《自然-遗传学》

全基因组序列分析有助深入了解脑瘫基因组结构

加拿大病童医院Stephen W. Scherer研究组发现，全面的全基因组序列分析有助于深入了解脑瘫（CP）的基因组结构。这一研究成果近日在线发表于《自然-遗传学》。

研究人员对327名CP儿童及其亲生父母进行了全基因组测序（WGS）。研究人员将327名儿童中的37名（11.3%）归类为致病/可能致病（P/LP）变异，将327名儿童中的58名（17.7%）归类为意义不确定的变异。多类P/LP变异包括单核苷酸变异（SNV）/indels（6.7%）、拷贝数变异（3.4%）和线粒体突变（1.5%）。COL4A1基因的P/LP SNV最多。

研究人员还分析了两个儿科对照队列（n=203个三人家庭和n=89个兄弟姐妹家庭），为新发突变率和遗传负荷分析提供了基线，后者显示了新发有害变异与神经系统相关基因之间的关联。富集分析发现了以前未曾描述过的疑似CP候选基因（SMOC1、KDM5B、BCL11A和CYP51A1）。多因素CP风险概况和P/LP变异的大量存在，共同支持了WGS在所有CP和相关表型的诊断工作中的应用。

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https://doi.org/10.1038/s41588-024-01686-x

《自然-化学》

在合成复杂氨基酸的过程中构建连续立体中心

英国利物浦大学 John F. Bower团队报道了定向烯醇化策略能够在合成复杂氨基酸的过程中，无副产物地构建连续的立体中心。相关研究成果发表在4月2日出版的《自然-化学》。

同手性α-氨基酸作为手性催化剂合成的关键亚基或合成生物学的构建块，在药物设计中被广泛使用。研究人员已经开发了许多合成方法，通过控制α-立体中心的安装来获得罕见或非天然的变体。相比之下，尽管它们很重要，但具有β-立体中心的α-氨基酸更难合成。

研究人员展示了一种铱催化的方案，能够使简单的烯烃和甘氨酸衍生物直接转化，以产生具有异常水平的区域和立体控制的β-取代的α-氨基酸。该方法利用甘氨酸衍生的N-H单元的天然导向能力，促进Ir催化的相邻羰基的烯醇化。所得的立体定义的烯醇化物与苯乙烯或α-烯烃交联，形成两个连续的立体中心。

该过程具有极高水平的区域和立体控制，并具有完全的原子经济性。从更广泛的角度来看，该反应设计为羰基化合物的直接立体控制α-烷基化，提供了一种独特的定向基团控制策略，并为合成具有挑战性的连续立体中心提供了一个强大的方法。

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https://doi.org/10.1038/s41557-024-01473-5

蛋白质液-液相分离的分子语言拓展

美国得克萨斯农工大学Mittal Jeetain团队拓展了蛋白质液-液相分离的分子语言。相关研究成果近日发表于《自然-化学》。

了解多肽序列与其相分离之间的关系对分析细胞功能、治疗疾病和设计新型生物材料具有重要意义。一些序列特征已被确定为蛋白质液相分离（LLPS）的驱动因素，被示意为LLPS的“分子语法”。

研究人员针对文献中以前忽略的序列特征,进一步探讨了序列如何调节相分离和所得缩合物的材料性质。研究人员制备出重复多肽的序列变体，该序列变体没有带电荷的残基、高净电荷，没有甘氨酸残基或没有芳香或精氨酸残基。12个变体中除一个外，其余都表现出LLPS，尽管在组成上存在显著差异，但程度不同。

此外，研究发现所有形成的冷凝物都表现得像黏性流体，尽管它们的黏度差异很大。研究结果支持了协同工作以驱动冷凝物的相分离和动力学，以及不同残基对之间的多重相互作用模型。

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https://doi.org/10.1038/s41557-024-01489-x

《自然》

甘蔗多倍体基因组结构获解析

法国蒙彼利埃大学A. D’Hont等研究人员合作揭示了甘蔗复杂的多倍体基因组结构。近日，《自然》杂志在线发表了这项成果。

研究人员表示，甘蔗是世界上收获吨位最多的作物，影响着全球历史、贸易和地缘政治，目前占全球糖产量的80%。虽然传统的甘蔗育种方法有效培育出了适应新环境和病原体的甘蔗品种，但最近甘蔗的产量已趋于平稳。甘蔗不再增产的原因可能是育种群体的遗传多样性有限、育种周期长以及甘蔗基因组的复杂性。因此，现代甘蔗杂交种是最后一种没有参考质量基因组的主要作物。R570是驯化甘蔗和野生甘蔗种间杂交产生的典型现代栽培品种。

研究人员为R570生成了多倍体参考基因组，从而在推进甘蔗生物技术方面迈出了重要一步。与R570现有的单一单倍型（“单倍体”）代表不同，该87亿碱基组成包含了这个多倍体基因组中约12个染色体拷贝的独特DNA序列的完整代表。利用这一高度连续的基因组组装，研究人员填补了R570物理遗传图谱中以前没有的空白，并描述了单拷贝Bru1褐锈病抗性基因座上可能存在的因果基因。该多倍体基因组组装对基因组结构和生物技术分子靶标进行了精细描述，将有助于加快甘蔗的分子和转基因育种以及对未来环境条件的适应。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07231-4