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高稳定性三元单晶……
摘要：研究了基于原位形成的亚胺连接低聚物的各种坚固、结晶和多孔有机骨架。这些低聚物通过液-液界面反应通过协同的分子间氢键相互作用进行自组装。可溶性低聚物是具有多个未反应醛基的动力学产物，这些醛基充当氢键供体和受体，并引导所得低聚物组装成 3D 骨架。坚固的共价键和高度可逆的氢键的顺序形成增强了长程对称性并促进了大单晶的生成，其结构可通过单晶 X 射线衍射明确确定。独特的分级排列增加了亚胺键的空间位阻，从而阻止了水分子的攻击，大大提高了稳定性。骨架中的多个结合位点使得能够快速封存水中的微污染物。
胺与金纳米粒子的相互作用
了解胺与金纳米粒子表面之间的相互作用非常重要，因为它们在稳定纳米系统、形成蛋白质冠层以及制备半合成纳米酶方面发挥着重要作用。通过使用荧光光谱、电化学、X 射线光电子能谱、高分辨率透射电子显微镜和分子模拟，可以详细了解这些相互作用。本文表明，胺与纳米粒子表面 Au(0) 原子相互作用，其孤电子对的强度与校正空间位阻后的碱度呈线性相关。结合动力学取决于金原子的位置（平面或边缘），而结合模式涉及单个 Au(0) 和位于其上方的氮。一小部分仍然存在的表面 Au(I) 原子被胺还原，产生更强的 Au(0)-RN。 +（RN . ，失去一个质子后）相互作用。在这种情况下，结合模式涉及两个 Au(0) 原子，它们之间有一个桥接氮。当蛋白质参与（至少部分参与）金离子的还原时，可以更好地获得稳定的金纳米粒子，就像稳健的半合成纳米酶制备所需的那样。
区分核苷酸
摘要 细胞内高浓度的核苷酸 ( NTP ) 和低浓度的脱氧核苷酸 ( dNTP ) 之间的不平衡对 DNA 聚合酶从 dNTP 构建 DNA 时提出了挑战。目前认为，DNA 聚合酶通过空间门模型区分 NTP，该模型涉及 B 家族 DNA 聚合酶中聚合酶活性位点的酪氨酸和核苷酸的 2 ′ -羟基之间的冲突。借助活性位点具有 UTP 或 CTP 的 B 家族聚合酶的晶体结构、分子动力学模拟、生化分析和酵母遗传学，我们已经确定了聚合酶的指状结构域感知聚合酶活性位点中 NTP 的机制。与之前提出的极性过滤器相反，我们的实验表明，指状结构域中的氨基酸残基通过空间位阻感知核糖核苷酸。此外，我们的结果表明，掌状结构域中的空间门和指状结构域中的传感器在区分 NTP 时都很重要。结构比较表明，传感器残基在 B 家族聚合酶中是保守的，我们假设在所有类型的 DNA 聚合酶中都应考虑指状结构域中的传感器。
致密碳化硼基陶瓷的强韧化机理研究进展
Liu 等 [36] 在 1950 ℃ 和 50 MPa 压力的 SPS 过 程中，发现随着 TiB 2 的添加量由 5 mol% 增至 30 mol% ，复合陶瓷的硬度降低，断裂韧性增加。 除裂纹偏转和 TiB 2 的钉扎效应使 B 4 C 晶粒细化 ( 从 1.91 μm 减至 1.67 μm) 外，两相间位错的产生， 是 B 4 C 陶瓷增强、增韧的次要原因，其在陶瓷断 裂前吸收能量，造成局部强化 [37–38] 。研究发现， 添加 20 mol% TiB 2 时，复合陶瓷的相对密度为 97.91% ，维氏硬度为 (29.82±0.14) GPa ，断裂韧性 为 (3.70±0.08) MPa·m 1/2 。 3.1.2 Ti 单质引入 与直接添加 TiB 2 相比，在烧结过程中原位反 应生成 TiB 2 可以在较低的烧结温度下获得更高 的密度和更好的机械性能。 Gorle 等 [39] 将 Ti-B( 原 子比 1:2) 混合粉体以 5 wt.% 、 10 wt.% 和 20 wt.% 的比例加入到 B 4 C 粉末中，研磨 4 h 后通过 SPS 在 1400 ℃ 下获得致密的 B 4 C 复合陶瓷。由于 WC 污染，获得了由被 (Ti 0.9 W 0.1 )B 2 和 W 2 B 5 的细颗粒 包裹的 B 4 C 颗粒组成的无孔微结构。当 Ti-B 混合 物的量从 5 wt.% 增至 20 wt.% 时，烧结活化能从 234 kJ·mol −1 降至 155 kJ·mol −1 。含 5 wt.% Ti-B 混 合物的 B 4 C 复合材料的最大硬度为 (3225±218) HV 。由于 TiB 2 的原位形成反应是高 度放热并释放大量能量的自蔓延反应，因此，原 料颗粒界面间的实际温度预计高于 SPS 烧结温 度，同时，液相 W 2 B 5 的形成润湿了 B 4 C 表面， 有助于降低 B 4 C 晶粒的界面能，并加速了沿晶界
氢键导向邻位选择性 CH 硼化...
无需预活化即可对复杂分子进行功能化，从而可以在合成序列的后期引入功能团。[1] 直接 C @ H 硼化尤其令人感兴趣，因为硼功能团可以通过各种各样的转化进行进一步修饰，包括 Suzuki 偶联反应、胺化、羟基化和卤化，从而提供结构和功能的分子复杂性。[2] 对于该应用至关重要的是可以控制反应的选择性，这对于空间和电子失活的 C @ H 键尤其具有挑战性。最近，已经探索了利用底物和金属配合物配体之间的超分子相互作用来控制选择性，[3] 并且这导致了用于电子（未）活化底物的选择性间位或对位 C @ H 硼化的催化剂。 [4] 然而，邻位选择性 C @ H 硼化仅报道用于电子活化芳烃，例如胺、[5] 醇、[6] 或硫醚取代的 [7] 芳烃。二级芳香酰胺是药物、农用化学品和精细化学品中非常常见的结构单元，[8] 因此，此类化合物的邻位选择性 C @ H 硼化将非常有趣。然而，此类化合物的直接邻位 -C @ H 硼化极具挑战性。对于常见的铱-
CRISPR复制
摘要 CRISPR/Cas 系统已成为代谢工程和人类基因治疗中基因组编辑的有力工具。然而，使用 CRISPR/Cas 系统在染色体上定位整合异源基因的最佳位点仍是一个悬而未决的问题。选择合适的基因整合位点需要考虑多个复杂的标准，包括与 CRISPR/Cas 介导的整合、遗传稳定性和基因表达相关的因素。因此，在特定或不同的染色体位置上识别此类位点通常需要大量的表征工作。为了应对这些挑战，我们开发了 CRISPR-COPIES，这是一种用于识别 CRISPR/Cas 促进的整合位点的计算流程。该工具利用 ScaNN，这是一种基于嵌入的最近邻搜索的先进模型，可快速准确地进行脱靶搜索，并可在几分钟内识别大多数细菌和真菌基因组的全基因组基因间位点。作为概念验证，我们利用 CRISPR-COPIES 表征了三种不同物种中的中性整合位点：酿酒酵母、Cupriavidus necator 和人类细胞系。此外，我们还为 CRISPR-COPIES 开发了一个用户友好的 Web 界面 (https://biofoundry.web.illinois.edu/copies/)。我们预计 CRISPR-COPIES 将成为靶向 DNA 整合的宝贵工具，并有助于表征合成生物学工具包，实现快速菌株构建以生产有价值的生化物质，并支持人类基因和细胞治疗应用。
释放化学修饰肽核酸在 RNA 治疗中的潜力
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。
环状烯烃侧基官能化用于高温高密度储能
高温柔性聚合物电介质对于高密度能量存储和转换至关重要。同时拥有高带隙、介电常数和玻璃化转变温度的需求对新型电介质聚合物的设计提出了巨大的挑战。在这里，通过改变悬挂在双环主链聚合物上的芳香侧链的卤素取代基，获得了一类具有可调热稳定性的高温烯烃，所有烯烃均具有不折不扣的大带隙。聚氧杂环丙烷酰亚胺 (PONB) 对位或邻位侧链基团的卤素取代使其具有可调的高玻璃化转变温度（220 至 245°C），同时具有 625–800 MV/m 的高击穿强度。p-POClNB 在 200°C 时实现了 7.1 J/cc 的高能量密度，代表了均聚物中报告的最高能量密度。使用分子动力学模拟和超快红外光谱来探测与介电热性能相关的自由体积元素分布和链松弛。随着对位侧链基团从氟变为溴，自由体积元素增加；然而，由于空间位阻，当处于邻位时，相同侧链的自由体积元素较小。在介电常数和带隙保持稳定的情况下，正确设计 PONB 的侧链基团可提高其高密度电气化的热稳定性。
编辑的作用是什么？了解腺苷脱氨酶作用于 RNA 的 A-to-I RNA 编辑的生理功能
腺苷到肌苷 (A-to-I) 编辑是一种 RNA 转录后修饰，可改变其序列、编码潜力和二级结构。在作用于 RNA 的腺苷脱氨酶 (ADAR) 蛋白 ADAR1 和 ADAR2 的催化下，A-to-I 编辑发生在小鼠的约 50 000 – 150 000 个位点上，而人类的位点则达到数百万个。绝大多数 A-to-I 编辑发生在重复元素中，这解释了物种间位点总数的差异。ADAR1 在哺乳动物中编辑的主要物种保守作用是抑制未编辑的细胞来源的内源性 RNA 引起的先天免疫激活。在没有编辑的情况下，反向配对序列（例如 Alu 元素）被认为会形成稳定的双链 RNA (dsRNA) 结构，从而触发 dsRNA 传感器（例如 MDA5）的激活。一小部分编辑位点位于编码序列内，并且在后生动物中进化保守。已证明 ADAR2 编辑对于大脑神经递质受体的重新编码具有生理重要性。此外，RNA 编辑的变化与各种病理状态有关，从严重的自身免疫性疾病 Aicardi-Goutières 综合征到各种神经发育和精神疾病以及癌症。但是，检测到编辑位点是否意味着功能重要性？人类和转基因小鼠模型中的遗传学研究以及进化基因组学已开始阐明 A-to-I 编辑在体内的作用。此外，最近的发展表明在癌症等病理条件下编辑可能具有不同的功能。
CRISPR-COPIES：一个用于发现 CRISPR/Cas 促进基因整合的中性整合位点的计算机平台
摘要 CRISPR/Cas 系统已成为代谢工程和人类基因治疗中基因组编辑的有力工具。然而，使用 CRISPR/Cas 系统在染色体上定位整合异源基因的最佳位点仍然是一个悬而未决的问题。选择合适的基因整合位点需要考虑多个复杂的标准，包括与 CRISPR/Cas 介导的整合、遗传稳定性和基因表达相关的因素。因此，在特定或不同的染色体位置上识别此类位点通常需要大量的表征工作。为了应对这些挑战，我们开发了 CRISPR-COPIES，一种用于识别 CRISPR/Cas 促进的整合位点的计算流程。该工具利用 ScaNN，一种基于嵌入的最近邻搜索的先进模型，可快速准确地进行脱靶搜索，并可在几分钟内识别大多数细菌和真菌基因组的全基因组基因间位点。作为概念验证，我们利用 CRISPR-COPIES 来表征三个不同物种中的中性整合位点：Saccharom y ces cere visiae、Cupria vidus necator 和 HEK293T 细胞。此外，我们还为 CRISPR-COPIES 开发了一个用户友好的网页界面（https://biof oundry.web.illinois.edu/copies/）。我们预计 CRISPR-COPIES 将成为靶向 DNA 整合的宝贵工具，并有助于表征合成生物学工具包，实现快速菌株构建以生产有价值的生化产品，并支持人类基因和细胞治疗应用。