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细胞

果蝇的神经系统调节染色体水平的组织结构。

瑞士洛桑大学的Maria Cristina Gambetta等研究人员发现，果蝇的神经系统调节着基因组的染色体水平组织结构。这项研究成果发表在8月2日的《细胞》杂志上。

研究人员发现了以前从未报道过的基因组折叠水平的证据。在这种情况下，由数百万个碱基对分隔的远距离拓扑相关域(TAD)相互作用形成元域。在元域中，基因启动子与远端TAD中的结构基因间元件特异性配对。相关基因编码神经元决定簇，包括参与轴突定向和粘附的决定簇。这些长程关联出现在大量神经元中，但只支持部分神经元的转录。元域由不同的转录因子组成，可以远距离灵活配对。

研究人员提供的证据表明，GAF和CTCF在这一过程中发挥了直接作用。与之前在哺乳动物中描述的相比，果蝇的高阶元域相互作用相对简单，这使得研究人员能够证明基因组可以折叠成高度专业化的细胞类型特异性支架，从而实现兆级调控相关性。

据悉，此前的研究发现，TAD是基因组组织的基本单位。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.008

美国化学学会杂志

DNA酶的位点特异性生物正交激活可用于基因治疗。

湖南大学的姜建慧报道了DNA酶的定点生物正交激活可用于按需基因治疗。相关研究发表在8月3日出版的《美国化学学会杂志》上。

RNA切割脱氧核酶作为基因沉默子具有很大的前景，通过位点特异性反应对其活性进行时空控制对于按需治疗非常重要，但具有挑战性。

研究人员报道了一种新设计的生物正交诱导型DNA酶，它通过在特定主链位点的特定位点安装生物正交笼化基团来灭活，但通过磷化氢引发的还原来恢复其活性。研究人员进行了系统筛选，在10-23脱氧核酶催化核心的每个主链位点安装笼状基团，鉴定出一种泄漏活性非常低的诱导型脱氧核酶。这种设计已被证明能够在活细胞中实现外源和内源mRNA的生物正交控制切割。

进一步扩展到光激活和内源刺激激活，用于基因沉默的时空或靶向控制。利用脂质纳米粒递送系统，将生物正交诱导的DNAzyme应用于癌症三阴性小鼠模型，其显示了敲除癌基因的高效率和对肿瘤生长的显著抑制，从而凸显了精确控制DNAzyme的功能用于按需基因治疗的潜力。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1021/jacs.3c05413

自然遗传学

全基因组分析揭示与暴食症相关的风险基因

美国西奈山伊坎医学院的帕诺斯·鲁索斯和圣乔治·沃鲁达基斯研究小组通过对模型衍生的暴食症(BED)表型的全基因组分析，揭示了可识别的风险位点和铁代谢的作用。这项成果发表在8月7日的《自然-遗传学》杂志上。

为了解决病床研究的局限性，研究人员使用百万退伍军人计划的电子病历，通过有监督的机器学习来估计每个人患病床的概率。研究人员对非洲和欧洲血统的个体进行了全基因组关联研究，通过控制体重指数，发现了HFE、MCHR2和LRP11基因附近的三个独立位点，确定APOE是BED的风险基因。该研究证实了BED和几种神经精神特征之间存在共同的遗传性，并将铁代谢与BED的病理生理学联系起来。

总的来说，这项研究的结果为BED的遗传学提供了见解，并为未来的转化研究提供了方向。

研究人员表示，暴食症是最常见的进食障碍，但其遗传特征仍然未知。研究BED具有挑战性，因为它通常与肥胖共病，并且尚未在生物银行的数据集中得到充分诊断。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41588-023-01464-1

物理评论a

量子比特阵列中光子诱导的液滴状束缚态

最近，美国俄克拉荷马大学的J. Talukdar和D.Blume教授在一维量子位阵列中探索了光子诱导的液滴状束缚态。相关研究成果发表在8月4日的《物理评论A》上。

研究小组考虑了一个非相互作用量子位或发射器的阵列与一个非线性一维腔阵列耦合，腔的能量为J，强度为U，腔的数量大于量子位的数量。在双激发流形中，研究人员关注两个激发量子位的能量与双光子束缚态带不共振的带隙态。两步绝热消除光子自由度产生具有有效相互作用的一维自旋哈密顿量。具体来说，哈密顿量不仅限制了最近的相邻粒子之间的单个量子位跳跃和与跳跃的相互作用，而且限制了次近邻和次近邻自旋之间的跳跃和相互作用。

对于规则排列的量子比特阵列，研究人员还确定了系统支持液滴状束缚态的参数组合，其特性很大程度上依赖于对跳。此外，研究人员发现，液滴状状态可以被动态检测。他们还确定，在非共振条件下，束缚态不同于局域杂化态。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.108.023702