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(资料图片仅供参考)
化学所纳流体仿神经功能研究获进展
来源：化学研究所
大脑的功能与化学信号密切相关。然而，目前的仿突触器件只能实现对电信号的识别，较难直接感知化学信号。制备具有化学信号响应功能的人工突触成为神经智能传感与模拟等领域的科学难题之一。
中国科学院化学研究所活体分析化学院重点实验室于萍和毛兰群团队发展出一种聚电解质限域的流体忆阻器，利用单个器件首次实现了神经化学信号与电信号转导的模拟。该研究为发展类化学突触功能器件、神经智能传感、神经形态计算以及神经假肢等提供了新思路。
该团队在长期从事脑神经电分析化学和限域离子传输研究的基础上，提出了基于限域流体器件发展仿神经突触功能的构思。研究构建了聚电解质限域流体体系，发现此体系具有忆阻器的特征，进而利用溶液中对离子在聚电解质刷限域空间内的传输，实现了器件的记忆效应，模拟了多种神经电脉冲行为。相比于传统固体器件，该团队发展的流体器件具有可与生物体系相比拟的工作电压和功耗。更重要的是，基于流体体系的特征，此器件可以在生理溶液中模拟神经递质对记忆功能的调控，模拟了突触可塑性的化学调控行为。进一步，研究利用聚电解质对不同对离子的识别能力，实现了神经化学信号与电信号之间转导的模拟，在化学突触的模拟研究中迈出了关键一步。
相关研究成果发表在《科学》（Science）上。该成果由化学所、中国科学院大学、湘潭大学和北京师范大学合作完成。研究工作得到国家自然科学基金、科技部和中科院的支持。
研究揭示细菌固有转录终止的结构基础
来源：分子植物科学卓越创新中心
1月12日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心合成生物学重点实验室张余研究团队、美国威斯康辛大学麦迪逊分校Robert Landick团队与浙江大学冯钰团队合作，在《自然》（Nature）上，发表题为Structural basis for intrinsic transcription termination的研究论文。该研究捕获了细菌固有转录终止的中间状态冷冻电镜结构，揭示了细菌RNA聚合酶识别转录终止序列、停止转录、解离RNA的分子机制。 该研究提出了固有转录终止的四个反应步骤，即“DNA-rewinding triggered RNA release”RNA解离机制——转录暂停（TTC-pause）：转录终止子的U tract序列诱导催化中心的RNA-DNA杂合双链呈半移位状态（RNA已移位，但DNA未移位），阻止NTP的添加并诱导转录暂停；发夹入侵（TTC-hairpin）：RNA发夹折叠进入RNA聚合酶内部，占据RNA通道，诱导RNA聚合酶结构域构象变化，并削弱RNAP和RNA-DNA杂合双链的相互作用；转录泡DNA闭合（TTC-rewinding）：转录泡的两条DNA单链碱基重新配对，进一步破坏RNA-DNA杂合双链；RNA解离（TTC-release）：RNA聚合酶释放RNA，仍可以在基因组上自游滑动，最终解离或者滑动至启动子DNA开始下一轮转录。 该研究报导了细菌固有转录终止关键中间态的冷冻电镜结构，还原了细菌固有转录终止的全过程，回答了细菌RNA聚合酶如何识别转录终止序列、暂停转录、释放RNA的分子机制。该研究拓展了人们对于转录终止的认识。该成果提出的“DNA-rewinding triggered RNA release”机制为真核RNA聚合酶的转录终止机制提供了参考。 研究工作中科院战略性先导科技专项、国家重点研发计划、上海市基础研究特区计划、上海市科技创新行动计划等的支持。更多内容请订阅《高科技与产业化》杂志
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