kk体育有 线月总结有代表性论文共计30篇，亮点进展10篇，内容偏向合成生物化学、合成微生物组、合成生物学元件与工具设计等3大领域，研究热点为活细胞中复杂天然产物的从头合成、人工智能助力基因编辑及代谢工程调控、微生物群落组成影响宏观性质体现等。

　　本文为合成生物学月度科研进展汇总，依据合成生物学契合度、发表期刊影响力、学术创新性、科学传播广度等进行归纳总结。本文仅代表编者观点，排序未有任何实质意义。

　　“工程化的细菌群体模式作为环境输入的空间记录”的文章，工程化改造了一种名为奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)的细菌，其可以天然地形成厘米级的靶心群模式，进而将外部输入“写入”可见的空间记录。具体而言，设计可以修改模式特征的群集相关基因的可调表达，同时开发定量的解码方法。基于此开发了一个双输入系统，该系统可以同时调节两个群集相关基因；结果表明，生长的菌落可以记录动态的环境变化

　　德国莱比锡马普进化人类学研究所Matthias Meyer团队与合作者在《

　　Nature》发表题为“从旧石器时代的吊坠中发现的古人类DNA”的文章，报道了一种逐步提取古代骨骼和牙齿文物中DNA的非破坏性方法的开发。使用该方法对俄罗斯Denisova洞穴的一个上旧石器时代鹿齿项链进行测试，成功恢复出古代人类和鹿类线粒体基因组，并估计该项链的年龄约为19,000–25,000年。核DNA分析确定了制造或佩戴该项链的人是一位女性，与当时居住在西伯利亚更东部的古代北欧亚个体群体遗传密切相关。这项工作重新定义了如何将文化和遗传记录与史前考古学联系起来的基本模式。

　　德国耶拿大学有机化学和高分子化学研究所PierreStallforth团队与合作者在《

　　Science》发表题为“来自旧石器时代中晚期重建细菌基因组的天然产物”的文章，研究了12个尼安德特人和52个解剖学上现代人的牙结石，时间跨度从10万年前到现在，并重建了459个细菌宏基因组组装基因组。发现了一个中上更新世七个个体共享的生物合成基因簇，可以异源合成一类以前未知的代谢产物，称之为“古老呋喃”。这种古生物技术方法证明保存的古代生物遗传物质可以产生有效的生物合成机器，从而获取来自更新世的天然产物，并为天然产物探索提供了一个大有可为的领域。

　　美国宾夕法尼亚州立大学化学系Joseph A. Cotruvo Jr团队与合作者在《

　　Nature》发表题为“金属敏感的lanmodulin蛋白二聚体增强稀土分离”的文章，鉴定出一种新的LanM，来自Hansschlegelia quercus（Hans-LanM），其寡聚态对于稀土离子半径敏感，镧（III）诱导的二聚化比镝（III）诱导的二聚化紧密100倍以上。X射线晶体结构展示了镧（III）和镝（III）之间皮米级的半径差异如何通过一个羧酸位移重新排列第二层氢键网络来传播到Hans-LanM的四聚体结构中。通过结构指导的突变，调节Hans-LanM二聚体界面上的一种关键残基，在溶液中调节二聚化，并使一级柱分离的钕（III）/镝（III）混合物纯度提高至98%

　　“宏观多细胞体的从头进化”的文章，利用酿酒酵母模型体系进行多细胞长期进化实验，选择较大的细胞群体作为持续进化的父代。考虑到氧限制的历史重要性，实验包括三种代谢处理方式——厌氧、好氧和兼性厌氧。经过600轮筛选后，厌氧处理组中的酿酒酵母演化成宏观结构体

　　低氧的酿酒酵母仍然很小，演化只增大约6倍，突出了氧水平在多细胞体大小进化中的关键作用kk体育。总之，这项研究提供了对个体持续进化转变的独特洞察，展示了简单细胞组群如何通过逐渐而又持续的多细胞进化克服基本生物物理限制。

　　美国劳伦斯伯克利国家实验室生物系统与工程专家、深圳先进技术研究院合成生物学研究所合成生物化学中心主任

　　《Nature》发表题为“将卡宾转移化学完全整合到生物合成中”的文章，报道了一种通过细胞代谢途径合成α-重氮酯卡宾前体的方法，并采用微生物平台将非天然的卡宾转移反应引入到生物合成中。Streptomyces albus表达特定的基因簇可以产生α-重氮酯卡宾前体制剂重氮丝氨酸。利用细胞内合成的重氮丝氨酸作为卡宾供体，与细胞内产生的另一种产物苯乙烯进行环丙烷化反应

　　改造的P450突变体催化，具有良好的对映选择性和适度的收率。这项研究建立了一个可扩展的微生物平台，可以通过细胞代谢途径进行细胞内非生物卡宾转移反应，从而对不同类型的天然和非天然产物进行功能化，扩展了细胞代谢生产有机产物的范围。07

　　Science》发表题为“动物体内植物甾醇的从头合成”的文章，证明了植物中常见的甾醇之一——豆甾醇是无肠道海洋环节动物中最丰富的甾醇。通过多组学、代谢物成像、异源基因表达和酶活性分析kk体育，发现这些动物使用非经典的C-24甾醇甲基转移酶（C24-SMT）从头合成豆甾醇。在植物中，该酶对于豆甾醇的合成至关重要，但在大多数两侧对称动物中并不为人所知。系统发育分析显示，C24-SMT存在于至少五个动物门的代表物种中，表明植物中常见的甾醇合成在动物中的分布比目前所知更为广泛。

　　加拿大麦克马斯特大学生物化学与生医科学系JonathanM. Stokes团队与合作者在《

　　NatureChemical Biology》发表题为“深度学习引导的鲍曼不动杆菌靶向抗生素的发现”的文章，筛选了约7,500个在体外实验可以抑制鲍曼不动杆菌生长的分子，利用该生长抑制数据集训练了一个神经网络，并用计算机对具有抗鲍曼不动杆菌活性结构的新分子进行了预测。通过这种方法，发现了一种具有窄谱抗鲍曼不动杆菌活性的抗菌化合物

　　abaucin。进一步的研究表明，abaucin通过一种涉及LolE 的机制干扰脂蛋白运输。此外，在小鼠创伤模型中，abaucin可以抑制鲍曼不动杆菌的感染。这项工作突出了机器学习在抗生素发现中的效用。

　　“自发形成的共存酵母群落提高生物生产”的文章，采用高通量表型筛选来系统地测试了营养缺陷型酿酒酵母缺失突变体的成对组合。研究表征了九种共培养体系的稳定性和生长动力学，并证实了一对色氨酸营养缺陷型通过交换途径中间体而不是最终产物来生长。此外，研究引入了一种丙二酸半醛生物合成途径，该途径在不同的营养缺陷型之间发生分裂和互补，从而增加了产量。这一研究结果首次报道了酿酒酵母营养缺陷型生物自发形成稳定的同生体

　　美国传染病和微生物组计划DamianR. Plichta团队和合作者在《

　　NatureMicrobiology》发表了题为“百岁老人拥有多样化的肠道病毒组，具有调节新陈代谢和促进健康寿命的潜力”的文章，使用先前发表的来自日本和撒丁岛的195个个体的宏基因组，展示了百岁老人肠道病毒的角色塑造。与年轻成年人和老年人的肠道病毒组相比，百岁老人具有更多样化的病毒组。同时研究了影响细菌生理学的噬菌体编码的辅助功能，揭示了硫酸盐代谢途径中支持关键步骤的基因的富集。百岁老人的噬菌体和细菌成员表现出更大的将蛋氨酸转化为同型半胱氨酸，将硫酸转化为硫化物，将牛磺酸转化为硫化物的潜力。百岁老人体内微生物硫化氢的代谢量增加，反过来支持粘膜的完整性和对病原体的抵抗力

　　中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所细胞与基因线路设计中心魏平团队和合作者在《Cell Systems》

　　作为时间生物学控制机制的耦合振荡器协同性”的文章，在酵母中构建了一个合成振荡系统

　　两个外部振荡信号作用。通过将模型验证和预测与实验观测紧密结合，发现两个外部信号的作用扩大了夹带稳定期，减少了振荡起伏。此外，通过调整外部信号的相位差kk体育，可以控制振幅，这是通过未受干扰的振荡网络的信号延迟实现的。由此该研究揭示了下游基因转录的振幅直接依赖性。综上所述，该研究通过合成生物学方法构建了一种三元耦合振荡系统，并结合数学模型，首次深入地探讨了生命系统中多重耦合振荡系统中的调控机理。

　　合成生物学每月科研进展专栏以总结合成生物学最新科研进展为首要任务，涉猎包括但不限于Naturekk体育、Science、Cell 、Nature子刊、Science子刊、Nucleic Acids Researchkk体育、PNAS等20多种核心期刊，内容跨定量合成生物学、合成基因组学、合成生物化学、合成微生物组学、合成免疫学、基因组工程、材料合成生物学、细胞与基因治疗、合成生物自动化设备、基因线路、蛋白质工程、代谢工程、合成生物学元件与工具设计等领域，旨在以最快捷的方式、最便利的平台让读者获取到自己感兴趣的合成生物学最新研究成果。