结构域是蛋白质的结构和功能亚基，蛋白质结构域的人工重组已被证明是一种设计具有自然界中不存在的特性的新型蛋白质的有效方法。例如，某些细菌通过结构插入快速获得抗生素抗性，而真核生物则利用这一机制发展出复杂的信号传导网络。受此启发，研究人员们尝试在实验室中模拟这一过程，将外源域（如光感应域或药物结合域）插入目标蛋白质，从而创造出智能生物分子。例如，将光敏域插入 CRISPR-Cas9 核酸酶，可以实现光
细菌用于癌症治疗的尝试始于 19 世纪末，美国外科医生 William Coley 曾将链球菌注入癌症患者体内，但该方法始终未能广泛应用于临床。进入 21 世纪，工程菌成为合成生物学抗肿瘤策略的核心，然而它们通常依赖完整的免疫系统才能发挥作用，限制了在免疫功能受损患者中的应用。近期，由第一三共、北陆先端科学技术大学院大学、筑波大学合作在 Nature Biomedical Engineering
在自然界中，核糖体被誉为“蛋白质工厂”，能够高效、精准地将 20 种标准氨基酸组装成长链线性多肽。然而，这种“线性组装”所形成的蛋白质结构在热稳定性、酶解抵抗性以及与靶点的结合效率等方面仍存在天然局限。相比之下，具有主链闭环结构的肽类分子（如青霉素、Patellamide C 等抗菌肽）则展现出更优的构象稳定性、生物活性和药用潜力，但这类结构在自然界中通常依赖酶促修饰才能形成，缺乏可控性，也难以实
在微生物代谢工程领域，酵母因其强大的合成能力和工业化潜力，被广泛用于生产高附加值化学品。然而，传统真核细胞的代谢具有高度区室化特点，即关键辅因子如 NADH 和乙酰辅酶 A（acetyl-CoA）主要在线粒体中生成，而胞质中的辅因子供给往往不足，限制了酵母对于某些还原性代谢产物的高效合成。例如，琥珀酸合成依赖的还原性三羧酸循环需要大量胞质 NADH，但受限于线粒体–胞质之间的传递效率，这一通路难以
自然界普遍使用 64 个密码子编码 20 种氨基酸及终止信号，尽管这些密码子存在明显的冗余结构，例如丝氨酸可以由六种不同的密码子编码，多个终止信号也具备相同功能。科学界长期以来对于这套系统是否为生命所必需或仅是进化偶然产物存在争议。如果能够系统性地压缩这套密码子集合，并在维持生命活动的前提下替换其中部分密码子，将为合成生物学和遗传系统的工程化改造提供重要依据，同时也有望构建具有新功能和更强生物安全
近年来，尽管许多癌症患者在治疗后进入临床缓解期，但研究表明，在他们体内常常残留着一些微量的“休眠癌细胞”（dormant disseminated cancer cells, DCCs），这些休眠的癌细胞分离自原发肿瘤，潜伏在乳腺癌、前列腺癌和皮肤癌缓解期患者的骨髓等组织中，虽一度处于不分裂状态，却可能在未来某个时刻被触发重新繁殖，导致原发肿瘤再次转移。比如在乳腺癌缓解后约 25% 的幸存者中，都
近年来，水体重金属污染问题日益严峻，传统检测方法如离子色谱或原子吸收光谱虽然精确，但需采样、运输和实验室操作，导致过程复杂、成本高且响应滞后。在这种背景下，利用工程微生物将检测信号转化为电信号的“整细胞生物电子传感器”成为研究热点，特别适用于现场实时监测。然而，目前大多数传感器仅能识别单一污染物，限制了实际应用的信息承载能力和多物质检测能力。近日，针对这一局限，莱斯大学 Caroline Ajo-
基因编辑技术有望解决农业、生物技术和人类健康领域的根本性挑战。源自微生物的 CRISPR 基因编辑器种类繁多、功能强大，但在临床应用时，仍存在脱靶效应，并可能引发免疫系统不良反应，限制了其更广泛的治疗应用。2024 年 4 月，总部位于加州伯克利的 AI 蛋白质设计公司 Profluent Bio 发布了首个利用 AI 设计的基因编辑器 OpenCRISPR-1，并成功编辑了人类基因组。
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