基于氨基酸和肽的可生物降解玻璃核酸酶新变体vCas9

　　科技突破
　　ScienceBreakthrough
　　PNAS：设计提高基因敲入效率的核酸酶新变体vCas9基因编辑
　　AdvSci：构建能喝无糖饮料生长的大肠杆菌合成生物
　　ScienceAdvances：利用氨基酸和肽研发可生物降解玻璃生物基新材料
　　Science：创制使谷物增产约20的主效耐碱基因功能基因
　　PMS：对烟草野火病菌具有高度活性的新型纳米材料纳米材料
　　科技突破
　　PNAS：设计提高基因敲入效率的核酸酶新变体vCas9基因编辑
　　CRISPRCas9引入了靶向DNA断裂，参与竞争的DNA修复途径，会产生一系列不精确的突变。理解修复途径间竞争的基础是什么，并相应地设计策略来重定向DNA修复相当重要。VikashP。Chauhan等研究人员研究设计了一个vCas9来抑制非同源末端连接（NHEJ）修复，促进微同源介导的末端连接（MMEJ）和精确的同源定向修复（HDR）。另外vCas9也可以在分裂和非分裂细胞中实现高效精确的模板突变。该研究利用vCas9开发了MMEJ驱动的模板策略在非分裂细胞中产生精确的编辑，这种方法被称为微同源性定向重组（MDR），利用了部分双链DNA模板，单链微同源臂与DSB末端的序列互补。这是针对特定突变应用定制的靶向核酸酶的新典范。
　　原文链接：
　　https：doi。org10。1073pnas。2300605120
　　AdvSci：构建能喝无糖饮料生长的大肠杆菌合成生物
　　赤藓糖醇是一种天然的四碳糖醇，生物体缺乏能够分解赤藓糖醇的代谢通路，其进入人体或其他生物体后一般作为碳废物排出体外。上海科技大学李健课题组为了利用赤藓糖醇这一对人体安全的代糖，利用合成生物学及代谢工程等技术手段，将从自然环境中分离出来的赤藓糖醇代谢通路，在大肠杆菌中进行了重构，实现了大肠杆菌以赤藓糖醇作为唯一碳源的利用，使它们靠喝无糖饮料（添加赤藓糖醇为代糖）也能生长。本研究所构建的菌株以及鉴定的赤藓糖醇转录调控系统将在合成生物学、代谢工程、活体治疗、食品工业以及碳循环利用等领域具有广泛的潜在应用价值。
　　原文链接：
　　https：onlinelibrary。wiley。comdoi10。1002advs。202207008
　　ScienceAdvances：利用氨基酸和肽研发可生物降解玻璃生物基新材料
　　氨基酸和肽是生物体中丰富的生物分子，已广泛用于开发具有功能性的纳米结构材料中，这种环保材料具有生态可持续性。中国科学院过程工程研究所研究员闫学海课题组利用氨基酸和肽研发出可生物降解的玻璃。研究人员对氨基酸和肽进行改性，这些改性分子的Tm值远低于分解温度，生物分子化合物在分解前的成功熔化无疑是生物分子玻璃制备的一个突破，该生物分子玻璃还具有良好的机械性能和灵活的加工性。研究人员用商用生物3D打印机打印了CAS，使用特定的模具获得了一系列形状的玻璃。结果表明，这种玻璃不仅具有生物可降解性，还在小鼠体内表现出优异的生物相容性和生物安全性。
　　原文链接：
　　https：www。science。orgdoi10。1126sciadv。add8105
　　Science：创制使谷物增产约20的主效耐碱基因功能基因
　　我国人多地少，在工业化和城镇化发展的背景下，确保18亿亩耕地的红线，粮食安全生产存在重大压力。中科院谢旗团队等联合合作，以高粱为材料，打开主效耐碱基因AT1的藏粮密码，研究还表明该基因可在中重度盐碱地显著提升高粱、水稻、玉米、小麦、玉米和谷子等作物的产量，用基因剪刀剪掉AT1基因能够使高粱全株生物量（青贮饲料用）增加近30。5，籽粒增产20。1；可让谷子增产19。5；也能显著增强玉米、小麦在盐碱地的存活率。目前研究团队已与先正达集团合作，对该基因申请了国际专利。这项研究证明了AT1基因的调控机制在主要粮食作物中的保守性，也说明其对于相关作物增产的普适性，对我国乃至全球粮食安全意义重大。
　　原文链接：
　　science。orgdoi10。1126science。ade8416
　　PMS：对烟草野火病菌具有高度活性的新型纳米材料纳米材料
　　铜因其高广谱抗菌活性而被广泛用于预防和控制农业细菌性疾病。西南大学植物保护学院孙现超教授团队通过特殊的棒状结构ChNC富集Cu2，成功制备了一种新型的铜复合棒状纳米颗粒（ChNCCu）。研究以具有生物活性的甲壳素为研究对象，通过TEMPO介导的氧化反应制备了棒状型羧化甲壳素纳米晶体（ChNC）。由于羧基的表面修饰，甲壳素纳米晶体可以比原始结构更有效地吸附Cu2。结果表明，ChNCCu是一种具有特殊结构的新型纳米复合材料，在低Cu2浓度下可获得良好的抗菌效果，实现了降低Cu2浓度和提高抗菌效率的双重效果，因此在植物病害防治中具有一定的潜在应用前景。
　　原文链接：
　　https：onlinelibrary。wiley。comdoi10。1002ps。7377
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