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期刊信息/Journal information
生物化学与生物物理进展
生物化学与生物物理进展

王大成

月刊

1000-3282

prog@ibp.ac.cn

010-64888459

100101

北京朝阳区大屯路15号中国科学院生物物理研究所内

生物化学与生物物理进展/Journal Progress in Biochemistry and BiophysicsCSCD北大核心CSTPCDSCI
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。报道生物化学、分子生物学、生物物理学及神经科学等学科的国内外最新进展动态。刊登实验报告、快报、技术与方法介绍和学术争鸣等。读者对象为相关学科的科研人员、大专院校师生及医药卫生、农林牧渔等领域的科技工作者。
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    非人灵长类的光学神经调控:脑功能和行为的调节

    陈怡冰王欢杨艳
    2379-2391页
    查看更多>>摘要：光学神经调控技术，包括光遗传学和红外光神经刺激，可通过不同机制有效调节大脑功能和行为。这些前沿技术能够精确地操控大脑特定区域，选择性地调控特定神经元的活动，从而探究神经活动与行为之间的因果关系，更深入地理解大脑在复杂环境中的动态活动。非人灵长类动物作为研究这些复杂大脑功能的重要模型，起到了连接基础研究与临床应用的桥梁作用。自2009年科学家在猕猴上应用光遗传学进行光学神经调控以来，这些技术已在非人灵长类动物中得到了有效验证和应用。本文综述了近年来利用光遗传学和红外神经刺激技术调节非人灵长类动物大脑功能和行为的最新研究进展，并讨论了当前光学神经调控技术的应用现状，强调了其对于推动解析大脑功能的重要性。同时也探讨了光学神经调控技术在非人灵长类上的进一步研究和应用所面临的挑战。

    光学神经调控光遗传学红外神经刺激非人灵长类

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    微RNA在大脑新皮层层次形成中的调控作用

    舒鹏程窦欣怡
    2392-2404页
    查看更多>>摘要：种类多样的神经元有序排列和特异性的连接形成了大脑新皮层的6层组织，从而构成了神经系统高级功能的核心。了解大脑新皮层发育形成的机制将为理解哺乳动物乃至人类的生理与行为提供理论基础，也为神经系统疾病诊疗带来重大影响。本文以微RNA(microRNAs，miRNAs)为对象，结合笔者实验室工作，总结近年来所发现的miRNAs在大脑皮层层次形成过程中的研究进展，特别是在神经干细胞时序性命运决定、投射神经元多样性的形成、神经元放射状迁移，以及分裂后神经元进一步命运特化等方面的进展，为大脑皮层的发育机制研究提供新的思路。

    大脑新皮层投射神经元层次形成微RNADicer

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    40 Hz节律刺激对阿尔茨海默病和认知功能的影响

    赵娜何生施立楠
    2405-2417页
    查看更多>>摘要：阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)等神经退行性疾病对人类健康造成了严重威胁，目前仍缺乏有效的治疗方法。近期，通过改进脑电异常的伽马节律网络来干预AD，为改善其疾病症状带来了新的希望。本文综述了近年来关于40 Hz节律刺激对AD病理和认知功能影响的研究进展。研究表明，40 Hz节律刺激能够显著改善AD小鼠模型的病理特征和人类AD患者的认知能力。此外，40 Hz节律刺激对健康人的认知功能有一定的提升作用。本文讨论了40 Hz节律刺激的神经同步原理和作用机制，并评估了其作为一种非侵入式治疗手段的安全性。最后，分析了当前研究的局限性，并展望了未来的研究方向。总之，尽管40 Hz节律刺激对健康人的认知影响有限，但显示出作为AD治疗手段的潜力，未来需要进一步研究以确认其在临床应用中的有效性和作用机制。

    阿尔茨海默病40Hz节律刺激非入侵式治疗神经振荡-外界节律同步化现象神经机制认知功能

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    基于冷冻电镜无倾转成像数据的新型蛋白质原位结构解析方法

    赵明洁曹端方章新政
    2418-2429页
    查看更多>>摘要：与体外纯化的蛋白质复合物相比，细胞内处于工作状态的蛋白质复合物往往更为完整，并且其三维结构处于完全生理的构象，这对于理解蛋白质复合物在生命活动中发挥重要功能的结构基础尤为关键，也可以为药物设计等提供更精确的靶点信息。直接在细胞内解析蛋白质复合物的三维结构也被称为蛋白质的细胞原位结构解析，而冷冻电镜电子断层重构技术是原位结构解析的关键技术，但是电子断层重构技术的序列倾转数据采集通量低、数据处理较为繁琐，并且达到准原子分辨率对样品有特殊要求，这些问题成为了限制原位结构解析分辨率和实际应用的瓶颈。近年来，一种基于单张无倾转数据的蛋白质原位结构解析方法发展迅速，可以高通量地对细胞中的蛋白质复合物进行高分辨率结构解析，本综述将分析这类方法的原理，讨论这个方法相较于传统断层重构方法的优缺点，并对蛋白质的细胞原位结构解析进行展望。希望可以通过这篇综述，帮助结构生物学科研人员更好地选择合适的工具。

    蛋白质原位重构冷冻电镜原位结构解析isSPA滤波无倾转数据高通量

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    体电子显微学前沿

    张艳陈曦李喜霞李琳琳...
    2430-2455页
    查看更多>>摘要：电子显微成像技术的快速发展使得对完整细胞、组织乃至整个机体进行高分辨三维结构解析研究成为可能，这些可进行大尺度生物样品三维结构研究的电子显微成像技术统称为体电子显微学技术(volume electron microscopy，vEM)。近年来，vEM在研究尺度、分辨率、吞吐量和易用性等方面发展迅速，在整个生命科学领域的应用呈爆炸式增长，该技术因此被《自然》(Nature)评为2023年最值得关注的七项前沿技术之一。然而，vEM相关技术的发展和应用在国内起步较晚，亟待进一步推广。本综述涵盖了 vEM的发展历程、技术分类、样品制备、数据收集、图像处理等全方位的内容，便于生命科学、医学等领域研究人员去了解、学习、应用和进一步发展该技术。

    体电子显微学成像技术扫描电镜透射电镜样品制备图像处理跨尺度深度学习超微结构

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    原位冷冻电镜技术和可视蛋白质组学前沿

    李宽莹王闻雪朱赟薛亮...
    2456-2477页
    查看更多>>摘要：近年来，随着原位冷冻电镜技术和人工智能技术的不断发展，结构生物学的研究模式发生了重大转变。结构解析不再局限于分离提纯的单一生物大分子，而是在细胞甚至组织内原位直接解析生物大分子的高分辨率结构，并对亚细胞区域整体分子景观进行结构探索，从而更深刻地理解细胞与组织内生命活动的分子机制。通过展示细胞内不同蛋白质复合物的精细原位结构，可以进一步生成蛋白质组的可视化定量空间分子结构功能图谱，即可视蛋白质组学。以原位冷冻电镜技术为代表的新技术能够在空间水平阐明细胞内蛋白质组的三维相互作用网络，促进从整体上系统性地理解细胞内生物大分子结构功能与互作机制。为推动中国原位冷冻电镜技术和可视蛋白质组学的发展，本文总结了其研究模式和最新前沿进展，结合具体实例展示了新概念与新技术的先进性，并对发展前景进行了展望。

    结构生物学细胞生物学系统生物学冷冻电镜冷冻电子断层成像可视蛋白质组学子断层结构分析冷冻光电关联人工智能

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    植入式脑机接口系统实现、临床进展与技术挑战

    邱文灿马良郭浩月杨俊杰...
    2478-2497页
    查看更多>>摘要：近年来，脑机接口的临床实验进展使得该技术受到了越来越多的关注。本文综述了植入式脑机接口(implantable brain-computer interfaces，iBCIs)的系统实现及最新临床进展，随后对制约iBCIs规模化的关键技术及挑战展开了讨论。在系统实现部分，本文将前端电极分为刺入式和贴附式两种类型展开介绍，并将实验范式视作解码器的学习基准放置于信号处理与解码器部分进行讨论，同时将效应器视作iBCIs系统的关键部分进行了单独的讨论分析。在临床进展部分，本文从患者的角度出发，将iBCIs系统的最新临床进展分为功能康复和功能替代两种类型并对两者的功能界限作了深入探讨。最后，文章提出，目前iBCIs关键技术挑战来源于多个方面，包括高通量且高生物相容性神经界面、准确且鲁棒的解码算法和涉及患者与制造商之间可能存在的伦理隐私安全问题。因此，iBCIs技术发展需要相关各方共同努力助力推进更为广泛且深入的临床应用。

    植入式脑机接口实验范式解码器效应器临床进展技术挑战

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    纳米孔蛋白质测序

    李梓溢伊雅琨刘蕾吴海臣...
    2498-2518页
    查看更多>>摘要：基因组计划的成功不仅深化了人类对基因组结构的理解，也促使研究重点逐渐转向对蛋白质组学的解析。鉴于蛋白质在调节生物体内众多生理过程中的核心作用，蛋白质测序技术的发展显得尤为重要。DNA测序领域取得的巨大成就已经激发了研究者对纳米孔技术在蛋白质测序应用中的兴趣，特别是其在快速、便捷及成本效益方面的潜力。本文综述了当前蛋白质测序的主要方法，并特别聚焦于纳米孔蛋白质测序面临的挑战、最新的进展以及重大突破。随着纳米孔技术的持续改进，该技术有望在蛋白质组学领域提供更高效和更精准的测序解决方案。

    蛋白质测序纳米孔电化学传感单分子分析

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    纳米级光学超分辨成像技术研究及展望

    潘天颖谷陆生纪伟
    2519-2531页
    查看更多>>摘要：荧光显微成像技术能够将细胞生理活动可视化，是现代生命科学研究的重要手段。超分辨成像技术的出现将研究推进到亚细胞结构层次，而具有纳米级分辨率的单分子定位成像技术成为了研究细胞器、大分子复合物空间分布及相互作用的有力工具。继2014年超分辨成像技术获得诺贝尔化学奖后，《自然》(Nature)发布的2024年值得关注的七大技术中再次将纳米级分辨率光学成像技术作为热点进行介绍，超高分辨率成像技术是重要的前沿研究领域。本文首先简要介绍了荧光显微成像技术的发展历史、荧光显微镜的基础概念、超分辨成像技术的基本概况，之后着重介绍了单分子超分辨成像技术的研究进展，并在最后对该技术的发展及应用做了展望。

    超分辨成像技术单分子定位成像技术多色成像三维成像纳米级成像技术

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    抗原表位预测工具的研究与发展现状

    李梓豪汪源毛甜甜曹志伟...
    2532-2544页
    查看更多>>摘要：适应性免疫在抗原识别和人体免疫过程中起到十分重要的作用。本文综述了抗原表位预测工具的研究进展及其在疫苗设计和免疫治疗策略中的应用，突出了其重要性。通过分析B细胞和T细胞抗原表位的识别机制，本文阐释了表位的种类及其在免疫反应中的作用。进一步详细讨论了 B细胞和T细胞抗原表位的预测T具，特别是它们如何利用支持向量机、随机森林、深度学习等不同算法来解析表位信息，并介绍了当前该领域的最新发展现状。最后，本文对抗原表位预测技术的未来发展趋势进行了展望。

    抗原表位预测适应性免疫B细胞T细胞机器学习深度学习

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