国家自然科学基金委员会基础科学中心项目——地磁场与生命----成果介绍

成果介绍

高涛涛|李福来等-生命的化学：亚磁场生物学效应的功能开发应用潜力

目前关于亚磁场的研究主要集中在其生物学效应及风险评估，而基于生物学效应的功能开发与应用研究则相对较少。本文综述了亚磁场生物学效应在作物育种和育苗、改善抗生素耐药性、生物材料合成、疾病辅助治疗以及食品保鲜及贮藏等领域的应用潜力，并总结与展望了其所面临的问题及未来发展方向，以期为基于亚磁场生物学效应的功能开发提供参考。近年来，亚磁场的生物学效应引起了广泛关注。大量研究表明，亚磁场的生物学效应在细胞到个体的不同水平普遍存在，涵盖了从分子表达到行为反应的多个层次和方面。基于亚磁场生物学效应的广泛性，对亚磁生物学效应进行功能开发也显示出重要的潜在应用价值。然而，目前关于亚磁场的研究主要集中在其生物学效应及风险评估，而基于生物学效应的功能开发与应用研究则相对较少。本文综述了亚磁场生物学效应在作物育种和育苗、改善抗生素耐药性、生物材料合成、疾病辅助治疗以及食品保鲜及贮藏等领域的应用潜力，并总结与展望了其所面临的问题...

2026-01-21
武倩|黄碧玲等-BMC Chem：远古海洋金属离子对核苷磷酸化的调控作用

近日，宁波大学的硕士生武倩、黄碧玲副研究员以及赵玉芬研究员等探究了金属离子对核苷酸形成的影响，不仅有助于阐明其在化学进化中的角色，也为富含金属的热液环境作为生命起源场所提供了重要实证支持。本研究的关键突破在于实现了ATP和寡核苷酸pApA的前生物合成。ATP在生命活动中扮演着物质转化、信号传导和能量货币的多重角色，而pApA作为RNA分子，同时具备遗传信息传递和酶催化功能，说明干湿循环可以产生生命起源的核心物质基础。生命起源作为科学界的核心谜题，其关键在于核苷酸在复杂前生物环境中的形成过程。早期地球的热液环境（特别是深海热液喷口）因具备化学梯度、干湿循环及丰富金属离子等条件，为这一过程提供了动态且异质的可能场所。进一步探究以Fe²⁺为代表的、在远古缺氧海洋中富集的金属离子在其中的作用，不仅有助于揭示早期化学演化的可能路径，也为理解从非生命系统向原始生命系统跨越的关键机制提供了重要线索。近日，宁波大学的硕士生武倩、黄碧玲副研究员以及赵玉芬研究员等探究了金属离子对核苷酸形成的影响，不仅有助于阐明其在化...

2026-01-21
金凯旭|傅松森等-AC：建立基于核磁弛豫的Fe(II)和Fe(III)的定量方法

低场核磁共振弛豫法因其简单、快速和非破坏性而被用于溶液中顺磁性金属离子的定量检测，包括对铁离子的检测。然而，当前方法面临限制。本研究利用了Fe(II)和Fe(III)的独特氧化还原特性，在顺磁性基质中实现了铁离子的选择性定量，通过筛选特定的pH条件、反应时间、氧化剂和还原剂，控制氧化还原反应来切换铁离子的氧化态，同时保持其他顺磁金属离子PMIs的价态不变，将氧化还原反应前后弛豫率（ΔT2-1）的变化与铁浓度相关联，从而实现在顺磁干扰下的Fe2+和Fe3+的定量检测。铁是地壳中第四大丰富的元素，对所有生物都不可或缺，铁元素主要经历二价铁（Fe(II)）和三价铁（Fe(III)）之间的氧化还原转换，这与许多领域密切相关，包括生物地球化学、环境化学和人类健康。在自然界中，铁的氧化还原过程在许多情况下都至关重要，包括生命的演化、各种元素（如碳、氮和硫）的生物地球化学循环、有机物的转化、其他金属的迁移、微生物能量获取和生物体氧化应激等。在实际应用中，这种氧化还原转换在废水处理、催化、光动力疗法和传感器技术中提供了相当大的实用性。此外，Fe(II)/Fe(III)的比例可以直接影响物质的化学...

2026-01-21
傅松森等-NAR：全球首个综合性化学蛋白组学探针数据库Chem(Pro)²

大多数FDA批准的药物是非共价药物，光亲和探针可以表征化合物-蛋白质的可逆相互作用，因此在近些年得到了广泛关注并取得了显著进展。在此背景下，团队建立了Chem(Pro)2的数据库，该数据库系统地收集了CPPs在人类细胞中的化学蛋白组学数据。目前，数据库涵盖了603种CPPs（其中133种共价探针，470种光亲和探针）、1,016种CPPs的竞争剂以及人类基因组中的14,250个标记蛋白（包括4,649个酶、1,357个通道/转运蛋白和225个GPCR等）。所收集的数据涉及来自22个健康和疾病器官的118种活细胞类型（如HEK293T、HCT-116、PaTu-8988t、MDA-MB-231和... 化学蛋白组学探针（ChemoproteomicProbes, CPPs）是一种强大的分子工具，已成功应用于医药开发的多个领域，包括鉴定药物的脱靶靶点、早期药物发现中的先导化合物筛选，以及优化已知先导化合物的功效和特异性。然而，CPPs的设计仍然面临着巨大的挑战，而基于大量探针数据进行综合分析将会提供重要的帮助。此外，收集CPPs的大数据对于促进基于人工智能的分子间相互作用模式学习以发现创新靶点和药物至关重要。目前，已经有多种数据库提供化合物与蛋白质之间的相互作用信息，包括BindingDB、ChEMBL、CovPDB、GtoPdb、KLIFS、ChemicalProbe...

2026-01-21
郭仕莹|陈宇综等-空间科学与试验学报：基于太空生命研究数据库的航天食品研究信息资源

随着航天事业快速发展，载人登月、登火、太空旅游及月球资源开发等计划已成为航天强国短中期重点规划，而航天食品作为人类太空生存、健康与活动的能量基础，其重要性愈发凸显。本研究构建的 SpaceLID 数据库既整合了分散于各类平台的太空研究数据，补充了 236 项现有数据库未覆盖的研究内容，为科研人员和航天工程团队提供全面系统的信息资源，大幅提升航天食品研发效率，为制定长期太空任务食品方案、优化食品加工工艺与包装技术、改善航天员饮食体验提供直接科学依据。同时，其横跨营养学、心理学、工程学、信息学等多领域的研究特性... 一、研究背景与意义随着航天事业快速发展，载人登月、登火、太空旅游及月球资源开发等计划已成为航天强国短中期重点规划，而航天食品作为人类太空生存、健康与活动的能量基础，其重要性愈发凸显。世界各国均加大投入推动航天食品研发，如美国 NASA 每年投入约 200 多亿美元，印度空间研究组织斥资 1 万亿卢比。然而，太空环境的微重力、强辐射等极端条件，对食品保存、质量安全及营养稳定性提出严峻挑战；同时，现有太空食品相关数据分散于不同平台，缺乏系统化整合，难以支撑高效研究。为此，研究团队构建太空生命研究数据库（SpaceLI...

2026-01-21
张敏|应见喜等—CC：基于N-aa-NMP分子模型的同手性前生命肽合成

宁波大学新药技术研究院的研究生张敏与应见喜研究员、赵玉芬教授等，受体内肽合成过程的启发，开展了基于N-aa-AMP的肽合成中手性选择的研究。研究结果表明，在实验过程中，N-L-aa-AMP优先与L-氨基酸结合，而N-D-aa-AMP则偏好与D-氨基酸结合，从而有效促进了同手性肽的形成。在不同氨基酸的反应中，手性选择效应有所差异，特别是在异亮氨酸和脯氨酸中表现得更为明显。进一步的理论计算以异亮氨酸为例，表明L-氨基酸与N-L-aa-AMP反应时，转化能量壁垒较低，促进了L-氨基酸优先参与肽链合成。该研究为深入理解早期生命中同手性选择的机制... 同手性是生命系统中的一个核心特征，是指生物体内所有蛋白质均由L-氨基酸构成，而核酸则由D-核糖或D-脱氧核糖构成。这种手性特征被认为是生命的标志之一，也是生物分子稳定性和功能的基础。然而，早期地球中L-氨基酸和D-氨基酸的比例接近1：1，在没有现代酶系统的环境中，如何产生同手性分子、克服L-和D-氨基酸的对称性，形成稳定的生物大分子，仍是一个悬而未解的谜。近几年来，科学家们提出了许多假设和机制，尝试解释早期地球上同手性分子的来源，如矿物表面吸附、磁场效应及对称性破坏等。尽管这些机制大多涉及特定的物理过程，生...

2026-01-21

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