《自然—遗传学》

深度学习使人类胸腔主动脉遗传分析成为可能

美国Broad研究所Patrick T. Ellinor小组通过深度学习实现人类胸腔主动脉的遗传分析。11月26日，《自然—遗传学》杂志在线发表了这项成果。

研究人员训练了一个深度学习模型来评估来自英国生物库的460万张心脏磁共振图像中升主动脉和降主动脉的尺寸。然后，研究人员对39688名个体进行了全基因组关联研究，确定了82个与升主动脉直径相关的位点和47个与降主动脉直径相关的位点，其中有14个位点重叠。

全转录组分析、罕见变异负担测试和人类主动脉单核RNA测序对包括SVIL在内的基因进行了优先排序，后者与降主动脉直径密切相关。在385621名英国生物库参与者中，升主动脉直径的多基因评分与胸主动脉瘤相关（风险率=1.43/s.d.，置信区间1.32~1.54，P=3.3×10-20）。这些结果说明了用深度学习快速定义定量性状的潜力，这种方法可以广泛地应用于生物医学图像。

据悉，主动脉的扩大或动脉瘤容易导致夹层，这是导致猝死的一个重要原因。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41588-021-00962-4

《自然—生物技术》

光声和超分辨成像遗传编码光切换分子传感器问世

德国亥姆霍兹慕尼黑中心Andre C. Stiel团队开发出用于光声和超分辨成像的遗传编码光切换分子传感器。11月29日，《自然—生物技术》杂志在线发表了这项成果。

研究人员构建了一个基于GCaMP5G的光切换Ca2+传感器原型，可以用405/488nm的光进行切换，并在结构层面上描述了其分子机制，包括荧光蛋白的核心桶状结构与Ca2+受体分子的相互作用的重要性。研究人员展示了培养细胞中Ca2+浓度的超分辨率成像，以及在控制Ca2+条件下小鼠体内植入肿瘤细胞的光声Ca2+成像。最后，研究人员通过构建基于外周结合蛋白和G—蛋白偶联受体的光切换麦芽糖和多巴胺传感器的例子，展示了这一概念的普遍性。

据介绍，可逆光切换的蛋白质对于许多超分辨率荧光显微镜和光声成像方法是必不可少的。然而，它们还没有被用作测量特定分析物在纳米尺度或活体动物组织中分布的传感器。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41587-021-01100-5

《德国应用化学》

用于二氧化硫和二氧化氮协同结合的轮基金属有机框架

英国曼彻斯特大学Sihai Yang团队开发了用于二氧化硫和二氧化氮协同结合的{Ni12}-轮基金属有机框架。相关研究成果发表在11月29日出版的《德国应用化学》。

SO2和NO2造成的空气污染对环境和人类健康造成了重大危害。了解捕获材料中活性位点的机制对于开发新的清理技术至关重要。

该文中，研究人员报道了SO2和NO2在金属有机骨架（NKU-100）中开放Ni（II）位点上可逆配位结合的晶体学观察，该骨架结合了前所未有的{Ni 12}-轮，在去溶剂化过程中显示了六个开放Ni（II）位点。固定气体分子通过氢键、π··π相互作用和偶极相互作用组成的主—客体相互作用进一步稳定。在298K和1.0bar下，NKU-100对SO2和NO2的吸附量分别为6.21和5.80mmol g-1。动态突破实验证实了在干燥条件下，在低浓度下选择性保留SO2和NO2。

研究工作将为未来设计捕获SO2和NO的高效吸附剂提供启发。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1002/anie.202115585

科学家实现卟啉复合物多嵌段共低聚物表面合成

日本国家材料科学研究所Shigeki Kawai等研究人员实现卟啉复合物多嵌段共低聚物的表面合成。11月26日，《德国应用化学》在线发表了这一成果。

研究人员提出了一个从三氟甲基（CF 3）取代的卟啉金属复合物的多嵌段共低聚物的表面合成。结合键分辨扫描探针显微镜和密度泛函理论（DFT）计算，研究人员证明了金（111）上的低聚物。即使在单个单元的第一次低聚后，低聚体的末端仍保持CF 3基团，它可以作为反应物按顺序进一步耦合。因此，卟啉低聚物的铜、钴和钯复合物按照设计的顺序相互连接。

据介绍，表面化学反应已经成为一种非常强大的技术，通过自下而上的方式将小分子连接起来合成纳米结构。鉴于大多数反应物在一定温度下同时被激活，以可控的方式进行顺序反应仍然具有挑战性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1002/anie.202114697