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叶绿体中的工程rubisco凝结以操纵植物光合作用
太阳陈1,2,3，玛塔·霍卡4，菲利普·戴维5，Yaqi Sun 2，Fei Zhou 3，Tracy Lawson 5，Peter J. Nixon 4，Yongjun Lin 3，lu-niw Liu 2,6 * 1 Guangdong guangdong guangdong guangdong省级利用和药物保存和北部北部的省级北部。 512000，中国2分子与综合生物学研究所，利物浦大学，利物浦大学，利物浦L69 7ZB，英国3号国家遗传改善的国家主要实验室和国家植物基因研究中心，瓦兹胡农农业大学，武汉，瓦汉430070，430070，430070 2AZ，英国5日生命科学学院，埃塞克斯大学，科尔切斯特CO4 4SQ，英国6海洋生命科学学院和中国海洋深海洋多球和地球系统的边境科学中心，中国海洋大学266003，中国 *通讯 *通信：luning.luning.luiu@luning@liverpool.ac.ac.ac.uk（l.-n.-n.l.-n.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l.l>摘要尽管Rubisco是全球最丰富的酶，但由于其营业率低和区分CO 2和O 2的能力有限，碳固定效率低下，尤其是在高O 2条件下。为了解决这些局限性，包括蓝细菌和藻类在内的浮游植物已经进化了CO 2浓缩机制（CCM），这些机制涉及在特定结构内将Rubisco划分的rubisco，例如在藻类或藻类中的cyanobacteria或Pyrenacoids中的羧基助理。工程植物的叶绿体建立了类似的结构来分隔Rubisco，这引起了人们对改善作物植物中光合作用和碳同化的兴趣。在这里，我们提出了一种方法，可以通过遗传融合的超纤维纤维构成超级纤维绿色荧光蛋白（SFGFP）在烟草中有效地诱导内源性rubisco的凝结（Nicotiana tabacum）叶绿体。通过利用SFGFP的固有寡聚特征，我们成功地创建了类似pyrenoid的Rubisco冷凝物，这些冷凝物在叶绿体中显示动态的，类似液体的特性，而不会影响Rubisco组装和催化功能。转基因烟草植物与野生型植物相比表现出可比的自养生长速率和环境空气中的完整生命周期。我们的研究提供了一种有希望的策略，可以通过相分离调节植物叶绿体中的内源性Rubisco组装和空间组织，这为生成合成细胞器样结构的基础为碳固定的碳固定结构（例如羧化合物和吡啶样），以优化光合效率。关键字：Rubisco;碳固定；光合作用；叶绿体工程；相位分离；蛋白质冷凝；植物生物技术
基因分析确定了与高血压相关的认知障碍相关的大脑结构
1 波兰克拉科夫雅盖隆大学医学院内科系，ul. Skarbowa 1, 31-121；2 英国爱丁堡大学女王医学研究所心血管科学中心，47 Little France Crescent, Edinburgh EH16 4TJ，英国；3 波兰克拉科夫雅盖隆大学医学院 OMICRON 医学基因组学中心，ul. Kopernika 7c, 31-034；4 意大利波齐利 IRCCS INM Neuromed 心血管神经病学和转化医学系，Via Atinense, 18, 86077；5 英国曼彻斯特大学生物、医学和健康学院医学院心血管科学系，46 Grafton Street, Manchester M13 9NT，英国； 6 罗马大学分子医学系，Viale Regina Elena, 291 - 00161 Roma，意大利；7 伦敦帝国理工学院公共卫生学院流行病学与生物统计学系，南肯辛顿校区，伦敦 SW7 2AZ，英国；8 约阿尼纳大学医学院卫生与流行病学系，约阿尼纳大学校园，邮政信箱：1186，451 10，约阿尼纳，希腊；9 生物医学研究系，分子生物学与生物技术研究所，希腊研究与技术基金会，大学校园 GR -451 15，约阿尼纳，希腊；10 威廉哈维研究所，NIHR 生物医学研究中心，伦敦玛丽女王大学，Charterhouse Square，伦敦 EC1M 6BQ，英国； 11 格拉斯哥大学感染与免疫学院、医学、兽医学和生命科学学院，英国格拉斯哥大学大道，邮编 G12 8QQ；12 那不勒斯费德里科二世大学医学和外科学院药学系，邮编 Via Domenico Montesano 49，邮编 80131 那不勒斯，意大利；13 英国爱丁堡大学英国痴呆症研究所临床脑科学中心，邮编 49 Little France Crescent，邮编 EH16 4SB；14 莱斯特大学心血管科学系，邮编 University Road，邮编 Leicester LE1 7RH，英国；15 NIHR 莱斯特生物医学研究中心，邮编 Glenfield 医院，邮编 Groby Road，邮编 Leicester LE3 9QP，英国；16 曼彻斯特大学 NHS 基金会曼彻斯特学术健康科学中心医学部，邮编 Oxford Road，邮编 Manchester M13 9WL，英国； 17 布里斯托医学院，布里斯托大学人口健康科学系，布里斯托皇后路，邮编 BS8 1QU，英国；18 布里斯托大学医学研究委员会综合流行病学部，布里斯托皇后路，邮编 BS8 1QU，英国
实现全球工业脱碳的技术和政策
a Energy Innovation LLC，98 Battery St Ste 202，旧金山，CA 94111，美国 b Institut du Développement Durable et des Relations Internationales (IDDRI)，27 rue Saint-Guillaume，75337 Paris Cedex 07，法国 c Simon Fraser University，8888 University Dr，Burnaby，BC V5A 1S6，加拿大 d Northwestern University，2145 Sheridan Rd，Evanston，IL 60208，美国 e World Resources Institute，10 G St，NE，Ste 800，华盛顿特区，20002，美国 f Lawrence Berkeley National Laboratory，1 Cyclotron Rd，伯克利，CA 94720，美国 g American Council for an Energy-Efficient Economy，529 14th St，NW，Suite 600，华盛顿特区，20045，美国 h ClimateWorks基金会，235 Montgomery St Ste 1300，旧金山，CA 94104，美国 i 耶鲁大学林业与环境学院工业生态学中心，康涅狄格州纽黑文 06511，美国 j 巴斯夫，Carl-Bosch-Straße 38，67063 Ludwigshafen am Rhein，德国 k 美国能源部先进制造办公室，1000 Independence Ave，SW，华盛顿特区 20585，美国 l 加州大学戴维斯分校，One Shields Avenue，戴维斯，CA 95616，美国 m 亚洲理工学院，58 Moo 9，Km 42，Paholyothin Highway，Khlong Luang，Pathum Thani 12120，泰国 n 伦敦帝国理工学院，南肯辛顿校区，伦敦 SW7 2AZ，英国 o CDP North America，Inc.，127 West 26th Street，Suite 300， : p 落基山研究所，22830 Two Rivers Road，Basalt，CO 81621，美国 q 壳牌国际有限公司，壳牌中心，York Road，London SE1 2NB，英国 r 马里兰大学，College Park，MD 20742，美国 s WBCSD North America，300 Park Ave，12th Floor，New York，NY 10022，美国 t 蓝绿联盟，2701 University Ave SE，#209，Minneapolis，MN 55414，美国 u 阿斯彭全球变化研究所，104 Midland Ave #205，Basalt，CO 81621，美国 v 未来资源研究所，1616 P St NW，Washington，DC 20036，美国 w 能源与资源研究所，Darbari Seth Block，IHC Complex，Lodhi Road，New Delhi 110 003，印度 x 中国能源基金会，中国北京建国门外大街 19 号中信大厦 2403 室，邮编 100004，中国 y 突破能源投资公司，2730 Sand Hill Rd, Suite 220，门洛帕克，加利福尼亚州 94025，美国 z 儿童投资基金会，7 Clifford Street，伦敦 W1S 2FT，英国 aa 普华永道，Bernhard-Wicki-Straße 8，80636 慕尼黑，德国 bb 贝罗纳基金会，Vulkan 11，0178 奥斯陆，挪威
《生物多样性公约》后遗传多样性目标和指标......
a Center for Tree Science, The Morton Arboretum, 4100 illinois Rt 53, Lisle 60532, USA b 卡迪夫大学生物科学学院，Cardiff CF10 3AX, UK c Instituto da Conservação da Natureza e das Florestas, IP，里斯本，葡萄牙 d INRAE, Univ. Bordeaux, Biogeco, 69 Route d'Arcachon, F-33610 Cestas, France e Institute for Bioinformatics and Evolutionary Studies, Department of Biological Sciences, University of Idaho, 875 Perimeter Drive MS 3051, Russia, ID 83844-3051, USA f 瑞典环境保护局野生动物分析部门，SE-10648 斯德哥尔摩，瑞典 g 主席野生动物生态与管理，弗莱堡大学，Tennenbacher Str。 4, D-79106 Freiburg, 德国 h 可持续农业生态系统和生物资源部，研究与创新中心 - Fondazione Edmund Mach, via E. Mach 1, S. Michele all'Adige, TN 38010, Italy i 森林与保护科学系，林业学院，不列颠哥伦比亚大学，3041-2424 Main Mall, 温哥华，BC V6T 1Z4，加拿大 j 纽约城市学院，160 Convent Ave., New York, NY 10031，美国 k 比勒陀利亚大学，比勒陀利亚，南非 l 科学与工程学院，弗林德斯大学，贝德福德公园，SA 5042，澳大利亚 m 莫雷利亚国立高等研究院，墨西哥国立自治大学，安提瓜卡雷特拉Pátzcuaro 8701 前庄园墨西哥圣何塞德拉韦尔塔 58190 n 科罗拉多州立大学生物系、生态学研究生学位课程，美国科罗拉多州柯林斯堡 o 悉尼大学科学学院生命与环境科学学院，澳大利亚新南威尔士州 2006 p 美国地质调查局湿地和水生研究中心，美国佛罗里达州盖恩斯维尔西北 71 街 7920 号，邮编 32653 q Instituto Tecnológico Vale，66055-090 贝伦-PA，巴西 & 圣保罗大学生态系，05508-090 圣保罗，SP，巴西 r 梅西大学自然与计算科学学院，新西兰奥克兰 s 自然与森林研究所，比利时布鲁塞尔 Havenlaan 88，邮编 1000 t 水生生态学、进化与保护，鲁汶天主教大学，Charles Deberiotstraat 32, box 2439, 3000 Leuven, 比利时 u 英国自然历史博物馆生命科学系，伦敦 SW7 5BD，英国 v 伊朗塔比亚特莫达雷斯大学生物科学学院，德黑兰 14115-154，伊朗 w 苏格兰自然遗产，Leachkin Road, Inverness IV3 8NW, 英国 x 英国爱丁堡大学皇家（迪克）兽医学院和罗斯林研究所，Easter Bush 校区，EH25 9RG，英国 y 巴西坎皮纳斯大学生物研究所植物科学系，坎皮纳斯，圣保罗 13083-862，巴西 z 图卢兹大学功能生态学和环境实验室，UPS, CNRS, INP, UMR-5245 ECOLAB，118 route de Narbonne，图卢兹31062，法国 aa ACT 公园和保护科学，澳大利亚首都领地 2901，澳大利亚 ab 生态和进化，国家生物科学中心，TIFR，班加罗尔 560065，印度
非人类灵长类动物神经活动动态的闭环光遗传学控制 B. Zaaimi 1,2,& , M. Turnbull 1,& , A. Hazra 1 , Y. Wang 3 ,
非人灵长类动物神经活动动态的闭环光遗传学控制 B. Zaaimi 1,2,& 、M. Turnbull 1,& 、A. Hazra 1 、Y. Wang 3 、C. Gandara 1 、F. McLeod 1 、EE McDermott 1 、E. Escobedo-Cousin 4 、A. Shah Idil 5 、RG Bailey 4 、S. Tardio 4 、A. Patel 4 、N. Ponon 4 、J. Gausden 4 、D. Walsh 1 、F. Hutchings 3 、M. Kaiser 3,6,7,8 、MO Cunningham 9 、GJ Clowry 1 、FEN LeBeau 1 、TG Constandinou 10 、SN Baker 1 、N. Donaldson 5 、P. Degenaar 4、A. O'Neill 4、AJ Trevelyan 1 和 A. Jackson 1,* 1 纽卡斯尔大学生物科学研究所，纽卡斯尔 NE2 4HH，英国。2 当前地址：阿斯顿大学生命与健康科学学院，伯明翰 B4 7ET，英国。3 纽卡斯尔大学计算学院，纽卡斯尔 NE4 5TG，英国。4 纽卡斯尔大学工程学院，纽卡斯尔 NE1 7RU，英国。5 伦敦大学学院医学物理与生物医学工程系，伦敦 WC1E 6BT，英国。6 NIHR，诺丁汉生物医学研究中心，诺丁汉大学医学院，NG7 2UH，英国。7 彼得·曼斯菲尔德爵士影像中心，诺丁汉大学医学院，NG7 2UH，英国。8 上海交通大学医学院，上海，中国。 9 爱尔兰都柏林圣三一学院医学院，都柏林 2。10 英国帝国理工学院电气与电子工程系，伦敦 SW7 2AZ，英国。 *通讯作者，andrew.jackson@ncl.ac.uk & 这些作者贡献相同。电神经刺激可有效治疗神经系统疾病，但相关的记录伪影通常将其应用限制在开环刺激。然而，通过将并发电记录和光遗传学配对可以实现对大脑活动的实时和连续闭环控制。在这里，我们表明，使用兴奋性视蛋白的闭环光遗传刺激能够精确操纵转基因小鼠和麻醉非人类灵长类动物脑切片中的神经动力学。该方法在静止组织中产生振荡，增强或抑制活动组织中的内源性模式，并调节由惊厥剂 4-氨基吡啶引起的癫痫样爆发。光学刺激相位依赖效应的非线性模型再现了与癫痫发作振荡相关的局部场电位周期调制，癫痫发作相空间轨迹的变异性和熵的系统性变化证明了这一点，这与癫痫发作持续时间和强度的变化相关。我们还表明，可以使用结合发光二极管的皮质内光极来实现闭环光遗传神经刺激。闭环光遗传学方法可能具有转化治疗应用。许多神经系统疾病会导致网络动态改变，特征是脑区内和脑区之间振荡同步性异常低或高 1 。神经调节疗法，例如深部脑刺激 (DBS)，通常会提供“开环”电刺激序列，试图破坏病理模式并将脑活动保持在一定功能状态范围内。然而，从控制理论的角度来看，开环方法通常不如包含基于系统实时状态的反馈的闭环控制 2 。因此，如果通过持续的电生理测量控制神经调节疗法，可能会更有效 3,4 ，例如增强有益的振荡或破坏病理性脑状态，如癫痫发作。不幸的是，闭环神经刺激的许多潜在应用受到与电刺激相关的大量伪影的阻碍，尤其是在监测和调节相同的局部神经元群时。这通常会将控制策略限制为简单的决定，即打开或关闭原本连续的刺激序列 5,6 。由于用于光遗传学的光刺激可以在不妨碍同时进行电记录的情况下传递，因此可以通过脑信号实时连续调制光刺激，从而实现与局部网络的真正闭环交互。尽管有相当大的理论动机 7 ，但迄今为止，闭环光遗传刺激的实验演示仅限于体外制剂 8 和啮齿动物正常脑节律的体内实验 9-12 。在这里，我们的目标是通过展示在非人类灵长类动物中闭环操纵网络动力学的可行性并检查其对病理性癫痫样活动的影响，将这项技术推进到人类的治疗应用。此外，我们比较了通过外部光源传递的光刺激和包含封装这通常会将控制策略限制为简单的打开或关闭决策，否则就会产生连续的刺激序列 5,6 。由于用于光遗传学的光刺激可以在不妨碍同时进行电记录的情况下传送，因此可以通过脑信号实时连续调制它，从而实现与局部网络的真正闭环交互。尽管有相当大的理论动机 7 ，但闭环光遗传刺激的实验演示迄今为止仅限于体外制剂 8 和啮齿动物正常脑节律的体内实验 9-12 。在这里，我们旨在通过展示在非人类灵长类动物中闭环操纵网络动力学的可行性并检查其对病理性癫痫样活动的影响，将这项技术推进到人类的治疗应用。此外，我们将通过外部光源传送的光刺激与包含封装这通常会将控制策略限制为简单的打开或关闭决策，否则就会产生连续的刺激序列 5,6 。由于用于光遗传学的光刺激可以在不妨碍同时进行电记录的情况下传送，因此可以通过脑信号实时连续调制它，从而实现与局部网络的真正闭环交互。尽管有相当大的理论动机 7 ，但闭环光遗传刺激的实验演示迄今为止仅限于体外制剂 8 和啮齿动物正常脑节律的体内实验 9-12 。在这里，我们旨在通过展示在非人类灵长类动物中闭环操纵网络动力学的可行性并检查其对病理性癫痫样活动的影响，将这项技术推进到人类的治疗应用。此外，我们将通过外部光源传送的光刺激与包含封装