李立家課題組揭示生長素-BR信號交叉調控種子發育新模式

　　近日，國際植物學期刊The Plant Cell在線發表了武漢大學生命科學學院雜交水稻國家重點實驗室教授李立家課題組最新研究成果。該研究首次發現并闡明了生長素信號通路Aux/IAA類蛋白以非經典的方式參與油菜素內酯激素(BR)信號轉導，從而調控水稻種子大小(粒型)。論文題目為“Brassinosteroid signaling mediated by the OsIAA7-OsGSK2-OsBZR1 module regulates seed size in rice”。

　　研究發現，生長素信號通路核定位基因OsIAA7負調控水稻粒型的發育，OsIAA7通過與OsGSK2產生物理相互作用，共同調控水稻粒長的發育。OsIAA7通過增強OsGSK2和OsBZR1之間的物理相互作用強度，進而增加OsGSK2對OsBZR1的磷酸化修飾水平和降解水平，從而調控種子大小。相較于野生型WT，突變體osiaa7植株中OsBZR1活性蛋白的積累量增加，Aux/IAA基因家族成員OsIAA7是BR信號通路傳導的負調控因子，其通過非經典方式調控BR信號轉導介導種子發育。

　　課題組解析了OsIAA7-OsGSK2-OsBZR1模塊精細調控水稻種子大小的分子機理，開辟了理解生長素與油菜素內酯兩大核心激素信號通路交叉調控植物發育(尤其是種子發育)的新視角，為水稻產量性狀的理論研究和生產實踐提供了新的研究視角和育種策略。

　　文章鏈接：

　　https://doi.org/10.1093/plcell/koaf165

　　宋恒課題組在化學酶平臺高效合成殺魚菌素家族化合物領域取得新進展

　　近日，《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)發表了武漢大學化學與分子科學學院宋恒課題組關于化學酶平臺合成殺魚菌素家族的最新研究論文，題為“Chemoenzymatic Synthesis and Protein Engineering Enable Efficient, Scalable Production of Teleocidin Derivatives”(化學酶合成與蛋白質工程實現高效、可擴展的殺魚菌素衍生物制備)。

　　宋恒課題組建立了一個可擴展的化學酶平臺，將模塊化酶工程與快速化學合成相結合，能夠實現高效合成13種結構不同的殺魚菌素同系物和衍生物。這一策略的核心是通過化學合成快速、大規模地獲得NMVT底物后通過生物催化實現關鍵步驟的高選擇性轉化。將模塊化化學酶策略與可擴展的微生物底盤相結合，為高價值天然產物的從頭生物合成建立了一個范式，還為復雜單萜吲哚生物堿的可持續工業規模生產勾勒了藍圖。

　　文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202509083

　　吳瑩課題組發現寨卡病毒阻礙睪酮合成新機制

　　近日，武漢大學泰康醫學院(基礎醫學院)、高致病性病毒與生物安全全國重點實驗室、武漢大學泰康醫學院(基礎醫學院)吳瑩教授團隊在Nature Communications上發表了題為“Zika virus disrupts steroidogenesis and impairs spermatogenesis by stalling the translation of CYP17A1 mRNA”的研究論文。

　　該研究發現，寨卡病毒(Zika virus，ZIKV)的非結構蛋白NS2A通過直接結合睪酮合成關鍵酶細胞色素P45017A1(17α-hydroxylase/17,20-lyase，P450c17/CYP17A1)的mRNA，抑制其翻譯，干擾睪酮生成。這一發現揭示了ZIKV損害男性生殖健康的新機制，為相關治療策略提供了潛在靶點。

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　　https://www.nature.com/articles/s41467-025-62044-x

　　蔡強課題組揭示水稻紋枯病菌一種新型侵染機制

　　近日，武漢大學生命科學學院雜交水稻全國重點實驗室蔡強教授課題組在Molecular Plant發表題為“Fungal extracellular vesicles mediate cross-kingdom trafficking of virulence effectors into plant cells to promote infection”的研究論文。

　　該研究發現，病原真菌能夠將其毒力相關的效應蛋白包裹在EVs內，并利用宿主植物細胞的網格蛋白介導的內吞途徑(CME)進入植物細胞。通過這一機制，EVs遞送的效應蛋白直接靶向并操縱植物葉綠體免疫通路，從而促進侵染。該研究為開發基于干擾EV功能或效應蛋白活性的新型病害綠色防控靶點提供了重要理論基礎。

　　該研究在真菌EVs生物學功能與致病機制研究領域取得重要突破：一方面，揭示了真菌EVs作為毒力效應蛋白跨界轉運載體的新功能，拓展了EVs在生物跨界互作中的功能認知;另一方面，闡明了“EVs分泌效應蛋白-宿主CME途徑內化-免疫通路靶向抑制”的全新致病機制，系統解析了真菌效應蛋白從分泌、轉運到發揮毒力功能的完整分子路徑。這些發現構建了病原-宿主互作的理論新框架，為發展基于EVs防控植物病害新策略提供了重要的依據。

　　文章鏈接：

　　https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(25)00238-2

　　王春江/董秀琴在Cu/Ru接力催化合成手性非天然α-氨基酸取得新進展

　　近日，《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)刊發了武漢大學化學與分子科學學院王春江/董秀琴團隊關于雙金屬Cu/Ru接力催化合成手性δ羥基α-氨基酸衍生物的最新研究論文，題為“Asymmetric Access to δ?Hydroxy α?Amino Acids Bearing Two Adjacent Stereocenters from Inert Allylic Alcohols Via Cu/Ru Relay Catalysis”(通過銅/釕接力催化從惰性烯丙醇出發合成含有兩個相鄰手性中心的δ-羥基α-氨基酸衍生物)。

　　接力催化策略為復雜分子結構的快速構建提供了高效的解決方案。該策略通過將多步分離過程整合為"一鍋法"串聯反應，不僅避免了繁瑣的中間體純化步驟，顯著提高了合成效率，同時大幅減少了有機溶劑消耗和廢棄物產生，完美契合步驟經濟性和綠色化學原則。

　　基于δ-羥基α-氨基酸衍生物的合成重要性，王春江/董秀琴團隊通過高效的雙金屬Cu/Ru接力催化體系實現惰性烯丙醇與二苯甲酮衍生的酮亞胺酯之間的借氫/不對稱邁克爾加成/氫化還原的不對稱串聯反應，成功實現了具有兩個相鄰叔碳手性中心δ-羥基α-氨基酸衍生物的高效合成，獲得良好到高的產率、優異的非對映體選擇性和對映體選擇性。值得注意的是，該策略具有操作簡單、優異的原子經濟性和步驟經濟性、廣泛的底物耐受性和氧化還原中性等優點，同時避免了中間產物的純化。在合成應用方面，該方法不僅成功實現了克級規模制備，還能通過簡單的衍生化反應高效構建多種重要骨架結構，其中包括脯氨酸和L-吡咯賴氨酸的關鍵中間體，為這類重要生物分子的合成提供了更為簡潔高效的途徑。

　　文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c07896

　　雷愛文/李武/張海波在電化學氘標記領域取得研究成果

　　近日，武漢大學化學與分子科學學院雷愛文教授、李武教授、張海波副教授在學術期刊Nature Catalysis在線發表題為“Boron clusters as efficient shuttles for electrocatalytic deuterium labelling via radical H/D exchange”的研究論文。

　　該研究開發了一種新型高效的電化學氘代方法，硼簇作為有效穿梭工具實現電化學自由基H/D交換反應。利用該方法成功合成了多個氘標記的藥物分子，充分展示了其在藥物開發和實際應用中的巨大潛力與廣闊前景。

　　文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41929-025-01379-6

　　宋恒課題組與劉文博課題組在酶促季碳手性中心構建領域取得新進展

　　近日，國際權威雜志《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)刊發了武漢大學化學與分子科學學院宋恒課題組與劉文博課題組關于酶促季碳丙二腈去對稱化的最新研究論文，題為“Enantiodivergent Access to Acyclic Quaternary Stereocenters by Nitrilase-Catalyzed Desymmetrizing Hydrolysis of Malononitriles”(通過腈水解酶催化的丙二腈去對稱化水解反應實現無環季碳立體中心的對映發散性合成)。

　　宋恒課題組和劉文博課題組合作，圍繞來自集胞藻的腈水解酶SsNIT進行酶工程化改造，結合酶的結構分析與聚焦理性迭代定點突變策略，成功實現了腈水解酶立體選擇性的雙向工程化調控，獲得了一對立體選擇性優異且互補的腈水解酶突變體(M1和M3)。基于工程化的腈水解酶，成功實現季碳丙二腈底物的立體發散性去對稱化水解，發展了一種高效、普適且易于放大的非環全碳季碳α-氰基羧酸的合成方法，產物覆蓋R和S兩種立體構型，ee值與產率均高達99%。產物可化學衍生化為一系列含有季碳手性中心的非天然氨基酸衍生物，如α-叔氨基酸、β-季-γ-氨基醇、α-季-β-氨基酸和α-季-β-內酰胺等。該工作為酶法構筑全碳季碳手性中心提供了新的解決方案，為季碳手性化合物的綠色高效合成提供了新的選擇。

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c09258

　　郭存蘭課題組報道卟啉超分子籠光響應電荷傳遞新進展

　　武漢大學化學與分子科學學院郭存蘭課題組在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)，發表了題為“Supramolecular Structure Enabled Photo-responsive Charge Transport in Porphyrin-based Junctions”的研究論文。

　　郭存蘭教授和王明教授合作，以剛性配體和卟啉衍生物TPyP為單元，設計合成卟啉金屬配位超分子籠，并進一步構建基于該超分子籠的自組裝單層膜。通過超分子籠中的剛性配體，調控卟啉基團間相互作用，實現卟啉基分子結的光響應電荷傳輸。

　　該工作不僅建立了一種提高卟啉中電子-空穴對分離效率的超分子策略，還闡明了其與光響應電荷傳遞的關系，深化了超分子籠的功能化設計。此外，研究結果還展示了金屬配位超分子籠在分子電子學領域，特別是在設計具有可調功能光電分子器件方面的潛在應用。

　　文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202508443

　　孟小亮教授課題組在城市收縮研究方面取得重要成果

　　近日，武漢大學遙感信息工程學院孟小亮教授聯合美國東密歇根大學YichunXie教授等，在Nature旗下期刊npj Urban Sustainability發表了題為“Examining Spatial Expansion and Stemming Strategies of Urban Shrinkage: Evidence from Detroit, USA”的研究成果。該研究提出一種新的基于引力網絡空間交互作用區的面板數據模型(GSIZs-Spanel)，可用于系統性量化城市收縮的時空傳播機制與核心驅動因子。

　　該研究綜合考慮社會經濟與不平等驅動因素、時空演變、網絡化城市系統及多尺度空間結構，為理解城市收縮提供了新視角;創新提出了基于城市網絡連接性的多尺度空間結構構建方法，并將空間面板模型與該結構融合，系統解析了驅動因素在時空維度上對城市收縮的影響機制。這一建模方法不僅能揭示城市收縮的歷史空間過程與范圍，更為遏制收縮的區域空間協作提供了科學依據，為面臨收縮挑戰的城市提供重要方法支持。

　　文章鏈接：

　　https://rdcu.be/evkgs

　　陸慶全課題組在電還原對映選擇性炔醛偶聯領域取得最新研究成果

　　近日，《自然?通訊》(Nature Communications)在線發表高等研究院教授陸慶全課題組在有機電化學領域的最新研究成果，論文題目為“Enantioselective Electroreductive Alkyne-Aldehyde Coupling”(《電還原對映選擇性炔醛偶聯》)。

　　陸慶全課題組提出和發展了不對稱電還原催化策略，使用質子和電子作為更綠色安全的氫源和還原劑，豐產金屬鈷和空氣穩定的(S,S)-2,3-雙(叔丁基甲基膦基)喹喔啉用作催化劑和配體，實現了兩個π-組分的不對稱還原偶聯反應。該策略具有優異的區域-(>19:1)、立體- (>19:1 E:Z)和對映選擇性(高達98% ee)，高效合成了多種手性烯丙醇類化合物。

　　文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60230-5

　　陳香嵩課題組在植物高溫響應基因的轉錄調控研究中取得新進展

　　近日，武漢大學生命科學學院、雜交水稻全國重點實驗室教授陳香嵩課題組在Nature Plants上發表了題為“Bromodomain-containing proteins interact with a noncanonical RNA polymerase Ⅱ kinase to maintain gene expression upon heat stress”的研究論文。該研究首次鑒定了植物中特有的、非典型的Pol Ⅱ CTD的激酶CDKL9，并且解析了其調控植物高溫響應基因表達的機制。

　　該研究鑒定了一個植物里Pol Ⅱ的新激酶及其調控復合體CDKL9-GTE2/7，且該復合體的磷酸化功能依賴于組蛋白乙酰化(圖1)。CDKL9通過自身的激酶活性來感知高溫的模式，進一步豐富了植物在轉錄層面應答高溫脅迫的機制研究。鑒于CDKL蛋白在植物里還存在眾多功能未知的其他成員，這些成果不但豐富了基因表達調控的基礎理論研究，也為解析植物感知和響應環境信號的機制提供了新的思路。

　　文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41477-025-02044-3

　　李典慶團隊聚焦巖土工程難題，推進風險評估方法創新應用

　　近日，《巖土工程學報》2025年第7期首篇論文發表了水資源工程與調度全國重點實驗室、水利水電學院李典慶教授團隊論文“巖土工程協同式風險評估方法”。

　　該論文在隨機有限元法的框架下，提出了大型復雜巖土工程協同式風險評估方法。創建了初步分析和精細分析中失效概率及風險分析的統一形式計算表達式。該方法包含兩步：①基于簡單模型的初步分析，②基于復雜模型的精細分析。該方法通過樣本空間建立簡單模型和復雜模型的內在聯系，既能靈活處理復雜的巖土體空間變異性，又能避免建立簡單模型和復雜模型之間復雜的映射關系。

　　該研究的科學價值在于協同式風險評估方法突破了傳統風險評估的計算模型依賴性，奠定了多模型協同的理論基礎，為解決復雜工程風險評估難題提供了兼顧精度和效率的有效工具。多模型協同策略可以進一步推廣應用于貝葉斯更新、最優化等諸多目標明確的隨機問題。

　　文章鏈接： https://doi.org/10.11779/CJGE20240581

　　唐國強課題組在大尺度水文模擬方面取得新進展

　　近日，水資源工程與調度全國重點實驗室、水利水電學院教授唐國強在水文領域期刊Water Resources Research發表了有關大尺度水文模擬的研究論文“On Using AI-Based Large-Sample Emulators for Land/Hydrology Model Calibration and Regionalization”。

　　該研究提出了一種大樣本模擬器(Large-Sample Emulator, LSE) 方法。通過機器學習構建水文/陸面模型的代理模型，并引入大量流域地理和氣候屬性作為特征，LSE不僅顯著提升了率定流域的徑流模擬精度，還實現了對未觀測流域的合理參數推演，大幅增強了模型的區域化能力。

　　基于CTSM (Community Terrestrial Systems Model) 的驗證表明，LSE在各流域的徑流預測精度均優于傳統的單點模擬器 (SSE) ，在區域化預測中也顯著提升了相對于默認參數的模擬效果。進一步基于 NSGA-II 算法的擴展研究表明，LSE在多目標優化任務中同樣表現出良好的適應性。研究還將LSE應用于基于過程的水文模型 SUMMA 和概率性水文模型 HBV，在兩者中均取得了比CTSM更突出的率定改進效果，且相較于SSE方法提升幅度更為顯著。

　　文章鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024WR039525

　　陳朝吉課題組在生物質基功能材料領域取得系列研究成果

　　7月，武漢大學資源與環境科學學院陳朝吉教授課題組在生物質基功能材料研究方面取得系列成果，相繼在ScienceAdvances(《科學進展》)、NatureCommunications(《自然·通訊》)(2篇)、ACS Nano(《美國化學會·納米》)發表。

　　研究成果“A Superstrong, Decarbonizing Structural Material Enabled by Microbe-Assisted Cell Wall Engineering Via a Bio-Mechanochemical Process”發表在Science Advances上。團隊創新性提出一種生物輔助細胞壁工程策略，通過“生物-機械化學處理”兩步工藝，把天然木材直接轉化為生物強化木材(Bio-Strong-Wood)，該生物強化木材具有類似陰沉木的致密化結構、深色的質地、高強度及良好固碳效果，但其形成過程僅需幾天，與陰沉木天然形成過程相比快了近十萬倍。本工作創新性解決了傳統木材強化技術的高污染與性能折損矛盾：通過微生物輔助機械化學工藝，在5天內實現天然木材向超強結構材料的綠色轉化，其強度超越普通鋼材的同時達成負碳排放，為碳中和目標下的生物質高值化利用提供工業級解決方案。

　　文章鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady0183

　　研究成果“Rapidly making biodegradable and recyclable paper plastic based on microwave radiation driven dynamic carbamate chemistry”發表于Nature Communications。研究團隊通過動態氨基甲酸酯化學鍵與纖維素紙中羥基的相互作用，在微波輻射引發反應后快速且大規模地制備得到紙塑材料，顯著提升纖維素紙基產品力學性能、耐水耐溶劑性的同時，保留材料的降解回收性與生物相容性。該項工作闡明了動態聚合物網絡與纖維素紙之間的相互作用機理，進而明晰了結構對力學強度增強的機制，為“以紙代塑”的發展方向提供了切實可行的解決方案。

　　文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61722-0

　　研究成果“Natural nanoparticle complexes at water-water interfaces”為題發表于綜合性期刊Nature Communications。研究團隊提出了一種全水相天然納米粒子界面組裝策略，在結構化雙水相體系(Aqueous Two-Phase Systems, ATPSs)中實現了ChNF/CNC納米粒子的界面組裝，構建出同時具備結構穩定性、剛性、可形變性與滲透性的界面絡合物。通過滲透壓驅動實現膜層厚度調控，并借助密度差調節微囊在水下的自適應運動。該工作拓展了ATPS在類細胞物質傳輸、微反應器及液態微型機器人等領域的應用潛力。

　　文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-60587-7

　　研究成果“A Bioinspired Gradient Hydrogel Electrolyte Network with Optimized Interfacial Chemistry toward Robust Aqueous Zinc-Ion Batteries”發表于ACS Nano。研究團隊受到關節軟骨啟發，開發了一種由聚乙烯醇(PVA)、纖維素納米纖維(CNF)和氧化石墨烯(GO)組成的梯度網絡水凝膠電解質，用于水系鋅離子電池。該水凝膠電解質具有獨特的梯度結構：在正極側為低網絡密度的PVA/CNF (PC)水凝膠層，憑借其豐富的通道和高含水量實現離子的快速傳輸;在負極側為高網絡密度的PVA/CNF/GO (PCG)水凝膠層，其中致密的網絡結構、豐富的極性基團作用可促進Zn2+通量均勻化，同時GO的極性含氧基團能有效提升Zn2+遷移數和離子電導率。基于此電解質的鋅對稱電池在1 mA cm–2電流密度下展現出優異的循環穩定性(超過2200小時)和高庫倫效率(99.72%)。這些性能的提升得益于梯度網絡結構及優化的界面化學性質，可有效抑制鋅負極的枝晶生長和副反應。此外，采用該電解質的Zn–MnO2電池在遭受多種外部破壞時，仍表現出優異的電化學性能和安全特性。綜上所述，該工作為高性能水系鋅離子電池的開發提供了一種有效的仿生設計策略。

　　文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.5c06914