，在其生命周期中，SARS病毒必须以合适的双膜形式覆盖自己的遗传物质，然后才能开始其跨细胞日记。In a another paper recently published in Scientific Reports, Pinchas Cohen and his team compared mitochondrial-COVID interactions to those of other viruses including respiratory syncytial virus, seasonal influenza A virus and human parainfluenza virus在最近发表在《科学报告》上的另一篇论文中，Pinchas Cohen和他的团队将线粒体与COVID的相互作用与其他病毒的相互作用进行了比较，包括呼吸道合胞病毒，季节性A型流感病毒和人副流感病毒3. One important finding was that in SARS-CoV-2, the levels of respiratory complex I components were reduced. Reduced complex I activity can also reduce levels of reactive oxygen species (ROS). The authors describe how host innate immunity is regulated by mitochondrial antiviral signaling proteins (MAVS). Under normal conditions, these MAVs interact with mitochondrial fusion factors like MFN2. However, after infection, mitochondria are tethered to the ER by MFN-2, whereupon the MAVS interacts with important kinases, namely, TANK binding kinase 1, IKKA, and IKKB.3.一个重要发现是，在SARS-CoV-2中，呼吸道复合物I组分的水平降低了。降低的复杂I活性也可以降低活性氧（ROS）的水平。作者介绍了线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）如何调节宿主固有免疫力。在正常情况下，这些MAV与线粒体融合因子（如MFN2）相互作用。但是，感染后，线粒体通过MFN-2束缚在ER上，于是MAVS与重要的激酶（TANK结合激酶1，IKKA和IKKB）相互作用。Other new research shows that SARS-CoV-2 virus may go even further, suggesting that in peripheral blood mononuclear cells of patients with COVID-19, the virus deliberately manipulates the metabolic functions of mitochondria to their own advantage. In particular, the authors show increases in the mitokine FGF-21, and also increases in glycolysis. They propose that since FGF-21 correlates with disease severity, it could serve as a biomarker for COVID-19-related mitochondrial dysfunction. Since mitochondria play a key role in the initiation and development of其他新的研究表明，SARS-CoV-2病毒可能会进一步传播，这表明在COVID-19患者的外周血单核细胞中，该病毒故意操纵线粒体的代谢功能以发挥自身的优势。尤其是，作者显示出丝氨酸激酶FGF-21的增加，以及糖酵解的增加。他们认为，由于FGF-21与疾病的严重程度相关，因此它可以作为COVID-19相关线粒体功能障碍的生物标志物。由于线粒体在启动和发展中起着关键作用cytokine storm, specific mitochondrial pathways in immune cells might be targeted clinically.对于细胞因子风暴，免疫细胞中特定的线粒体途径可能是临床目标。To get some more perspective, it is worth mentioning a few other important details regarding the SARS-CoV-2 genome. At around 30 kilobases long, it is twice the size of mtDNA, and over three times as long as the HIV genome. HIV is also a positive sense RNA virus; however, it is double-stranded, and integrates within the host cell genome. Although SARS-CoV-2 normally completes its life cycle in the cytoplasm, some recent evidence suggests that it, too, can be reverse-transcribed and integrated into nuclear DNA. While mtDNA is normally entirely circulatized (save perhaps in some heart muscle cells), SARS-CoV-2 can sometimes be circularized into circRNAs of many different sizes, although the implications of this are unknown. Like host nuclear DNA and mtDNA, the SARS-CoV-2 genome also contains unique G- quadruplex formations. These often enigmatic structural formations at specific guanine repeats are also potential therapeutic targets.为了获得更多的观点，值得一提的是有关SARS-CoV-2基因组的其他一些重要细节。它长约30千个碱基，是mtDNA的两倍，是HIV基因组的三倍以上。艾滋病毒也是一种正向RNA病毒。然而，它是双链的，并整合在宿主细胞基因组内。尽管SARS-CoV-2通常在细胞质中完成其生命周期，但最近的一些证据表明，它也可以逆转录并整合到核DNA中。虽然通常将mtDNA完全环化（也许可以保存在某些心肌细胞中），但SARS-CoV-2有时可以环化为许多不同大小的circRNA，尽管其含义尚不清楚。像宿主核DNA和mtDNA一样，SARS-CoV-2基因组也包含独特的G-四链体形成。这些在特定鸟嘌呤重复序列上通常是难以理解的结构形成也是潜在的治疗靶标。No SARS cabinet of curiosities would be complete without some ode to the still largely inexplicable furin cleavage site (FCS). While a few recombination没有对仍然很大程度上无法解释的弗林蛋白酶切割位点（FCS）的某些颂歌，SARS的好奇心就不会完整。虽然几重组theories have been bantered about, the actual mechanism is still an open question. For inspiration to answer this vexing question, we offer the charming and now famous genetics how-to video from the Cambridge iGEM Institute.理论已经开玩笑了，实际的机制仍然是一个悬而未决的问题。为了回答这个棘手的问题，我们提供了来自剑桥iGEM研究所的迷人而又著名的遗传学入门视频。 点击：查看更多生物学文章 查看更多双语译文文章 使用双语译文文档翻译功能免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。 来源于：phys
2021-01-18 19:28:42
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发光探针在活人细胞中发现罕见的四重螺旋DNA
Rare quadruple-helix DNA found in living human cells with glowing probes发光探针在活人细胞中发现罕见的四重螺旋DNAby Hayley Dunning, Imperial College London伦敦帝国理工学院海莉·邓宁（Hayley Dunning）Quadruple-helix DNA. Credit: Imperial College London四重螺旋DNA。图片来源：伦敦帝国学院 New probes allow scientists to see four-stranded DNA interacting with molecules inside living human cells, unraveling its role in cellular processes.新的探针使科学家能够看到四链DNA与活人细胞内的分子相互作用，从而揭示其在细胞过程中的作用。DNA usually forms the classic double helix shape of tw
2021-01-11 19:05:54
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电子在扭曲的分子线上跳到它
由 大阪大学 周期性扭曲分子线的概念和化学结构。学分：大阪大学大阪大学的研究人员合成了只有一分子厚的双绞分子线，与以前的设备相比，这种双分子线可以以较小的电阻导电。这项工作可能导致碳基电子设备需要更少的有毒材料或苛刻的处理方法。有机导体是一种可以激发电能的碳基材料，是一项令人兴奋的新技术。与传统的硅电子产品相比，有机导体可以更容易地合成，甚至可以制成分子线。但是，这些结构的电导率降低，这阻止了它们在消费类设备中使用。现在，来自大阪大学科学技术产业研究所和工程科学研究生院的研究人员团队开发了一种由低聚噻吩分子制成的新型分子线，该分子具有周期性的扭曲，可以以较小的电阻传递电流。分子线由具有交替的单键和双键的几纳米级长分子组成。轨道是电子可以在原子或分子周围占据的状态，可以在空间中定位或扩展。在这种情况下，单个原子的pi轨道重叠形成电子可以在其间跳跃的大“岛”。由于电子可以在能量接近的能级之间最有效地跳跃，因此聚合物链的波动会产生能量垒。第一作者Yutaka Ie说：“如果可以通过抑制这种波动来改善电荷迁移率，那么可以改善电荷迁移率，从而改善分子线的整体导电性。”π轨道的重叠对分子的旋转非常敏感。在同一平面上排列的分子的相邻片段形成一个大的跳跃位点。通过有意地在链上增加扭曲，该分子被分解成纳米级的位，但是由于它们的能量接近，因此电子可以在它们之间轻松跳动。这是通过在每延伸6或8个低聚噻吩单元之后插入一个3,3'-二己基-2,2'-联噻吩单元来实现的。研究小组发现，总的来说，创建能量更接近的较小岛可以使电导率最大化。他们还测量了温度如何影响电导率，并表明温度确实是基于电子跳跃。高级作者多田芳一（Yoshikazu Tada）说：“我们的工作适用于单分子线以及一般的有机电子产品。” 这项研究可能会导致电导率的改善，从而使纳米线可以集成到各种电子设备中，例如平板电脑或计算机。 点击查看：更多物理学文章 其他分类文章 免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网站无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行阅读。
2021-01-02 17:00:52
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古代DNA继续重写玉米9000年的社会塑造历史
来源于：PHYS由 史密森 来自洪都拉斯El Gigante岩石庇护所的三个大约有2,000年历史的玉米芯。这些玉米芯由一个国际科学家团队进行了遗传分析。在12月14日的《美国国家科学院院刊》上史密森尼国家自然历史博物馆的考古基因组学和古植物学策展人洛根·基斯勒（Logan Kistler）以及一个国际合作者团队报告了洪都拉斯El Gigante岩石庇护所中三个大约2,000年历史的玉米芯的完整基因组序列。对这三个基因组的分析表明，这些具有数千年历史的中美洲玉米品种具有南美血统，并在一个新的复杂的玉米驯化历史故事中增加了新的篇章。最新发现表明，大约在4000年前，中美洲的玉米驯化可能发生了重大事件，而南美的遗传多样性注入可能与此有关。信用：托马斯·哈珀（Thomas Harper） 大约9000年前，今天众所周知的玉米不存在。墨西哥西南部的远古民族遇到了一种名为teosinte的野草，它的耳朵比粉红色的手指小，只有少量的石仁。但是，由于天才或必要的努力，这些土著耕种者看到了谷物中的潜力，将其添加到他们的饮食中，并使其成为现在可以养活数十亿美元的驯化作物。尽管玉米或玉米对现代生活至关重要，但在理解其穿越时空的过程中仍然存在漏洞。现在，由史密森尼大学研究人员领导的一个团队利用古老的DNA填补了其中的一些空白。共同主要作者，考古基因组学负责人洛根·基斯勒（Logan Kistler）说，一项新的研究揭示了玉米9000年历史的细节，这是对古代DNA进行基础研究可以对人类历史产生深刻见解的方式的一个典型例子。和史密森尼国家自然历史博物馆的古植物。奇石乐说：“本土化-几千年来野生植物向今天供养我们的农作物的进化-是人类历史上最重要的过程，玉米是目前地球上最重要的作物之一，”奇石乐说。“更多地了解驯化的进化和文化背景可以为我们提供有关这种食物的宝贵信息，我们完全依靠这种食物及其在我们所知的文明塑造中的作用。”在12月14日的《美国国家科学院院刊》上，奇石乐和一个国际合作团队报告了来自洪都拉斯El Gigante岩石掩体的三个大约2,000年历史的玉米芯的完整基因组序列。对这三个基因组的分析表明，这些具有数千年历史的中美洲玉米品种具有南美血统，并为玉米驯化历史这一新兴复杂故事增添了新篇章。奇石乐说：“我们证明人类将玉米从南美运回墨西哥的驯养中心。” “这将提供遗传多样性的注入，这些遗传多样性可能会增加抗灾力或提高生产力。它还强调了驯化和作物改良的过程并非直线进行。”大约9000年前，人类首先在墨西哥开始有选择地繁殖玉米的野生祖先teosinte，但部分驯化的作物品种分别在1,500和2,000年后才分别到达中美洲和南美其他地区。 在洪都拉斯的El Gigante岩石庇护所发现了各种不同年龄的玉米芯。科学家首次在El Gigante岩石庇护所发现了完全驯化且高产的4,300年历史的玉米残留后，一个小组进行了搜索该地点周围的考古地层，以发现其他穗轴，谷粒或其他可能产生遗传物质的物质。他们还开始着手对该地点的4,300年前的玉米样品进行测序-这是El Gigante的最古老农作物痕迹。在过去的两年中，研究小组尝试对30个样品进行测序，但只有3个具有适当质量，可以对整个基因组进行测序。这三个可行的样本都来自岩石掩体占领的最新阶段-碳在2300到1之间，900年前-揭示了洪都拉斯岩石避难所的三个样本与南美洲的玉米品种之间的遗传重叠。在12月14日的期刊中，美国国家科学院院刊，史密森尼国家自然历史博物馆的遗传基因组和古植物学策展人洛根·基斯勒（Logan Kistler），以及一个国际合作者小组报告了来自El Gigante岩石的三个大约2,000年历史的玉米芯的完整序列基因组。洪都拉斯的庇护所。对这三个基因组的分析表明，这些具有数千年历史的中美洲玉米品种具有南美血统，并为玉米驯化历史这一新兴复杂故事增添了新篇章。信用：托马斯·哈珀（Thomas Harper） 多年来，学者们一直认为玉米首先在墨西哥完全驯化，然后在其他地方传播。但是，在墨西哥发现的具有5000年历史的玉米棒只被部分驯化之后，学者们开始重新考虑这种想法是否能完整地反映出玉米的驯化故事。然后，在由奇石乐（Kistler）领导的一项具有里程碑意义的2018年研究中，科学家利用古老的DNA证明了虽然特奥辛特（Teosinte）迈向驯化的第一步发生在墨西哥，但当人们开始将其南下带到中美洲和南美洲时，这一过程尚未完成。在这三个区域中的每个区域，驯化和作物改良的过程都是并行的，但速度不同。为了更早地研究这个更丰富，更复杂的驯化故事的细节，包括奇石乐在内的一组科学家发现，来自中美洲El Gigante岩石庇护所的4300年历史的玉米残留物来自完全驯化的高产品种。奇石乐和项目联合负责人，加州大学圣塔芭芭拉分校的人类学家道格拉斯·肯内特（Douglas Kennett）共同感到惊讶，他惊讶地发现在墨西哥发现了部分驯化玉米的地区并存的El Gigante共存玉米确定El Gigante玉米的起源地。肯尼特说：“艾尔·吉甘特（El Gigante）岩石掩体之所以出色，是因为它包含保存完好的植物残骸，跨越了过去的11000年。” “已经鉴定出超过10,000株玉米残骸，从整个穗轴到不完整的茎和叶。许多残骸的发生时间较晚，但是通过广泛的放射性碳研究，我们能够鉴定出一些可追溯至4,300年前的残骸。 。”他们搜索了El Gigante岩石掩体周围的考古岩层，以寻找玉米芯，谷粒或任何其他可能产生遗传物质的物质，然后研究小组开始着手对该地点4300年前的玉米样品中的一些进行测序，这是该作物最古老的痕迹。 El Gigante。在过去的两年中，研究小组尝试对30个样品进行测序，但只有3个具有适当质量，可以对整个基因组进行测序。这三个可行的样本全部来自岩石掩体占领的最新阶段-碳的历史可追溯到2,300到1900年前。 在洪都拉斯的El Gigante岩石庇护所发现了各种不同年龄的玉米芯。科学家首次在El Gigante岩石庇护所发现了完全驯化且高产的4,300年历史的玉米残留后，一个小组进行了搜索该地点周围的考古地层，以发现其他穗轴，谷粒或其他可能产生遗传物质的物质。他们还开始着手对该地点的4,300年前的玉米样品进行测序-这是El Gigante的最古老农作物痕迹。在过去的两年中，研究小组尝试对30个样品进行测序，但只有3个具有适当质量，可以对整个基因组进行测序。这三个可行的样本都来自岩石掩体占领的最新阶段-碳在2300到1之间，900年前-揭示了洪都拉斯岩石避难所的三个样本与南美洲的玉米品种之间的遗传重叠。信用：托马斯·哈珀（Thomas Harper）利用来自El Gigante的三个玉米基因组序列，研究人员针对121种已发布的各种玉米品种的基因组进行了分析，其中包括12种来自古代玉米芯和种子的基因组。比较结果显示，来自洪都拉斯岩石避难所的三个样品与来自南美的玉米品种之间的遗传重叠片段。奇石乐说：“与南美的遗传联系微妙但始终如一。” “我们使用不同的方法和样品组成多次重复了分析，但始终得到相同的结果。”奇石乐，肯尼特及其合作者，包括德克萨斯农工大学，宾夕法尼亚州立大学以及英国的弗朗西斯·克里克研究所和华威大学等合作机构，都认为这些南美品种可能会重新引入中美洲。已经开始在该地区开发更具生产力的杂交品种。尽管结果只涵盖了大约2000年前的El Gigante玉米样品，但奇石乐说，大约有4,000年历史的玉米芯的形状和结构表明，它们的生产力几乎与他和他的合著者的一样能够排序。对于奇石乐来说，这意味着作物大片的改良很可能是在相隔2,000年左右才在El Gigante分离这些考古层之前发生的，而不是在此期间。研究小组进一步假设，大约是在4300年前，是南美玉米品种及其基因的引进，这可能提高了该地区玉米的生产力，并提高了玉米的生存率。肯尼特（Kennett）领导的一项最新研究发现，该地区的人肯尼特说：“我们开始看到来自中美洲多项研究的数据汇合，表明玉米在4700到4000年前就已成为一种具有更高饮食重要性的高产主粮。”结合肯尼特（Kennett）的最新研究，这些最新发现表明，大约4000年前在中美洲的玉米驯化中可能发生了重大事件，而南美的遗传多样性注入可能与此有关。该提议的时机还与中美洲第一个定居的农业社区的出现相吻合，这些社区最终在美洲，奥尔梅克，玛雅，特奥蒂瓦坎和阿兹台克人中产生了伟大的文明，尽管奇石乐急于指出这一想法仍被归结为投机。奇石乐说：“我们迫不及待地想详细了解4000年大关到底发生了什么。” “有太多的考古考古样品尚未经过基因分析。如果我们开始测试更多的这些玉米样品，我们就可以开始回答这些挥之不去的问题，这些问题是南美品种再引入的重要性。”点击：查看更多生物学文章 点击查看双语译文文章免责声明：福昕翻译只充当翻译功能，此文内容及相关信息仅为传递更多信息之目的，仅代表作者个人观点，与本网无关，版权归原始网站所有。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。若需要浏览原文、下载参考文献等，请自行搜索文中提到的原文网站进行操作。
2020-12-15 20:08:25
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