11月4日，浙江大学科研团队在《自然》上发表了两项重磅科研成果。
在纳米尺度用分子“织布”
浙江大学化学系黄飞鹤教授、杭州国际科创中心李光锋研究员团队联合美国德克萨斯大学奥斯汀分校Jonathan L. Sessler教授等在《自然》发表题为“A two-dimensional reticular triaxial molecularly woven fabric”的研究论文，在纳米尺度用分子“织布”，成功构筑了一种二维网状三轴分子编织结构（TWPN），为分子编织迈向更高阶、更复杂的拓扑体系提供了新范式。
现有的分子编织材料大多是双轴结构，即分子结构中有横向和纵向两个方向。近年来，科学家又将双轴编织进一步发展到了三轴编织。三轴编织的材料相较于双轴额外引入了第三个方向，各角度受力都能更加均匀分散，也使其宏观上表现出更加优异的性能。然而，以往构筑双轴编织材料所采用的方法，在三轴编织方面就有些力不从心。
浙江大学黄飞鹤团队长期致力于分子编织材料的构筑，研究体系已从双螺旋、三螺旋等一维编织聚合物，拓展至平纹编织、鸡网编织等二维线状编织结构。为突破传统方法在编织维度上的限制，团队另辟蹊径，摒弃了依赖线性“分子丝线”进行“穿针引线”的传统构筑思路，创新性地选用C3对称的大环分子MCN3和联苯二硼酸酯单体DB2，通过配位B−N键驱动聚合，首先构筑出二维网状的“网片”结构，并以此“网片”为基本构筑单元，进一步组装形成具有三轴交错特征的二维网状分子编织聚合物TWPN。
让“忙中出错”的癌细胞亲手消灭自己
浙江大学医学院/良渚实验室毛圆辉研究员团队在《自然》发表题为“Cancer-Selective Gene Circuits via Intrinsic Ribosomal Frameshifting”的研究论文，让“忙中出错”的癌细胞亲手消灭自己。研究揭示了肿瘤细胞的核糖体更易在特定序列的影响下发生“核糖体移码”，团队据此开发了人工基因回路“FAST”（frameshifting-activated synthetic therapeutic），为癌症治疗提供了全新的思路和手段。
核糖体读取基因上的遗传信息要遵循严格的规则：每三个碱基为一组，按顺序翻译成氨基酸。核糖体一旦“读错行”，那就会按照另一套完全不同的框架合成出和原计划完全不同的蛋白质（或者无法有效合成蛋白质），这就是所谓的“移码”。
毛圆辉一直对蛋白质翻译这一基础细胞分子过程感兴趣。2022年他回国后加盟浙江大学医学院，在良渚实验室继续自己的科研工作。良渚实验室鼓励科研人员面向重大疾病需求攻关治病救人的新技术，这也让毛圆辉开始思考如何将蛋白质翻译的基础研究置于重大疾病治疗的背景下开展。
经过不懈的探索，毛圆辉团队发现了相较于普通细胞，癌细胞中会发生高频的“移码”现象，并设计了名为FAST的人工基因回路。FAST的基本原理是，把杀伤癌细胞的蛋白质编码信息放在另一套阅读框架中，并在前方安排容易诱发移码的短序列。正常细胞中的核糖体大多沿原有框架读取，较难产生杀伤癌细胞的效应蛋白；而在移码活跃的癌细胞中，部分核糖体会进入新的阅读框架，让原本难以读取的治疗信息得到表达，并生产出“自爆炸弹”——名为Gasdermin D的活性片段对应的效应分子，它能够在细胞膜上形成小孔，引发细胞焦亡，直接杀伤癌细胞。这一过程还可能释放危险信号，吸引免疫系统参与抗肿瘤反应。
过去，癌症的精准治疗主要关注癌细胞“有什么”，比如携带哪些异常基因、表达哪些特定蛋白。而FAST则关注癌细胞“如何工作”，关注它们怎样读取遗传信息、合成蛋白质，以及这些过程与正常细胞有何不同。从寻找特定分子靶点，再到识别细胞内在的异常状态，可以说FAST为肿瘤精准治疗提供了一个全新的视角。
