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DNA双链破裂修复蛋白的依赖性
DNA双链断裂通过多种途径修复，包括非同源最终连接（NHEJ）和微学介导的端连接（MMEJ）。这些途径的平衡取决于局部染色质的环境，但是对基本机制的理解很少。通过将敲除筛选与双重MMEJ：NHEJ报告基因插入在19种不同的染色质环境中，我们识别了数十种DNA修复蛋白，这些DNA修复蛋白调节途径取决于局部染色质状态。偏爱NHEJ的蛋白质主要与斑塑素协同作用，而有利于MMEJ的蛋白通常与不同类型的异染色质协同作用。前者的例子是BRCA2和民意调查，后者是幻想综合体和ATM。此外，在各种人类癌症类型中，其中几种蛋白质的丧失改变了杂染色质和全染色质之间途径特异性突变的分布。一起，这些结果发现了一个复杂的蛋白质网络，该蛋白质以染色质上下文与依赖性方式调节MMEJ：NHEJ平衡。
使用语言模型模拟5亿年的演变
超过30亿年的进化产生了编码自然蛋白空间的生物学图像。在这里我们表明，通过探测产生的代币训练的语言模型可以充当远离已知蛋白质远距离的功能蛋白的进化模拟器。我们提出了ESM3，这是一种领域的多模式生成语言模型，该模型是蛋白质的序列，结构和功能。esm3可以遵循复杂的提示，结合了其方式，并且对生物学一致性有很高的响应。我们已提示ESM3用一系列思考生成荧光蛋白。在我们合成的世代中，我们发现了与已知荧光蛋白的远距离（58％同一性）的明亮荧光蛋白。类似的遥远的天然荧光蛋白被超过五百万年的进化所隔开。
在非洲植物生命树上积累的系统发育多样性的一半以上，即使在当前的生物多样性危机下也可能侵蚀，即使受到威胁的物种并不是进化上的独特
通过挖掘现代数据库来寻找具有特定功能的蛋白质，可能会导致从医学和生物技术到Material Science的广泛领域的重大进步。当前可用的算法可以根据其序列或结构来挖掘蛋白质。然而，许多蛋白质的活性，例如酶和药物靶标，是由活性位点残基及其周围环境而不是蛋白质的整体结构或序列决定的。在这里，我们提出了ActSeek（一个由计算机视觉启发的快速程序），该程序搜索具有类似种子蛋白质的活性位点的蛋白质的结构数据库。ActSeek实施从Alphafold数据库中使用所需的活动站点环境开采Proinins。通过发现可用于生产可生物降解的塑料或降解塑料的酶以及对常见药物分子的潜在非目标，可以证明ActSeek为世界上最紧迫的挑战找到创新解决方案的潜力。
使用语言模型模拟5亿年的演变
超过30亿年的进化产生了编码自然蛋白空间的生物学图像。在这里我们表明，通过探测产生的代币训练的语言模型可以充当远离已知蛋白质远距离的功能蛋白的进化模拟器。我们提出了ESM3，这是一种领域的多模式生成语言模型，该模型是蛋白质的序列，结构和功能。esm3可以遵循复杂的提示，结合了其方式，并且对生物学一致性有很高的响应。我们已提示ESM3用一系列思考生成荧光蛋白。在我们合成的世代中，我们发现了与已知荧光蛋白的远距离（58％同一性）的明亮荧光蛋白。类似的遥远的天然荧光蛋白被超过五百万年的进化所隔开。
纳米孔测序用于蛋白质
它的快速分析和超长读数，纳米孔测序改变了基因组学，转录和表观基因组学。现在，由于纳米孔设计和蛋白质工程的进步，使用该技术的蛋白质肛门可能正在追赶。“所有碎片都从那里开始进行单分子蛋白质组学，并使用纳米含量来识别蛋白质及其修饰。这不是确切的测序，但可以帮助您确定存在哪些蛋白质。“您可以通过多种不同的方式识别蛋白质，这些蛋白质实际上并不需要所有20种氨基酸的确切识别，”他指的是蛋白质中通常的数字。在纳米孔DNA测序中，单链DNA通过电流通过蛋白质孔驱动。作为DNA残基横穿孔，它破坏了电流以产生可以将其解码为DNA碱基的特征信号。
DNA碱基的高纯度生产和精确编辑……
核糖核蛋白 (RNP) 复合物介导的碱基编辑与质粒或病毒载体介导的基因编辑相比，由于其脱靶效应减少，预计会带来极大益处，尤其是在治疗应用中。然而，在细菌系统中生产产量充足、纯度高的重组胞嘧啶碱基编辑器 (CBE) 或腺嘌呤碱基编辑器 (ABE) 具有挑战性。在这里，我们从人类细胞表达系统中获得了高度纯化的 CBE/ABE 蛋白，并表明与质粒编码的 CBE/ABE 相比，CBE/ABE RNP 表现出不同的编辑模式（即多个碱基到单个碱基的转化率更低），这主要是因为 RNP 在细胞中的寿命有限。此外，我们发现与质粒编码的 ABE 相比，ABE RNP 在 DNA 和 RNA 中的脱靶效应都大大降低。我们最终将 NG PAM 靶向 ABE RNPs 应用于视网膜变性 12 (rd12) 模型小鼠的体内基因校正。
高纯度生产和DNA碱基编辑核糖核蛋白的精确编辑
核糖核蛋白（RNP）复合物介导的碱基编辑预计将非常有益，因为与质粒或病毒载体介导的基因编辑相比，其具有脱靶效应，尤其是在治疗应用中。但是，在细菌系统中产生丰富的产量和高纯度的重组胞嘧啶基础编辑器（CBE）或腺嘌呤碱基编辑器（ABES）的生产具有挑战性。在这里，我们从人类细胞表达系统中获得了高度纯化的CBE/ABE蛋白，并且表明CBE/ABE RNP表现出不同的编辑模式（即，与质粒编码的CBE/ABE相比，CBE/ABE的转化率较小（即，多个碱基与单个碱基的转化率较小），主要是导致细胞中RNP的寿命有限的原因。此外，我们发现与质粒编码的ABE相比，ABE RNP的DNA和RNA的脱靶效应大大降低。我们最终将NG PAM – tarbetable -abe RNP应用于视网膜变性12（RD12）模型小鼠中的体内基因校正。
关于原子精确，DNA稳定的银纳米簇AG16CL2
在肠道中，一个细菌社区通过将食物转化为营养，捍卫人体免受致病感染以及与免疫和神经系统的通信来影响人类健康。1 - 3个研究人员发现，一个平衡和多样化的社区是监管免疫反应的关键。4,5因此，可以使用益生菌补充剂递送细菌来调节肠道社区以产生生物治疗效果。6,7个细菌细胞可以冷冻干燥以增加其保质期，同时也形成可以掺入口服补充剂中的粉末。8,9虽然在自由干燥过程中使用的加工条件，低温和压力可能对细胞有害，但细菌在材料中的包封封装在诸如，蛋白质，碳水化合物或聚合物之类的材料中可保护细胞在加工过程中的损害。其他技术 - 喷雾干燥，乳液，微流体，3D打印，挤出等。- 也已被用来封装各种聚合物中的细菌，以改善在加工，存储和使用过程中的细胞活力。6,10 - 13
科学期刊
为控制流行病，我们急需一个能够快速生成多种候选疫苗的“通用”平台。以严重急性呼吸综合征冠状病毒 2 为模型，我们通过 CRISPR 工程改造 T4 噬菌体开发了这样一个平台。通过将各种病毒成分整合到噬菌体纳米颗粒结构的适当区室中，设计了一系列候选疫苗。这些包括基因组中可表达的刺突基因、作为表面装饰的刺突和包膜表位以及包装核心中的核衣壳蛋白。在动物模型中发现，装饰有刺突三聚体的噬菌体是最有效的候选疫苗。在没有任何佐剂的情况下，这种疫苗可刺激强大的免疫反应，包括 T 辅助细胞 1 (TH 1) 和 TH 2 免疫球蛋白 G 亚类，阻断病毒-受体相互作用，中和病毒感染，并提供针对病毒攻击的完全保护。这种新的纳米疫苗设计框架可能允许在未来快速部署针对任何新出现的病原体的有效无佐剂噬菌体疫苗。
预扭转以改善基因组修饰和 miRNA 靶向
作为新的治疗方式，需要精确靶向 DNA 和 RNA 序列的调控工具。PNA（图 1 A、B）[ 1 ] 最初由 Nielsen 等人于 1991 年开发，在靶向疾病相关 DNA 和 RNA 序列方面显示出巨大潜力。PNA 可以与天然 DNA/RNA 序列配对，形成 PNA-DNA 和 PNA-RNA 双链。与具有三个或四个手性中心的 DNA/RNA 糖环部分相比，典型的 PNA 没有环结构或手性中心。相对灵活且电中性的骨架使 PNA 有利于通过 Watson-Crick 碱基配对识别具有平行和反向平行链取向的 DNA/RNA 序列，并具有增强的结合亲和力。此外，PNA 通过三链结构形成识别 DNA 和 RNA 序列（例如，PNA • DNA-PNA、PNA • RNA-PNA、PNA • RNA-RNA 和 PNA • DNA-DNA 三链；此处 - 和 • 分别表示 Watson-Crick 和 Hoogsteen 对）。通常，PNA 与蛋白质没有显著结合，因此无免疫原性，并且对蛋白酶和核酸酶具有抗性。