3篇Nature,3篇Science,1篇Cell,2019开局之年中国科学技术大学成果丰硕
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疱疹病毒是包膜病毒,在人群中普遍存在,并且导致各种病症,包括唇疱疹,先天缺陷和癌症。它们的特征在于伪二十面体衣壳包裹紧密堆积的双链DNA(dsDNA)基因组。疱疹病毒生命周期中的关键过程涉及将ATP驱动的终止酶募集到独特的顶端入口以识别,包装和切割多联体dsDNA,最终产生含有基因组的病毒粒子。虽然已经在dsDNA噬菌体中研究了这一过程,但是缺乏基因组包装的高分辨率原位结构,这阻止了这些多步反应的阐明。
2019年5月30日,加州大学洛杉矶分校的Z. Hong Zhou团队(中国科学技术大学位第一单位,刘云涛为第一作者)在Nature 杂志上发表了题目为“Cryo-EM structures of herpes simplex virus type1 portal vertex and packaged genome”的研究论文,这项工作解决了先前模糊的HSV-1顶端入口结构,并揭示了通过分子间和分子内可塑性来调节对称性错配。 。这项工作展示了如何解决大型真核病毒中对称性不匹配的元素,并提供了对疱疹病毒基因组包装机制的见解。
另外,2019年5月2日,中国科学技术大学潘建伟,范桁及朱晓波等人在Science 在线发表题为“Strongly correlated quantum walks with a 12-qubit superconducting processor”的研究论文,该研究使用超导量子比特作为具有高保真操作和断层扫描读数的人工原子,在12比特的超导处理器上研究了一个和两个强相关微波光子的连续时间量子行走。有趣的是,该研究观察到基本量子效应,包括叠加态量子信息的光锥传播,特别是量子比特对之间的纠缠,以及时间演化相关的奇异行为,表示光子反聚束与有吸引力的相互作用。该研究制备出12个超导比特的量子多体纠缠态,不但刷新世界纪录,并为进一步研究多体动力学现象和通用量子计算奠定了基础(点击阅读);
2019年4月10号,中国科学技术大学薛永泉/张冰研究团队等人在Nature上在线发表了题为“A magnetar-powered X-ray transient as the aftermath of a binary neutron-star merger”的文章,发现了首例双中子星并合形成的磁星所驱动的X射线暂现源,证实了双中子星并合直接产物可以是大质量毫秒磁星,明确了一系列关于中子星物态方程与极高磁场强度等基本物理规则条件,进而深化了对中子星基本属性的认识,证实了之前的理论预言(点击阅读);
2019年3月29日,中国科学技术大学傅尧和尚睿研究团队在Science发表Photocatalytic decarboxylative alkylations mediated by triphenylphosphine and sodium iodide的文章。该团队首次提出了基于可见光激发的分子间电荷转移用于光氧化还原催化的新概念,发现了一种简单易得、高效环保的非金属阴离子复合物光催化体系,成功实现了温和条件的脱羧偶联反应,突破了传统反应需要贵金属光催化剂或有机染料的限制(点击阅读);
2019年2月28日,中国科学技术大学薛天,初宝进及马萨诸塞大学医学院Han Gang共同通讯在Cell 在线发表题为“Mammalian Near-Infrared Image Vision through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae”的研究论文,该研究开发了可注射眼球注射光感受器的上转换纳米粒子(pbUCNPs)。这些纳米颗粒锚定在视网膜光感受器上作为微型NIR光传感器,以产生具有可忽略的副作用的NIR光图像视觉(点击阅读);
2019年1月31日,中国科学技术大学路军岭教授、韦世强教授、杨金龙教授等课题组在Nature发表了题为“Atomically dispersed iron hydroxide anchored on Pt for preferential oxidation of CO in H2”的文章,利用原子层沉积技术(ALD),首次设计出一种新型Fe1(OH)x-Pt单位点界面催化剂结构,并在低温高效去除氢气中微量CO制备高纯氢气方面取得突破性进展(点击阅读);
2019年1月18日,中国科学技术大学潘建伟,赵博等人在在Science上发表了题为“Observation of magnetically tunable Feshbach resonances in ultracold 23Na40K+40K collisions”的研究论文,该研究表明在超低温下观察到的原子 - 分子Feshbach共振以极高的分辨率探测三体势能面有助于提高对超冷碰撞的理解(点击阅读)。
疱疹病毒是包膜病毒,在人群中普遍存在,并且导致各种病症,包括唇疱疹,先天缺陷和癌症。它们的特征在于伪二十面体衣壳包裹紧密堆积的双链DNA(dsDNA)基因组。疱疹病毒生命周期中的关键过程涉及将ATP驱动的终止酶募集到独特的顶端入口以识别,包装和切割多联体dsDNA,最终产生含有基因组的病毒粒子。虽然已经在dsDNA噬菌体中研究了这一过程,但是缺乏基因组包装的高分辨率原位结构,这阻止了这些多步反应的阐明。
为了更好地确定单纯疱疹病毒1型(HSV-1)基因组包装和组织的结构基础,研究人员开发了连续局部分类和对称释放方法来处理HSV-1病毒粒子的冷冻电子显微镜(cryo-EM)图像,这使研究人员能够在伪二十面体衣壳内解耦和重建异质对称和不对称元素。
在这里,研究人员提出了独特的顶端入口的原位结构,基因组末端和有序dsDNA缠绕在衣壳的周围。该研究识别触手状螺旋和覆盖在噬菌体中未观察到的顶端入口的球状复合物,表明DNA包装过程中的疱疹病毒特异性适应。最后,该研究的顶端入口的原子模型揭示了衣壳如何适应对称性错配 - 二十面体病毒的长期谜团 - 并告知可能的DNA序列识别和基因组包装中涉及的头部感知途径。这项工作展示了如何解决大型真核病毒中对称性不匹配的元素,并提供了对疱疹病毒基因组包装机制的见解。
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