《自然-物理学》

科学家揭示多轨道莫特绝缘体的时间隐藏磁序

美国加州理工学院David Hsieh团队揭示了多轨道莫特绝缘体中的时间隐藏磁序。相关研究成果近日发表于《自然-物理学》。

该团队利用时间分辨的光学二次谐波产生和双折射测量技术，在光掺杂的Ca2RuO4中揭示了一种具有破缺滑移面对称性的亚稳态。研究人员发现，这种亚稳态出现在层内反铁磁序消失和光生载流子复合之后的很长时间。其性质与平衡相图中所有已知状态均不同，且与层内铁磁序相一致。

此外，模型哈密顿量计算表明，可以通过光掺杂访问这种状态的非热轨迹。该研究结果将非平衡电子物质的探索空间扩展到在中间时间尺度上出现的亚稳态。

光激发的量子材料可以被驱动进入热力学上无法企及的亚稳态，这些亚稳态展现出结构、电荷、自旋、拓扑和超导等序态。亚稳态通常在由内在电子和声子能量尺度决定的时间尺度上出现，范围从飞秒到皮秒，且能持续存在数周。因此，研究主要集中在超快或准静态极限情况下，而中间时间窗口则较少被探索。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41567-024-02752-1

《自然-方法学》

一种温度诱导的蛋白质模块可用于控制哺乳动物细胞命运

美国宾夕法尼亚大学Lukasz J. Bugaj小组发现，一种温度诱导的蛋白质模块可用于控制哺乳动物细胞命运。相关研究成果近日在线发表于《自然-方法学》。

研究人员介绍了一种可以通过小幅度温度变化可逆切换的蛋白质，这种刺激既具有穿透性又是动态的。该蛋白质名为Melt（温度诱导的膜定位），在温度降低时聚合并转位到质膜上。研究人员生成了一个Melt变体库，其切换温度范围从30℃到40℃，包括两个在37℃及以上操作的变体。

Melt是一个高度模块化的细胞功能执行器，允许对多种过程进行热控，包括信号传导、蛋白水解、核转运、细胞骨架重组和细胞死亡。最后，Melt在小鼠人类癌症模型中允许对细胞死亡进行热控。

Melt代表了一种多功能的热遗传模块，可用于简便、无创且时空定义明确的哺乳动物细胞控制，具有巨大的生物技术和生物医学应用潜力。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41592-024-02572-4

《自然-化学》

基于溶剂介导的变构网络的高信号活性膜受体计算设计

瑞士联邦理工学院研究团队报道了基于溶剂介导的变构网络的高信号活性膜受体的计算设计。相关研究成果近日发表于《自然-化学》。

蛋白质催化和变构需要残基和配体、溶剂和蛋白质效应分子的原子级编排和运动。然而，通过精确的蛋白质-溶剂协同作用设计蛋白质活性的能力尚未得到证实。

研究人员报告了14种膜受体的设计，这些受体通过蛋白质内、蛋白质-配体和溶剂分子相互作用的合作网络介导的各种工程变构途径催化G蛋白核苷酸交换。与预测一致，设计的蛋白质活性与柔性跨膜螺旋界面处网络的可塑性水平密切相关。

与相关的天然受体相比，几种设计显示出显著增强的热稳定性和活性。最稳定和最活跃的变体以不可预见的信号活性构象结晶，与设计模型一致。最佳设计的变构网络拓扑结构与天然受体的相似性有限，并揭示了比以前从天然蛋白质推断的更大的变构相互作用空间。

该方法被证明可用于工程化具有新型复合蛋白结合、催化和信号传导活性的蛋白质。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41557-024-01719-2

《细胞》

科学家发现结构引导下抑制宿主免疫的病毒蛋白

以色列魏茨曼科学研究所Rotem Sorek课题组实现了结构引导下抑制宿主免疫的病毒蛋白发现。相关研究成果近日发表于《细胞》。

研究人员开发了一种系统筛选病毒编码蛋白的方法，以寻找能够与宿主免疫蛋白物理结合的抑制剂。研究人员重点研究了Thoeris和CBASS，它们是细菌防御系统，是真核生物Toll/白介素-1受体（TIR）和环磷酸鸟苷-腺苷酸合酶（cGAS）免疫的祖先。研究人员发现了7个家族的Thoeris和CBASS抑制剂，涵盖了在噬菌体中广泛分布的数千个基因。已验证的抑制剂与相应免疫蛋白对等体有广泛的物理相互作用，所有抑制剂都能阻断免疫蛋白的活性位点。

值得注意的是，某些噬菌体编码的细菌TIR蛋白抑制剂能够与远缘的人类植物免疫TIR蛋白结合并抑制它们，而某些噬菌体衍生的细菌cGAS类酶抑制剂能够抑制人类cGAS。这些结果表明，噬菌体是一个储存免疫调节蛋白的宝库，这些蛋白能够抑制细菌、动物和植物的免疫反应。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.12.035