科研进展-凯发88
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自2000年以来，中国的酸沉降呈下降趋势。虽然这可能有助于减轻森林土壤和水的酸化，但酸性敏感的森林是否能够恢复以及在多大程度上能够恢复，尤其在中国提出“双碳”目标的背景下，中国南方采取各种减排措施后，对中国热带地区土壤和水从以前严重酸化中恢复及其长期模式的相关研究仍十分有限。土壤ph恢复的滞后性可能与土壤中铝/铁-羟基硫酸盐矿物的溶解和随后的硫解吸对土壤酸中和能力、土壤有机质增加以及气候变暖有关，同时也可能被增加的交换性铝和产生质子的羟基硫酸盐矿物溶解所减缓。图.酸沉降与森林土壤和水关系概念图。
自2000年以来，中国的酸沉降呈下降趋势。虽然这可能有助于减轻森林土壤和水的酸化，但酸性敏感的森林是否能够恢复以及在多大程度上能够恢复，尤其在中国提出“双碳”目标的背景下，中国南方采取各种减排措施后，对中国热带地区土壤和水从以前严重酸化中恢复及其长期模式的相关研究仍十分有限。
中国科学院华南植物园鼎湖山站列志旸博士在刘菊秀研究员的指导下，依托鼎湖山站2000-2022年长期监测数据，对中国南亚热带地区3种不同演替阶段的森林（马尾松林、针阔混交林、季风常绿阔叶林）土壤、水和酸性气体(so2和nox)的化学性质进行了分析。结果表明，三种森林类型的土壤ph从3.9（2000-2015年）增加至4.2（2016-2022年），土壤交换性酸表现为先下降后稳定。在整个研究期间，地表水和地下水的ph逐渐升高，自然林土壤ph的恢复强于人工林。然而，与降雨ph的增加相比，土壤ph的恢复落后约十年。土壤ph恢复的滞后性可能与土壤中铝/铁-羟基硫酸盐矿物的溶解和随后的硫解吸对土壤酸中和能力、土壤有机质增加以及气候变暖有关，同时也可能被增加的交换性铝和产生质子的羟基硫酸盐矿物溶解所减缓。地表水和地下水的ph值恢复与水的酸中和能力增加有关。该研究充分利用了鼎湖山站长期监测的水质、土壤、气体等数据，报导了酸沉降减少后酸化土壤和水恢复的潜力，并为酸敏感森林的功能恢复提供新的见解，体现了长期监测在科学研究中的重要作用。
相关研究结果已近期发表在environmental science & technology（《环境科学与技术》）（if2022=11.4）上。华南植物园列志旸副研究员为论文的第一作者，刘菊秀研究员为论文的通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金、广东省重点领域研发计划等资助。论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.3c01416
图. 酸沉降与森林土壤和水关系概念图
2023-07-26
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近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室（lto）/全球海洋和气候研究中心(gocrc)王春在研究员团队探究了在未来强西北太平洋副热带高压事件增多情景下，南海夏季海洋热浪（mhws）的时空变化特征及其物理机制。研究成果以硕士研究生宋强华为第一作者、姚玉龙博士和王春在研究员为共同通讯作者发表在国际著名期刊geophysical research letters上（中科院一区，if=5.2）。
海洋热浪是指发生在海洋中的极端高温事件，给海洋生态系统带来严重威胁，例如珊瑚礁白化、海草床和海藻林面积减少等，从而影响整个生态系统的结构和功能。受异常西北太平洋副热带高压的影响，我国南海尤其是南沙群岛和北部湾海域经常发生长时间、高强度的海洋热浪事件，是引发南海珊瑚礁白化的重要原因。基于不同模式以及不同情景下的西北太平洋副热带高压研究表明，未来强西北太平洋副热带高压事件有明显的增加趋势。那么，未来南海海洋热浪对强西北太平洋副热带高压事件增加是如何响应的呢？
基于此，本研究使用卫星观测海温数据、再分析资料和cmip6模式数据预估了未来南海夏季海洋热浪的时空变化特征。研究结果表明未来增加的强西北太平洋副热带高压事件主要影响南海夏季海洋热浪的总天数。与历史时期（1982-2020年）相比，未来南海夏季海洋热浪总天数高值区（>50天）的面积显著增加。到本世纪末，南海夏季海洋热浪总天数大约可以达到34天/夏季。与此同时，南海夏季海洋热浪的平均持续时间也有显著增加，在本世纪后半叶，单次海洋热浪事件最长可以贯穿整个夏季（图1）。
图1. 基于cmip6模式数据所得到的2021年至2100年南海夏季海洋热浪平均持续时间的变化（左列柱状图）以及所对应的代表性事件的时间序列（右列图）。
当未来西北太平洋副热带高压增强时，由于反气旋环流所造成的异常东风将减弱南海夏季西南季风，使得南海表面风应力与风应力旋度减小，抑制南海中南部的上升流。缺少了上升流所带来的冷却效应，南海海表温度将快速升温，从而导致南海夏季海洋热浪事件的增加。而当南海出现持续性海洋热浪事件时，高温海水会增强表面蒸发，增加潜热损失；同时加强对流，从而导致大量对流云的形成，进而降低太阳辐射（图2）。这种海温-云负反馈机制将南海夏季海洋热浪的平均强度限制在一个较低的范围，因此未来南海夏季海洋热浪的平均强度对西北太平洋副热带高压增强的响应较弱。
图2. 海温-云负反馈机制示意图
本研究得到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金青年项目等共同资助。
相关论文信息：song, q., yao, y., & wang, c. (2023). response of future summer marine heatwaves in the south china sea to enhanced western pacific subtropical high. geophysical research letters, 50, e2023gl103667.
网址：https://doi.org/10.1029/2023gl103667
2023-07-24
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将富镁、铁、钙等二价离子的矿物和二氧化碳反应形成碳酸盐的矿物碳酸盐化，不仅是自然界形成显著碳汇的主要过程，也是地质碳封存的潜在技术手段。基性-超基性岩里的橄榄石、辉石、角闪石和斜长石等是常见的富镁、铁、钙的矿物，且它们易于反应，其碳酸盐化最为高效。但是，目前对于除橄榄石外其它矿物碳酸盐化反应的认识还相对有限。此外，基性矿物蚀变时铁可能会发生氧化，这时水会被还原成氢气，这些氢气可以进一步和二氧化碳通过费托类反应合成甲烷等烷烃；蛇纹石化就是这样的一个典型实例。在基性矿物碳酸盐化时，也有可能通过类似的过程合成非生物甲烷。由于甲烷不仅显著影响碳的地球化学循环，还是全球变暖效应数十倍于二氧化碳的温室气体，因此限定不同基性矿物碳酸盐化时甲烷合成的情况十分重要，然而目前对这方面的研究还十分缺乏。
针对上述问题，中国科学院广州地球化学研究所岩石学学科组张龙副研究员、王强研究员及其合作者近期对大别山碰撞后辉石岩内不同基性矿物中的流体包裹体进行了详细的岩石学研究。这些碰撞后辉石岩地幔源区含有再循环的碳酸盐组分，其结晶时不仅形成了方解石，还出溶了富二氧化碳的岩浆流体，被橄榄石、辉石、角闪石和磷灰石等矿物捕获形成流体包裹体（图1和2）。当辉石岩发生缓慢冷却后，和流体包裹体接触的寄主基性矿物变得不稳定，发生原位碳酸盐化反应，而磷灰石内的流体包裹体则保持不变。流体包裹体内，橄榄石碳酸盐化生成了菱镁矿、滑石、磁铁矿和甲烷；斜方辉石碳酸盐化主要生成了菱镁矿、滑石、方石英和甲烷；单斜辉石碳酸盐化生成了方解石、白云石、阳起石、滑石、方石英/石英和甲烷；角闪石碳酸盐化主要生成了方解石、白云石、绿泥石、云母、滑石、方石英/石英、金红石、钠长石同质异象和甲烷。
在上述观察的基础上，通过质量平衡限定了流体包裹体内不同基性矿物碳酸盐化的反应。自然界和地质碳封存时的矿物碳酸盐化可能会发生和上述流体包裹体内相似的反应，产生类似的次生物相。而且上述碳酸盐化反应都是包含铁镁固溶体的滑动反应，因此这些反应不仅适用于大别山辉石岩这种基性岩体系，也适用于橄榄岩等超基性岩体系。此外，上述流体包裹体中甲烷的存在表明，不同基性矿物在富二氧化碳流体存在的情况下发生高程度碳酸盐化时，仍能发生铁的氧化并合成甲烷，而并非如前人认为的那样二价铁会快速进入碳酸盐不发生氧化。橄榄石碳酸盐化时铁的氧化主要通过生成磁铁矿发生，而辉石和角闪石碳酸盐化时不生成磁铁矿。电子能量损失谱分析表明次生含水矿物具有比辉石和角闪石更高的三价铁含量，因此辉石和角闪石碳酸盐化时铁的氧化受含水矿物控制。通过对比铁的氧化程度，可以发现橄榄石碳酸盐化时二氧化碳还原为甲烷的比例最高，辉石次之，角闪石最低。总体而言，不同基性矿物碳酸盐化时能合成一定的非生物甲烷，这可能会影响碳的地球化学循环；而在地质碳封存时则需要通过选择合适的反应物和反应条件以尽量避免甲烷的产生。
图1 大别山辉石岩中不同基性矿物和磷灰石里流体包裹体的显微照片。
图2 大别山辉石岩中不同基性矿物里流体包裹体的拉曼面扫图，比例尺为20微米。
相关研究成果近期发表于国际地球化学知名期刊《geochimica et cosmochimica acta》上。该研究获得了中国科学院先导专项（xdb41000000）以及国家自然科学基金（42021002和42172057）等项目的联合资助。
论文信息：zhang l. (张龙), wang q. (王强), xian h. (鲜海洋), zhou j.-s. (周金胜), ding x. (丁兴), li w.-c. (李万才), 2023. carbon mineralization and abiotic methane synthesis within fluid inclusions in mafic minerals from postcollisional pyroxenite. geochimica et cosmochimica acta 356, 38–50.
论文链接
2023-07-21
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中国科学院广州能源研究所生物质能生化转化研究室在阶梯性提高氨浓度的厌氧发酵过程中，从产气性能、关键产甲烷反应的吉布斯自由能、能量及物质流动、微生物群落演替及微生物电子传递活性等方面全面揭示了氨抑制机理。
畜禽粪便、餐厨垃圾等富氮有机废弃物厌氧发酵过程中常发生氨抑制，导致产甲烷性能下降。为深入揭示氨抑制机理，中国科学院广州能源研究所生物质能生化转化研究室在阶梯性提高氨浓度的厌氧发酵过程中，从产气性能、关键产甲烷反应的吉布斯自由能、能量及物质流动、微生物群落演替及微生物电子传递活性等方面全面揭示了氨抑制机理。研究发现，随着氨浓度增加，甲烷产量降低，发酵体系内挥发性脂肪酸积累，丙酸、丁酸降解甲烷化反应的吉布斯自由能变值升高，由发酵原料流向甲烷的能量显著减少（图1）。
图1氨对厌氧发酵产气性能、关键反应自由能、能量及物质流动的影响
此外，产酸菌的相对丰度显著高于产甲烷菌；atp合成酶的基因丰度显著上升且大分子运输相关基因丰度上升，表明高氨浓度下电化学梯度产atp途径减弱，细菌底物水平磷酸化产atp途径增强（图2）；且产酸到产甲烷过程相关电子转移的基因丰度显著下降，限制了微生物间电子互营的效率，这是导致挥发性脂肪酸累积和甲烷产量降低的主要原因。基于以上发现，推测高浓度氨主要抑制了有机废弃物甲烷化过程的微生物电子传递效率。因此，向发酵系统内补充电子具有缓解氨抑制和提高发酵效率的潜能。
图2. 氨抑制对微生物电子传递活性的影响
以上研究成果以effect of ammonia on anaerobic digestion: focusing on energy flow and electron transfer为题发表于chemical engineering journal，郭颖副研究员及硕士毕业生肖凡为共同第一作者，通讯作者为李颖研究员。研究得到中国科学院青年创新促进会、国家自然科学基金面上等项目资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s1385894723033697
2023-07-21
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为后续特异性药物设计提供新思路 近日，由 中国科学院深圳先进技术研究院、深圳理工大学（筹） 联合南方科技大学研究团队 提出 了一种 特异性抑制剂ak-42堵塞氯离子通道clc-2的分子机制。相关成果在线发表于 国际期刊 《自然-通讯》 上。
人类食用盐有很悠久的历史，从食盐中摄取的钠离子和氯离子在体内扮演着重要的角色；其中氯离子作为细胞内外最大量的阴离子，发挥着多种重要的生理功能，如维持细胞内外的电中性等。氯离子的跨膜转运由多种氯离子转运蛋白家族介导，包括氯离子通道（chloride channel，clc）、配体门控γ-氨基丁酸和甘氨酸受体、囊性纤维化跨膜电导调节体、阳离子- clˉ转运体、clˉ/hco3ˉ交换体、lrrc8蛋白相关的体积调节阴离子通道等。这些家族成员的氯离子转运蛋白功能一旦发生异常便会导致相应的疾病，如clc-1功能异常会导致肌强直、clc-2功能异常会导致脑白质营养不良症和醛固酮增多症、clc-7功能异常会导致骨骼石化症等。由于氯离子转运蛋白家族间有着极强的结构或功能类似性，只针对一个氯离子转运蛋白作为药物靶点来设计特异性药物的难度不言而喻。
那么，在利用特异性药物治疗由相应转运蛋白功能异常引发的疾病时，如何才能消除或尽可能减少特异性药物脱靶所带来的副作用？
2020年，美国斯坦福大学anna koster等研究者通过检测甲氯灭酸的一系列衍生物与clc-2的结合强度，最终得到与clc-2特异性结合的衍生物ak-42；其结合clc-2的强度（ic50 = 17 ± 1 nm）是clc-1（与clc-2结构最为相似）1000倍以上。为进一步探究ak-42是如何特异性结合clc-2并抑制其氯离子转运功能，研究团队通过冷冻电镜确定了apo态的clc-2和clc-2/ak-42复合物的高分辨率原子结构，基于结构通过分子动力学模拟确定参与复合物结合界面的关键氨基酸残基，利用点突变和膜片钳技术进一步验证关键氨基酸残基，最终提出特异性抑制剂ak-42堵塞clc-2机制（如图）。该研究为后续特异性药物设计提供新思路。
深圳先进院助理研究员马涛、南方科技大学博士生王雷、深圳先进院助理研究员柴安平为论文的并列第一作者；深理工药学院讲席教授horst vogel、深理工生命健康学院讲席教授王玉田、南方科技大学教授王大平、南方科技大学助理教授闫凯歌、深圳先进院副研究员张华威为论文共同通讯作者。
ak-42直接堵塞氯离子通道clc-2的模型
2023-07-21
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碳酸盐团簇同位素是目前不断发展的古温度代用指标，在地球科学诸多领域中具有重要的应用价值。在分析测试方面，要获得准确可靠的碳酸盐团簇同位素组成（如δ47值），通常需要使用合适的标准物质进行数据标定。近年来，碳酸盐标准校正法的提出，呈现出诸多以往传统气体标准校正所不具备的优势，使得越来越多实验室在校正碳酸盐δ47值时使用苏黎世联邦理工学院 (eth zurich)制备的四套方解石标样，即eth-1，eth-2，eth-3和eth-4。这些标样一般由eth的bernasconi教授无偿提供给各实验室，然而每份标样的分发量较少仅有约0.5 g，在高强度的测试下，这些标样消耗较大，一旦消耗完很难确保eth实验室或其他实验室能够制备出相同同位素组成的标样。此外，随着碳酸盐双团簇同位素体系（δ47-δ48）的发展，目前已经发现eth系列标样由于δ48值范围较小并不是理想的δ48校正标准。
针对以上技术难题，中国科学院广州地球化学研究所稳定同位素地球化学学科组孔凯博士生与郭炀锐副研究员等人采用了溶解无机碳同位素交换法和高温固态重排法合成了一套具有不同形成温度和同位素值范围（δ 47: ~10‰至66‰; δ 48: ？4‰ 至108‰）的碳酸钡标样，并利用气体标准结合eth系列标准对这套标样进行长期的标定分析。研究取得以下主要认识：1）本研究提出的合成实验方法可获得特定温度下δ 47 值高重现性、成分均一稳定的碳酸钡晶体；2）利用合成碳酸钡可以实现对仪器线性效应和尺度偏离的有效校正，可准确约束质谱测量或前处理过程中导致的δ 47偏差，从而改善了标准数据的长期的重现性（图1）；3）结合具有δ 47 i-cdes90校准值（团簇同位素研究群体公认的参考值）的eth标样的测试标定，合成碳酸钡可作为团簇同位素实验室理想的内部标准，用于校正未知样品的δ 47值，从而减少eth标样的消耗，在未来也有望用于δ 48的数据标准化。
该研究成果发表于国际地学主流期刊geostandards and geoanalytical research。研究获得了国家自然科学基金（42003001, 42173016, 42021002）、中国科学院广州地球化学研究所“涂光炽优秀青年学者计划”（tgc202103）和功能开发项目（gig-gnkf-202001）的联合资助。
论文信息：kong, k.（孔凯）, guo, y.*（郭炀锐）, deng, w.（邓文峰）, and wei, g.（韦刚健） (2023). synthetic witherite for standardization of clumped isotope (delta 47) analyses, geostandards and geoanalytical research, https://doi.org/10.1111/ggr.12520.
图1 碳酸钡标准δ 47值的长期重现性与相应的残差（δδ 47）
2023-07-20
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研究报道了自然界天然产物生物合成中酶催化八元氧杂桥环形成的新机制。
7月17日，中国科学院深圳先进技术研究院周佳海研究员与中国科学院上海有机化学研究所唐功利研究员课题组等合作团队在nature catalysis（《自然 催化》）上在线发表了题为“enzymatic catalysis favours eight-membered over five-membered ring closure in bicyclomycin biosynthesis”的研究论文，报道了自然界天然产物生物合成中酶催化八元氧杂桥环形成的新机制。
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八元氧杂环是天然产物中重要的结构单元，其极大地丰富了天然产物的结构和活性多样性。尽管目前不少催化八元氧杂环形成的酶被报道，但大多数的研究都停留在酶的挖掘鉴定以及基于功能研究推测催化机制的阶段。
双环霉素（bicyclomycin，bcm）是从链霉菌中分离获得的一种具有显著抗革兰氏阴性菌活性的二酮哌嗪类生物碱，也是目前已知的唯一来源于天然产物的转录终止因子rho蛋白的选择性抑制剂，其结构中包含天然产物中少见的[4.2.2]-氧杂桥环骨架、c1三羟基基团和c5=c5a环外亚甲基基团。作为一种具有桥环三维结构和脂肪链高度氧化修饰的活性天然产物，双环霉素自发现以来引起了有机化学家和生物化学家的广泛关注。
在先前的研究工作中，唐功利研究员课题组采用体外重构所有酶催化反应的策略，全面解析了双环霉素的生物合成途径（angew. chem. int. ed. 2018, 57, 719.），发现八元氧杂桥环的构建由非血红素feii/α-酮戊二酸依赖的双加氧酶bcmb负责完成。在本项研究中，唐功利课题组与中国科学院深圳先进院合成生物学研究所周佳海研究员课题组、南京大学化学化工学院梁勇教授课题组和中国科学院分子植物卓越创新中心杨晟研究员课题组合作，通过体外酶催化分析、化学合成实验、蛋白晶体结构解析、定点突变、以及理论计算等研究，深入阐明了双环霉素八元氧杂桥环形成的具体机制（图1）。作者发现多功能氧化酶bcmb催化连续的脱氢、环氧化、以及分子内关环（环化）反应构建双环霉素的八元氧杂桥环。更重要的是，在这酶催化的分子内关环反应中，存在一种八元环和五元环成环竞争的现象，而酶的关键残基通过非共价保护的机制使得化学上易于发生的五元环化反应逆转为了较难发生的八元环化反应。该研究工作丰富了我们对天然酶精准控制成环选择性的认识，也为氧杂中环体系的选择性构建提供了新的启示。
中国科学院上海有机化学研究所唐功利研究员、中国科学院深圳先进院合成生物学研究所周佳海研究员和南京大学化学化工学院梁勇教授为该论文的共同通讯作者。中国科学院上海有机化学研究所贺俊斌博士、中国科学院分子植物卓越创新中心已毕业博士生吴联、南京大学化学化工学院魏婉清博士为该论文共同第一作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院前沿科学重点项目、中央高校基本科研业务费和江苏省自然科学基金等项目资助。
图1 双环霉素生物合成中酶催化八元氧杂桥环形成的机制
2023-07-19
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文章综合了合成生物学改造和结构调控两方面的内容，详细总结了功能性淀粉样蛋白纤维的理性设计策略，并对未来如何将人工智能融入其设计过程进行了展望。
近日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所钟超研究员与中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心刘聪研究员共同通讯在国际知名学术期刊chemical society reviews在线发表题为“rational design of functional amyloid fibrillar assemblies”的综述，并被选为封面文章于7月17日在线发表。文章综合了合成生物学改造和结构调控两方面的内容，详细总结了功能性淀粉样蛋白纤维的理性设计策略，并对未来如何将人工智能融入其设计过程进行了展望。深圳先进院副研究员王新宇和有机所副研究员张胜男为共同第一作者，深圳先进院博士后张继聪和硕士研究生王瑶敏也为本文的撰写提供了大力支持。
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淀粉样蛋白在1854年被德国科学家rudolf virchow在大脑切片中首次发现，在很长一段时间，其被认为与阿尔兹海默症、帕金森症等神经退行性疾病相关。直到近30年来，研究人员在细菌、真菌、植物、昆虫乃至哺乳动物当中发现了参与水下粘合、信号传导、病毒感染和记忆存储等过程的“功能性淀粉样蛋白”。
功能性淀粉样蛋白在自然界中广泛存在，可多级自组装成不同尺寸的材料，具备可编程的功能活性、超强的稳定性（可以抵抗酶解和高温）和优异的机械性能（韧如丝、强如钢），并且通过不同的技术方案可以实现其组装的精准调控。
合成生物技术的发展（例如转录、群体感应、震荡线路或逻辑门线路），为功能性淀粉样蛋白纤维的分泌和组装提供了时空分辨的调控手段。将物理/化学相互作用和合成生物工具相结合，开发出的新型功能淀粉样蛋白材料，已经被用于污水净化、牙釉质修复、组织工程、病毒去除、半人工光合、超声成像、生物治疗等各类实际应用领域（图1）。
自淀粉样蛋白发现以来，对其精细结构的探索从未停止。其基本结构是垂直于纤维轴的β折叠结构，并且拥有4.7 ？的径向衍射和10 ？的赤道衍射。直到2005年才确定了淀粉样蛋白纤维（sup35）第一个原子分辨率的结构，而后随着冷冻电镜和固态核磁的发展，越来越多淀粉样蛋白纤维的精细结构被清晰的鉴定了出来（图2）。对原子级别结构的理解也为淀粉样蛋白纤维的理性设计提出了原子级别的调控方案。
正是由于合成生物学和结构生物学的发展，功能性淀粉样蛋白纤维的设计出现了新的趋势。本综述从工程设计角度和结构解析两方面对功能性淀粉样蛋白的设计和应用进行了深入探讨。首先介绍了功能性淀粉样蛋白的基本结构构型，并展示了两种典型代表：来自人类的rirk3和来自细菌的csga。紧接着概述了设计功能性淀粉样蛋白的两种基本策略：(1)通过模块化设计或杂化策略引入新的功能；(2)利用基因线路动态调控活体淀粉样蛋白纤维的自组装。合成生物学策略在淀粉样蛋白设计中的应用促进了具有不同嵌入活性的功能性淀粉样蛋白纤维组装体的发展，可用于体外和体内的众多应用。然而，目前功能性原纤维的设计原则主要集中在初级蛋白序列上，而忽略了淀粉样原纤维在原子水平上的三维结构。因此，本文进一步探讨了结构解析技术的突破对淀粉样蛋白纤维的结构多态性的揭示，并阐明了不同因子对淀粉样蛋白组装和解组装的调控途径和机制。原子级别的结构知识将极大的助力淀粉样蛋白纤维的结构设计，多样化生物功能的开发和性质的调控。此外，ai技术的发展使得智能设计具备特定性质和功能的淀粉样蛋白组装体成为可能。
整合ai技术、结构调控和合成生物学，功能性淀粉样蛋白的智能设计将被广泛用于解决环境、生物医学和生物电子器件等领域的挑战（图3）。
本工作获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、深圳市重点实验室和深圳合成生物学创新研究院等项目的支持。
图1：功能性淀粉样蛋白在环境、能源及生物医学领域的应用
图2：不可逆淀粉样原纤维和可逆淀粉样原纤维的结构多态性
图3：功能性淀粉样蛋白纤维的理性设计策略与展望
2023-07-19
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珊瑚礁海岛的深水区一侧，极易发生海底滑坡，危及深海工程和海岛安全。在三沙市政府的东南部，水深400至1600米，发育一个大型海底滑坡——永兴海底滑坡（图1中的sli滑坡），面积151.8 平方公里，侧壁最大高度106 米、最大坡度58.4 度，造成14.3 立方公里地层缺少。中国科学院深海科学与工程研究所深海地球物理团队联合海南省海洋地质调查研究院，综合利用多波束、多道地震和沉积物测试数据，对该滑坡的地貌特征进行了详细刻画（图2），重点剖析了海底滑坡内部微地貌特征及其对海岛周缘深水沉积环境影响，建立了海底滑坡-海底峡谷联合演化模式（图3），揭示了与经典海底滑坡模式不同的“海底堰塞湖”形成与演化过程。海底滑坡形成的负地形容易捕获浅水重力流，在滑坡内部形成重力流的优势通道。
珊瑚礁海岛的深水区一侧，极易发生海底滑坡，危及深海工程和海岛安全。在三沙市政府的东南部，水深400至1600米，发育一个大型海底滑坡——永兴海底滑坡（图1中的sli滑坡），面积151.8 平方公里，侧壁最大高度106 米、最大坡度58.4 度，造成14.3 立方公里地层缺少。中国科学院深海科学与工程研究所深海地球物理团队联合海南省海洋地质调查研究院，综合利用多波束、多道地震和沉积物测试数据，对该滑坡的地貌特征进行了详细刻画（图2），重点剖析了海底滑坡内部微地貌特征及其对海岛周缘深水沉积环境影响，建立了海底滑坡-海底峡谷联合演化模式（图3），揭示了与经典海底滑坡模式不同的“海底堰塞湖”形成与演化过程。海底滑坡形成的负地形容易捕获浅水重力流，在滑坡内部形成重力流的优势通道。该研究论文“submarine landslides on a carbonate platform slope changing transport pathways of deepwater gravity flows: insights from the xisha islands, south china sea”发表于国际地貌学期刊《geomorphology》，王大伟研究员和陈万利助理研究员为共同通讯作者。
图1 海底滑坡的整体地貌特征
图2 海底滑坡内部微地貌特征 图3 海底滑坡-峡谷演化模式
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s0169555x23002337
2023-07-19
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近日，国际著名地学杂志《geology》在线发表深海所彭晓彤研究团队撰写的论文“challenger deep basalts reveal indian-type early cretaceous oceanic crust subducting in the southernmost mariana trench”，徐文景博士为文章第一作者。该文利用全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟挑战者深渊采集的玄武岩开展了系统的岩石学、矿物学、年代学和地球化学研究，证实挑战者深渊俯冲板片为早白垩世太平洋板块（～125ma），发现这些玄武岩具有印度洋型地幔域同位素特征，深化了对马里亚纳海沟形成和俯冲过程的认识。
近日，国际著名地学杂志《geology》在线发表深海所彭晓彤研究团队撰写的论文“challenger deep basalts reveal indian-type early cretaceous oceanic crust subducting in the southernmost mariana trench”，徐文景博士为文章第一作者。该文利用全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟挑战者深渊采集的玄武岩开展了系统的岩石学、矿物学、年代学和地球化学研究，证实挑战者深渊俯冲板片为早白垩世太平洋板块（～125ma），发现这些玄武岩具有印度洋型地幔域同位素特征，深化了对马里亚纳海沟形成和俯冲过程的认识。
此项研究有以下3个方面的重要认识：（1）早白垩世太平洋morb发育印度洋型地幔域同位素特征。研究样品具有与其他西北太平洋morb相似的微量元素和hf同位素组成，但略微富集不相容元素，具有略微富集的sr–nd–pb同位素组成，表现出印度洋型地幔域同位素特征——这些特征可能是地幔柱–洋中脊相互作用的产物。（2）马里亚纳海沟俯冲大洋板片在弧岩浆成分多样性形成过程中起着关键作用。本研究明确了具有印度洋型地幔域同位素特征的早白垩世太平洋morb是马里亚纳弧岩浆pb元素组成的重要端元之一。（3）马里亚纳海沟最南部俯冲起始时间可能在～55ma。来自挑战者深渊北部的一件弧前玄武岩（fab）样品给出40ar/39ar年龄为55.0 ±3.0 ma——与ibm初始俯冲时间在误差范围内一致，考虑到以往研究样品采集深度均浅于7000m深度，马里亚纳海沟最南端俯冲起始时间可能提前到～55ma前。
图1. 样品采样位置及代表性海底岩石照片
图2. 样品年龄及ree配分模式。西北太平洋洋中脊玄武岩（pacific morb）、马里亚纳弧前玄武岩（mariana fab）、翁通爪哇高原玄武岩（ojn basalt）和卡罗琳板块玄武岩（dsdp site 57 basalt）等引用数据来自于georoc数据库，同图3。
图3. 全岩sr–nd–pb–hf同位素特征
文章信息：
xu, w.j., peng, x.t., stern, r.j., xu, x.s., xu, h.c., 2023. challenger deep basalts reveal indian-type early cretaceous oceanic crust subducting in the southernmost mariana trench. geology, https://doi.org/10.1130/g51258.1.
2023-07-13