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[学术文献 ] 国家生物学信息中心发布甘蔗多组学整合数据平台SugarcaneOmics 进入全文
Plant Communications
2025年8月22日，国家生物信息中心在Plant Communications在线发表题为“SugarcaneOmics: An integrative multi-omics platform for sugarcane research”的研究论文，发布甘蔗多组学数据整合资源平台SugarcaneOmics，旨在为全球甘蔗研究者提供一站式多组学数据查询、分析与可视化服务，支撑甘蔗功能基因组学研究及分子育种，为开启甘蔗"组学驱动育种"新时代助力。SugarcaneOmics平台整合甘蔗及其近缘属种的基因组、转录组、变异组、特征基因、种质资源等五大核心数据模块，突破传统单组学分析壁垒。在基因组模块，平台汇集了包括甘蔗、蔗茅、芒及高粱在内的多个物种染色体级别的基因组组装，并提供了全面的基因功能注释和泛基因组结果查询。在转录组模块，本平台基于标准化的转录组定量流程，刻画了1256个甘蔗样本（涵盖14种组织和6个发育阶段）的全景式基因表达图谱，首次实现甘蔗全生育期基因调控网络的系统性解码。用户可检索目标基因在不同组织、发育时期及多种种质群体中的表达模式，获取不同处理条件下的差异表达信息。在变异组模块，SugarcaneOmics 鉴定了来自322份甘蔗种质的大约1.45亿个单核苷酸多态性（SNPs）和3000万个短插入/缺失（InDels），构建了目前为止全球最大的甘蔗群体遗传变异图谱库，并支持选择清除信号的可视化，为破解甘蔗复杂种群动态历史和驯化育种背景难题提供关键支持。特征基因模块，则系统注释了甘蔗转录因子家族，并通过文献审编和比较基因组学方法鉴定了参与关键农艺性状调控网络的候选功能基因，为甘蔗基因功能研究提供线索。此外，在种质资源模块，平台还整合了1096 份甘蔗种质的育种信息和基本统计数据，以支持种质筛选。此外，SugarcaneOmics 还搭载 CRISPR脱靶预测、引物设计、蛋白互作网络分析、BLAST、序列提取、基因组浏览器、GO/KEGG富集分析等七大高效易用的在线工具，显著提升了数据挖掘与功能研究的效率，为甘蔗“两高三抗”育种目标提供候选基因筛选和育种靶点筛查能力。该平台通过一体化、交互式的多组学数据与工具集成，预期能为甘蔗遗传学及育种研究提供基础数据支撑和全新的观察视角。
[学术文献 ] 甘肃农业大学构建创新性作物病毒快速检测平台ALERT 进入全文
Journal of Advanced Research
2025年8月22日，甘肃农业大学植物保护学院青年教师牛二波作为通讯作者，在国际权威期刊 Journal of Advanced Research发表题为“Field-parallel six-sample microfluidic detection of plant viruses via raffinose-assisted one-pot LAMP-CRISPR/Cas12b”的研究论文。该论文针对作物病毒田间检测中核酸提取繁琐、两步法易污染、缺乏便携高灵敏工具等关键问题，提出并构建了一种创新性作物病毒快速检测平台ALERT。该平台集成LAMP扩增、CRISPR/Cas12b系统、微流控芯片及便携式温控设备，能够实现六个样品的平行检测，兼具高灵敏度（媲美RT-PCR）与便携性，特别适合在资源有限的田间条件下开展作物病毒检测。论文提出的raffinose助推单管LAMP-CRISPR策略，结合简便核酸提取方法，不仅避免了传统两步法的气溶胶污染风险，还显著提升了检测体系的准确性、稳定性和田间适用性，为作物病毒的快速诊断和防控提供了技术支撑。
[学术文献 ] 河北大学构建燕麦超级泛基因组 进入全文
Nature Genetics
2025年8月20日，来自河北大学、中国农业大学等机构的杜会龙、何强、龚志忠等研究团队在《Nature Genetics》上发表题为《Super-pangenome analyses across 35 accessions of 23 Avena species highlight their complex evolutionary history and extensive genomic diversity》的研究论文。该研究构建了包含23个燕麦属物种、35个高质量基因组的属级超级泛基因组，其中包括14个栽培燕麦和21个野生燕麦材料，全面解析了燕麦属的进化历史、基因组多样性和结构变异（SVs）对逆境适应的调控机制。通过系统发育分析，研究明确了多倍体燕麦亚基因组的起源与演化路径，尤其是澄清了B亚基因组的早期分化地位，并修正了Avena agadiriana的分类（实为AcAcAsAs型而非AABB型）。超级泛基因组分析揭示野生燕麦贡献了26.63%的新基因家族和59.93%的新单倍型，显著丰富了遗传资源。研究还整合了1,401个RNA-seq样本，发现SVs广泛影响基因表达，尤其在逆境响应中起关键作用；通过SV-GWAS鉴定出13个与抗旱相关的候选基因（如AsARF7），并利用转基因燕麦株系验证了其功能。该研究为燕麦基因组学、进化研究和分子育种提供了宝贵的资源与理论基础。
[学术文献 ] 美国哥伦比亚大学开发细菌-病毒协作平台实现溶瘤病毒递送与可控 进入全文
Nature Biomedical Engineering
2025年8月15日，美国纽约州哥伦比亚大学生物医学工程系的Tal Danino教授团队在《Nature Biomedical Engineering》上发表题为《Engineered bacteria launch and control an oncolytic virus》的研究论文。该研究设计了一个名为CAPPSID（原核生物与小核糖核酸病毒协同作用实现安全细胞内递送）的平台，由一种合成的细菌-病毒伙伴关系组成，通过全身递送将一种溶瘤性小核糖核酸病毒递送至肿瘤内，其中细菌可以保护病毒免受循环中抗病毒抗体的攻击。然后，一旦进入肿瘤内部，细菌便可以启动病毒并扩散。具体而言，CAPPSID依赖于一种工程改造的鼠伤寒沙门氏菌作为动态且合成的“衣壳”，在癌细胞内转录并递送病毒RNA，启动一种可直接裂解周围细胞的病毒。进一步对病毒进行工程改造，使其需要细菌提供的辅助酶才能完成病毒成熟和后续传播，从而将病毒复制限制在原始含细菌细胞之外的一个额外感染周期内。这种细菌-病毒协同作用共同实现了肿瘤抑制，并延长了工程病毒的复制时间。该研究探索了设计两种具有临床相关性的微生物——鼠伤寒沙门氏菌和塞内加谷病毒（SVA）之间不同合作水平的合成策略。通过将细菌作为一种动态且可工程改造的“合成衣壳”，将复制子和全长病毒RNA递送至宿主细胞质中。利用CAPPSID技术，在完全免疫功能正常的小鼠中通过静脉注射，彻底清除了皮下小细胞肺癌（SCLC）肿瘤，并克服了系统性中和抗体的作用。此外，细菌将复制子递送至多种小鼠和人类细胞系中的实验表明，该技术能够突破病毒自然趋向性，递送非传播性自扩增病毒RNA。鉴于细菌可同时递送蛋白质和核酸，通过工程改造一种病毒，使其蛋白质成熟依赖于细菌提供的蛋白酶（通过替换合成切割位点实现），从而设计了微生物间的相互作用。总之，作者团队开发了一种多层工程方法，用于协调两种微生物系统以应用于溶瘤治疗。该平台还进一步展示了，与单纯递送复制子相比，当补充一种对病毒传播而言必需的工程化辅助酶时，通过微生物间的协调可显著提高病毒的持久性。虽然SVA对小鼠无毒性，但实现靶向复制和克服系统性中和作用仍是开发新型病毒疗法面临的核心挑战。通过这些努力，CAPPSID系统证明了病毒能够延长细菌的抗肿瘤效应。细菌递送核酸（即细菌介导的基因转移，bactofection）此前已有应用，例如，利用根癌农杆菌在小麦中进行CRISPR/Cas9基因编辑，以及利用单核细胞增生李斯特菌、大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌递送小干扰RNA、含短开放阅读框的RNA和质粒。与之前通过工程化鼠伤寒沙门氏菌递送核酸的报道相比，利用鼠伤寒沙门氏菌中灵活可用的遗传工程工具，成功将大型病毒RNA递送至更广泛的细胞类型。基于先前细胞内递送的研究，病毒RNA的主动复制可在初始宿主细胞中引起细胞病变效应，同时还能扩散至未被细菌感染的周围细胞，从而扩大治疗范围。这种合作微生物联合体可能通过多种机制产生上述效果，包括直接细胞病变效应、通过微生物病原体相关分子模式和损伤相关分子模式激活先天免疫，以及在完整适应性免疫系统背景下的新抗原交叉呈递。作者团队在病毒中插入正交切割位点的努力凸显了解决RNA病毒变异性的重要性。RNA依赖的RNA聚合酶以约万分之一的错误率掺入错误碱基。通过首先确定体内最常见的逃逸机制，并要求同时发生两种独立突变来降低这种逆转的可能性，从而将逃逸概率呈几何级数降低，以此减轻突变逃逸。然而，也可能发生其他类型的突变，如正交序列的整体缺失，尽管本研究中未观察到此类情况。插入额外的烟草蚀刻病毒（TEV）切割位点，甚至额外的蛋白酶/切割位点对，可进一步提高该系统的稳健性，并实现逻辑门控的病毒复制和传播。
[学术文献 ] 上海科技大学等分离出广谱中和抗体3D1 进入全文
Nature Communications
2025年8月15日，来自上海科技大学、牛津大学、南京师范大学等多个机构的Lei Yan、Fultan Wang、Guang Yang等研究团队在《Nature Communications》上发表题为“A broadly neutralizing antibody recognizes a unique epitope with a signature motif common across coronaviruses”的研究论文。该研究从疫情前构建的人源组合抗体库中筛选出一株名为3D1的广谱中和抗体，该抗体靶向冠状病毒 Spike 蛋白中高度保守的 HRI 结构域的 C 末端区域，识别一个由6个氨基酸（DVNQNV）组成的β-转角构象表位，该表位仅在病毒膜融合前的预发夹中间态短暂暴露。3D1能以皮摩尔至纳摩尔级的亲和力中和包括SARS-CoV-2、SARS-CoV-1、HCoV-229E、HCoV-NL63等多种冠状病毒假病毒和真病毒，但对Omicron变异株无效，因其发生Q954H突变破坏表位识别。结构解析显示3D1以1:1化学计量比结合该表位，形成开放型“躺椅状”结合口袋，关键残基如Q954通过氢键和π–π堆叠等作用与抗体CDR区相互作用。该表位不仅在冠状病毒中保守，也存在于HIV、马尔堡病毒等的融合蛋白中，3D1对相应合成肽也显示出纳摩尔级结合力。研究表明3D1可能作为一种天然存在的背景抗体，无需抗原驱动成熟即可广泛识别非自身抗原，其靶向的过渡态表位为开发广谱抗病毒药物提供了新策略。
[学术文献 ] 杜克大学等团队开发肽结合剂设计算法 进入全文
Nature Biotechnology
2025年8月13日，来自美国杜克大学、康奈尔大学、麦克马斯特大学等多所研究机构的Pranam Chatterjee团队在《Nature Biotechnology》上发表题为《Target sequence-conditioned design of peptide binders using masked language modeling》的研究论文。该研究开发了一种名为PepMLM的基于掩码语言建模的肽结合剂设计算法，该算法通过在目标蛋白序列的C末端掩码整个肽段区域，并利用ESM-2蛋白质语言模型进行微调，实现了仅凭目标蛋白序列即可生成具有高亲和力的线性肽结合剂，无需依赖蛋白质三维结构信息。研究通过计算评估（如AlphaFold-Multimer对接和困惑度分析）和实验验证（包括ELISA结合实验和蛋白质降解实验）表明，PepMLM设计的肽能特异性结合癌症相关靶点（如NCAM1和AMHR2），并能有效降解亨廷顿病相关蛋白（如MSH3和mHTT）以及多种病毒磷酸蛋白（如Nipah、Hendra和HMPV病毒），其设计成功率高于当前基于结构的RFdiffusion方法，命中率超过60%，展示了在治疗开发中广泛应用的潜力，尤其适用于传统上“不可成药”的靶点。
