研究人员重定义分子生物学中心法则

分子生物学的基本原理决定了蛋白质在细胞内的合成方式，包括转录和翻译过程。在转录过程中，存储在 DNA 中的信息被复制到信使 RNA（mRNA）中，mRNA 上的指令在翻译过程中通过核糖体将氨基酸组装成蛋白质。加州大学圣地亚哥分校的研究人员首次证明，模式微生物大肠杆菌的基因表达变化几乎完全发生在细胞生长的转录阶段。研究人员提供了一个简单的定量公式，将调控过程与 mRNA、蛋白质水平联系起来。该研究近日发表于《科学》。

研究人员破译细胞如何调节转录和翻译过程，有助于深入了解细胞如何通过环境信息处理实现行为调控，也有助于实现合成生物学的关键步骤——精确操纵蛋白质表达水平，即通过重新设计和重编程基因及其互作解决医学、制造业和农业面临的问题。

从DNA到mRNA再到蛋白质的线性分子生物学中心法则表现在单个基因水平上很简单：解旋一个基因，制造mRNA，从mRNA中翻译蛋白质。生物学家通常以这种线性方式考虑基因调控，设计仅改变单个基因或少数几个特定的靶基因的实验，对整个细胞系统不会产生显著影响。但实际上在系统层面将所有基因放在一起时，细胞必须考虑到某些全局性制约，中心法则的线性思考方式并不成立。例如，细胞中的总蛋白质浓度大致恒定。当环境发生变化并且细胞通过调节某些基因的表达来适应时，这些整体性限制不仅会迫使这些基因的表达发生额外的变化，还会迫使其他不受直接调节的基因发生变化。

此前系统生物学家在编写模拟基因表达的方程式时没有考虑这些全局约束，该研究团队从相反的角度即约束条件入手看待这个问题，用绝对测量值进行定量描述，而不是常用的相对测量值。调控基因表达是一个复杂的过程。一个好的设计规则是必不可少的，这样同一个遗传电路才能在多种条件下工作。目前，科学家经常会遇到在一种环境条件下花费大量精力开发的电路在另一种环境条件下以失败告终。该研究结果或有助于设计细菌中的合成回路以及预测它们在各种生长条件下的行为。（丁陈君）

相关论文信息：https://www.sciencedaily.com/releases/2022/12/221222123133.htm

欧洲宣布2023年优先资助生物基项目

2022 年 12 月 19 日，欧洲循环生物基产业联盟（CBE JU）发布 2023 年度工作计划，包括下一次项目提案征集的相关信息，将投入2.155亿欧元用于18个项目主题，以推动欧洲具有竞争力的循环生物基产业发展。

具体项目信息包括，创新行动-旗舰项目、创新行动、研究和创新行动、协调和支撑行动等。其中，创新行动-旗舰项目包括优化和整合以木质为基础的价值链（1700万欧元）；扩建和/或改造生物炼制厂，以获得更高价值的生物基化学品和中间体（1700万欧元）；研发具有阻隔性、食品接触性、成型性、可印刷性、安全性、可回收性/设计中的循环性等改进性能的生物基包装材料（1700万欧元）；水生生物质废料和残留物的价值化（1000万欧元）。

创新行动项目包括农村地区的小规模生物炼制（1500万欧元）；生产安全、可持续、高效的生物基肥料，改善土壤健康和质量（1500 万欧元）；改进发酵过程（包括下游净化），使之成为最终的生物基产品（1500 万欧元）；回收生物基塑料，增加分类和回收成分（1500 万欧元）；开发可扩展的、安全的生物基表面活性剂，提高其可持续性（1500 万欧元）；通过选择性的、可持续的生产途径，研发化石基化学构件的生物基替代品（1500 万欧元）；高性能、循环设计、生物基复合材料（1500 万欧元）。

研究和创新行动包括植物管理，用工业作物固化土壤，利用受污染土地和盐碱地进行工业作物生产（1000 万欧元）；优化基于森林的高价值应用价值链，改善森林管理（1000万欧元）；健全和优化工业生物技术和化学/工业生物技术工艺（1000万欧元）；开发新型、高性能的生物基聚合物和共聚物（1000万欧元）；为制定生物基产品在受控和开放环境中的生物降解性标准而进行的研究（500 万欧元）。

协调和支撑行动项目包括创建欧盟范围内的试验工厂和测试设施网络，改善中小企业和初创企业扩大规模的机会（150 万欧元）；支持各地区在生物基部门的环境可持续性评估方面的能力建设（300 万欧元）。（郑颖）