RNA 疗法已成为治疗多种疾病的下一代疗法。与小分子不同,RNA 靶向药物不受蛋白质上结合口袋可用性的限制,而是利用沃森-克里克 (WC) 碱基配对规则来识别靶 RNA 并调节基因表达。反义寡核苷酸 (ASO) 是一种治疗由基因改变引发的疾病的强大治疗方法。ASO 识别靶 RNA 上的同源位点以改变基因表达。九种单链 ASO 已获准用于临床,几种候选药物正在针对罕见疾病和常见疾病进行后期临床试验。已经研究了几种化学修饰,包括硫代磷酸酯、锁核酸、磷二酰胺、吗啉和肽核酸 (PNA),以实现有效的 RNA 靶向。PNA 是合成的 DNA 模拟物,其中脱氧核糖磷酸骨架被 N-(2-氨基乙基)-甘氨酸单元取代。PNA 的中性假肽骨架有助于增强结合亲和力和高生物稳定性。 PNA 与靶 RNA 中的互补位点杂交,并通过基于空间位阻的机制发挥作用。在过去的三十年中,人们探索了各种 PNA 设计、化学修饰和递送策略,以证明其作为有效且安全的 RNA 靶向平台的潜力。本综述涵盖了 PNA 介导的编码和非编码 RNA 靶向在众多治疗应用中的进展。
真菌鉴定是真菌研究的基础,但传统的分子方法难以在现场快速准确地鉴定,特别是对于近缘物种。为了解决这一挑战,我们引入了一种通用的鉴定方法,称为全基因组分析(AGE)。AGE 包括两个关键步骤:生物信息学分析和实验实践。生物信息学分析在真菌物种基因组内筛选候选靶标序列,称为 Targets,并通过将它们与其他物种的基因组进行比较来确定特定 Targets。然后,使用测序或非测序技术的实验实践将验证生物信息学分析的结果。因此,AGE 为子囊菌门和担子菌门中的 13 个真菌物种中的每一个获得了超过 1,000,000 个合格 Targets。接下来,测序和基因组编辑系统验证了特定 Targets 的超特异性性能;尤其值得注意的是首次展示了来自未注释基因组区域序列的鉴定潜力。此外,通过结合快速等温扩增和硫代磷酸酯修饰引物以及无需仪器的可视化荧光方法,AGE 可以在 30 分钟内通过单管测试实现定性物种鉴定。更重要的是,AGE 在识别近缘物种和区分中药及其掺假物方面具有巨大潜力,尤其是在精确检测污染物方面。总之,AGE 为基于全基因组的真菌物种鉴定的发展打开了大门,同时也为其在植物和动物界的应用提供了指导。
基因组编辑技术显著提高了我们精确修改基因组和基因的能力,为设计内源途径和性状开辟了新的可能性。在玉米等作物中,已经证实可以实现小的插入/缺失、碱基变化和结构变异(Nuccio 等人,2021 年)。然而,虽然这些编辑通常会导致基因敲除 (KO) 或敲低,但许多农艺性状的改善需要更高的基因表达,有益的天然等位基因和转基因就是明证。因此,作物改良需要能够可预测和可调整地上调多个基因的工具,而没有使用转基因的技术限制和监管弊端。为了开发一种广泛适用的通过编辑增加基因表达的方法,我们寻找了一种玉米原生的小元素,可以将其插入内源启动子中以实现上调。我们在玉米基因组中发现了一个回文 12 bp 序列 GTAAGCGCTTAC(“植物增强子”,PE),它与农杆菌章鱼碱合酶启动子中已知的转录增强子元件(Bouchez 等人,1989)相似,并且也出现在其他作物(如大豆、水稻和大麦)的基因组中。为了在非同源末端连接 (NHEJ) 介导的 CRISPR/Cas 诱导的双链断裂修复过程中将 PE 插入玉米启动子中(图 1a),我们用金粒子轰击了来自 Cas9 表达系的未成熟玉米胚 (Lorenzo 等人,2022),这些金粒子包裹着 (i) 针对谷氨酰胺合成酶 1-3 (Gln1-3) 核心启动子的合成单向导 RNA (sgRNA),(ii) PE 三聚体 (3xPE) 作为双链寡脱氧核苷酸 (dsODN),两端有两个保护性硫代磷酸酯键,没有任何目标同源序列,和 (iii) 携带除草剂抗性标记和荧光蛋白的表达盒的质粒,允许在再生过程中进行选择和视觉筛选。39% 的再生系在目标启动子中携带 dsODN 衍生的插入。除了完美的 3xPE 插入,由于 NHEJ 的不精确性,我们还恢复了连接处有小插入/缺失的等位基因、截断处只留下一个或两个 PE 单体或插入一个以上 3xPE 元件的等位基因(图 1b)。插入等位基因通常存在于 50% 或 100% 的扩增子测序读数中,
实用产品开发。锂离子电池已成为替代镍氢电池的主要候选者,然而,对续航时间更长、充电速度更快、续航里程更远的电动汽车的需求,使得后锂离子电池材料、结构和系统的研究变得多样化[1-3]。一种潜在的、有吸引力的替代品是固态电池;其前提是用固态离子导体取代锂离子电池中常见的有机液体电解质[4,5]。宽电化学窗口、不可燃性以及实现锂金属阳极的潜力是将固态电池推向下一代储能前沿的优势。然而,要与传统的液体电解质竞争,实现高锂离子电导率是一个巨大的挑战。固态离子领域发展迅速,各种能够在中等温度下实现快速锂离子传输的锂离子导体正在实现下一代电化学存储。聚合物、凝胶、熔融盐和陶瓷电解质在集成到实际设备中时各有优势,也面临挑战;然而,硫化物基电解质已成为有力竞争者,其电导率可匹敌甚至超越有机液体电解质 [6]。LGPS、Li 7 P 3 S 11 玻璃陶瓷、银锗石 Li 9.54 Si 1.74 P 1.44 Cl 0.3 是表现出优异 Li + 电导率的电解质例子,尽管在电化学窗口和抵抗锂金属强还原电位的能力方面结果不一[5,7-9]。Sakamoto 等人 [10] 通过拉曼光谱证明了硫代磷酸锂 Li 3 PS 4 在与对称 Li-Li 电池循环后还原形成 Li 2 S 和 Li 3 P 产物,这已通过原位 XPS 实验证实并通过 DFT 计算进行预测 [11,12]。研究表明硫化物电解质还会与高压正极发生反应,形成的薄界面足以降低电池容量和循环能力。为实现该技术,用 LiNbO 3 进行表面改性可以阻碍化学交叉扩散并减少空间电荷层的锂损耗 [13]。高能正极研究对于实现全固态锂电池至关重要。硫作为高能量密度正极的出现是正极、电解质和隔膜技术的产物,旨在实现高倍率下的可逆容量。硫的优点是理论容量高(1675 mAh g -1 ),这平衡了低平均正极放电电位(~2.0 V),从而产生高理论能量密度(~2600 Wh kg -1 )。然而,必须克服重大挑战,例如硫和多硫化物溶解在电解质中,有机电解质的持续分解以及锂金属的树枝状生长。其结果是无法在长时间循环过程中保持容量,而解决方案则是采用精妙的材料设计和工程来封装和保护活性材料。碳、聚合物和隔膜技术在实现高负载和可持续硫正极方面都发挥了至关重要的作用 [14-16]。或者,更换有机液体电解质可以提供一条多方面的途径来解决持续的 SEI 形成和多硫化物溶解问题,因此固态 Li-S 电池有可能拥有出色的循环寿命。事实上,利用固体电解质已显示出无需封装活性材料就能提高容量保持率,这为高负载活性材料以增加能量密度并降低成本铺平了道路 [17-20]。为了实现这样的改进,阐明放电机制将加深对电化学反应的理解,并为进一步改进扩大电池电极所需的设计和工艺提供见解。在这里,我们通过分离碳、固态电解质(非晶态 Li 3 PS 4,LPS)和硫/硫化锂这三种基本成分的反应性,研究了固态硫阴极复合阴极的制备过程如何影响电化学放电。研究人员最近意识到