2019年6月 第五期 合成生物学进展汇总

小编：大家好，我又回来啦！阔别将近一个月，前两天转发了2019年杂志影响因子的文章，没想到轻轻松松阅读量就超过了1500人，说明大家很想我~（别说点开是因为你们讨厌微信里的小红点）。最近我还是在做合成生物学相关的事，不过事情有点多；当然，我想时间再怎么不够用，也得抽个半天时间写一写合成生物学的进展，毕竟合成生物学的科普界不能没有我！

好了，下面纯属个人爱好选出的最近的合成生物学进展。欢迎留言！

综述观点

1. J Microbiol Biotechnol. 2019 Jun 4. doi: 10.4014/jmb.1904.04016.

治疗用合成细菌:合成系统的应用（Synthetic bacteria for therapeutics: applications of synthetic systems）

Vo PNL(1), Lee HM(1), Na D(1).

合成生物学为各种各样的目的建立程序化的生物系统，例如改善人类健康、修复环境和促进有价值的化学物质的生产。近年来，合成生物学的快速发展使基于合成细菌的诊断和治疗方法优于传统方法，方法是利用细菌对这些复杂生物系统中固有的环境信号的感知和响应。生物合成系统开辟了疾病诊断和治疗的新途径。本文综述了近年来在多种疾病的诊断和治疗中作为生命疗法而设计的合成细菌系统。我们还讨论了人体内转基因合成细菌的安全性和鲁棒性。

小编一句话总结：一篇综述，用合成生物学改造的细菌用于诊断和治疗。

2. Nat Biotechnol. 2019 Jun 17. doi: 10.1038/s41587-019-0157-4.

人工进化（Synthetic evolution）

Simon AJ(1), d'Oelsnitz S(1)(2), Ellington AD(3)(4).

现代生物技术的结合，如DNA合成、λ-Red重组、基于CRISPR的编辑和新一代高通量测序技术使得越来越精确操纵基因和基因组。除了理性设计之外，这些技术还支持有针对性的、潜在的连续的引入多种突变。虽然这似乎只是自然选择的回归，但目标进化的能力极大地减轻了适应度负担，并将突变和选择集中在那些最有助于实现理想表型的基因和性状上，最终将进化推向快速前进。

小编一句话总结：一篇讲述了各种人工进化方法的综述文章。

3. Curr Opin Struct Biol. 2019 Jun 14;57:196-203. doi: 10.1016/j.sbi.2019.05.006.

光激活的嵌合GPCRs:限制与机遇（Light-activated chimeric GPCRs: limitations and opportunities.）

Tichy AM(1), Gerrard EJ(2), Sexton PM(3), Janovjak H(4).

光激活的嵌合GPCRs，称为OptoXRs，可以引起细胞信号反应与高时空精度的光。近年来，一个扩展的OptoXR工具包被应用于，例如，解剖清醒的啮齿动物的神经回路，在脊椎动物发育过程中引导细胞迁移，甚至在失明的啮齿动物模型中恢复视觉反应。通过结合高度敏感的光感受器域和过多的信号模块，OptoXRs得到了进一步的发展。新的高分辨率GPCRs结构的可用性和对GPCR功能的更深入的理解允许批判性地修改OptoXRs的设计。下一代OptoXRs将以结构生物学、受体功能和光受体多样性方面的进展为基础，以前所未有的准确性和精确性操纵GPCR信号。

小编一句话总结：细胞信号反应与高时空精度的光。

4. Curr Opin Biotechnol. 2019 Jun 11;60:198-204. doi: 10.1016/j.copbio.2019.05.002.

笼状荧光素用于生物荧光活性传感（Caged luciferins for bioluminescent activity-based sensing）

Su TA(1), Bruemmer KJ(1), Chang CJ(2).

生物发光成像是一种低背景、高信噪比的活体成像技术。由于生物发光的发射只发生在荧光素酶及其荧光素底物之间的催化反应，因此将荧光素与分析反应触发器结合起来，为基于活动的生物系统跨细胞、组织和动物模型的特定生化过程的传感提供了一种通用方法。本文综述了近年来用于跟踪酶、小分子和金属离子活性的合成笼状荧光素及其在生理和病理过程中的作用。

小编一句话总结：笼状荧光素用于生物荧光活性传感，用于生理和病理的研究。

5. Front Pharmacol. 2019 May 29;10:611. doi: 10.3389/fphar.2019.00611. eCollection 2019.

非天然氨基酸与蛋白质无细胞结合的研究进展与挑战（Advances and Challenges in Cell-Free Incorporation of Unnatural Amino Acids Into Proteins）

Gao W(1)(2), Cho E(1), Liu Y(1)(2), Lu Y(1)(3)(4).

非天然氨基酸(UNAAs)与蛋白质的结合是当前各种基础和应用科学的一个活跃的生物学研究领域。在此背景下，无细胞合成生物学(CFSB)被开发出来，并被公认为一个强大的测试和生物制造平台，为高效的UNAA。它使非自然生物机制的编配朝着非自然蛋白质合成的用户定义的目标迈进。本文综述了无细胞非自然蛋白合成(CFUPS)系统的原理、优点、不同的UNAA合成方法以及近年来的研究进展。这些促进了前沿研究和多样化的新兴应用。重点讨论了当前的挑战和未来的趋势。随着CFSB的发展和与其他先进下一代技术的融合，CFUPS系统将明确地为生物制药应用提供价值。

小编一句话总结：利用无细胞体系合成非天然氨基酸，将是一个活跃的生物学研究领域。

6. Biotechnol Adv. 2019 Jun 7. pii: S0734-9750(19)30092-8. doi: 10.1016/j.biotechadv.2019.06.002.

模块化设计:在生物技术中实施已证实的工程原理（Modular design: Implementing proven engineering principles in biotechnology.）

Garcia S(1), Trinh CT(2).

模块化设计是现代工程的基础，能够跨应用程序快速、高效、可重复地构建和维护复杂系统。值得注意的是，从基因到蛋白质，再到细胞和有机体群落中的复杂网络，模块化最近被发现是自然生物系统的一个支配原则。自然和工程模块化系统的融合知识为推动现代生物技术应对与健康、食品、能源和环境相关的紧急挑战提供了关键。在这里，我们首先介绍了模块化设计的理论和在传统工程领域的应用。然后我们讨论模块化架构对系统生物学和生物技术的意义和影响。接下来，我们将关注模块化细胞工程的最新理论和实验进展，该进展旨在使微生物催化剂能够快速和系统地发展，从而有效地合成大量有用的化学物质。最后，我们展望了模块化细胞工程在生物技术中更系统、更有效地应用的理论和实践机会。

小编一句话总结：模块化，这一特性在各种工程学科非常重要，合成生物学也不例外。

7. Chembiochem. 2019 Jun 8. doi: 10.1002/cbic.201900249. [Epub ahead of print]

从最小基因组中得到的教训:从零开始构建细胞的基本组织原则是什么?（Lessons from a Minimal Genome: What Are the Essential Organizing Principles of a Cell Built from Scratch?）

Tarnopol RL(1), Bowden S(1), Hinkle K(1), Balakrishnan K(1), Nishii A(1), Kaczmarek CJ(1), Pawloski T(1), Vecchiarelli AG(2).

合成生物学所面临的主要挑战之一是从组成部分重新构建一个生命系统。一个特别困难的里程碑是重建一个自组织系统，可以进行自主染色体压实、分离和细胞分裂。在这里，我们将讨论syn3.0最小基因组如何让我们了解活细胞的核心自组织原则，以及如何自下而上地构建这些自组织过程。这篇综述强调了基础生物学在从分子成分重建生命方面的重要性。

小编一句话总结：合成生命的重要议题：从零开始构建细胞的基本组织原则是什么?

8. Curr Opin Biotechnol. 2019 Jun 6;60:179-187. doi: 10.1016/j.copbio.2019.05.008.

自下而上的合成生物学:时空重构（Bottom-up synthetic biology: reconstitution in space and time）

Jia H(1), Schwille P(2).

自底向上重组具有良好特征的功能分子实体、部分和模块，形成合成细胞，这将使人们对生命的机制和起源有新的认识。然而，一个仍然存在的核心挑战是如何从细胞的组成部分在体外组织细胞的时空过程。在这里，我们回顾了尖端的工具和技术，这些工具和技术可以促进这种自下而上的重构，使合成细胞在空间和时间上，特别是在以下方面:(1)可靠的模型膜环境和微环境;(2)动态遗传调控和自我维持的转录翻译机制;(3)支持三维生物结构和细胞自复制的空间组织细胞骨架。

小编一句话总结：合成生命的重要议题：时空重构?

9. Curr Opin Chem Biol. 2019 May 28;52:31-38. doi: 10.1016/j.cbpa.2019.04.020.

细胞-细胞通信网络工程:多细胞行为编程（Engineering cell-cell communication networks: programming multicellular behaviors）

Toda S(1), Frankel NW(1), Lim WA(2).

细胞与细胞之间的交流控制着多细胞群体的生物学行为，如发育和免疫系统。由于深入的遗传分析研究，细胞与细胞间通讯通路的分子组成已被很好地识别出来。我们也一直在开发合成生物学工具，以控制细胞传感和反应系统，使工程新的细胞细胞通信与设计为基础的调控功能。最近，利用这些分子背景，合成细胞网络已被建立和测试，以了解多细胞生物学行为的基本原理。这些方法将提供新的能力，以控制和编程所需的生物行为与工程细胞细胞通信，以应用于细胞为基础的治疗。

小编一句话总结：多细胞合成生物学的研究综述。

前沿进展

基因线路

10. Nature. 2019 Jun 19. doi: 10.1038/s41586-019-1321-1.

一种通用的生物分子积分反馈控制器，具有良好的鲁棒自适应能力（A universal biomolecular integral feedback controller for robust perfect adaptation）

Aoki SK(1), Lillacci G(1), Gupta A(1), Baumschlager A(1), Schweingruber D(1), Khammash M(2).

内稳态是生物学中一个反复出现的主题，它能确保调控变量鲁棒地——在某些系统中，甚至是完全地——适应环境的扰动。这种鲁棒的完美自适应特性是通过积分控制在天然线路中实现的，积分控制是一种负反馈策略，通过数学积分实现结构上的鲁棒调节。尽管它有很多好处，但是由于所需的生物计算的复杂性，在活细胞中合成积分反馈仍然是难以实现的。在此，我们用数学方法证明了在具有噪声动力学的任意细胞内网络中存在一个基本的生物分子控制器，该控制器能够实现积分反馈并实现鲁棒的完美适应。这种适应性对种群平均和单个细胞的时间平均都有保证。在此基础上，我们设计了一种合成的活细胞积分反馈控制器，并证明了其可调性和适应性。生长速率控制在大肠杆菌中的应用显示了我们的积分控制器提供鲁棒性的内在能力，并强调了它作为一个多功能控制器在不确定网络中调节生物变量的潜在用途。我们的研究结果为控制生命系统动力学的工程合成控制器提供了网络遗传学领域的概念和实用工具。

小编一句话总结：比普通反馈机制高一个等级——积分反馈控制器（integral feedback controller），鲁棒地适应环境扰动；文章通过数学证明并在活细胞中设计构建了积分反馈控制器，实现了其可调性和适应性。

光控系统

11. Metab Eng. 2019 Jun 14. pii: S1096-7176(19)30173-9. doi: 10.1016/j.ymben.2019.06.002.

控制大肠杆菌中心代谢通量的光发生开关（Optogenetic switch for controlling the central metabolic flux of Escherichia coli）

Tandar ST(1), Senoo S(1), Toya Y(1), Shimizu H(2).

动态控制细胞代谢可以提高细胞对目标化合物的产量和生产力。然而，这种策略的应用目前受到可逆性代谢开关的限制。与化学诱导剂不同的是，光可以很容易地多次从介质中应用和移除，而不会引起化学变化。这使得光诱导系统成为动态控制细胞代谢的有力工具。在这里，我们描述了一个光诱导的代谢开关的构建，以调节两个糖酵解通路之间的通量分布，embd - meyerhof - parnas (EMP)和氧化戊糖磷酸(oxPP)通路。这是通过使用色觉适应传感器/调节器(CcaSR)光发生系统来控制pgi的表达来实现的，pgi是一种代谢基因，其表达决定了EMP和oxPP通路之间的通量分布。通过对这些途径的控制，我们可以最大限度地提高大肠杆菌对甲羟戊酸等高还原性化合物的产量。

小编一句话总结：用光控制大肠杆菌中心代谢的例子。

12. Chembiochem. 2019 Jun 13. doi: 10.1002/cbic.201900298.

转录的光学控制-基因编码的T7 RNA聚合酶的光可转换变体（Optical control of transcription - genetically encoded photoswitchable variants of T7 RNA polymerase）

Seifert S(1), Ehrt C(1), Lückfeldt L(1), Lubeck M(1), Schramm F(1), Brakmann S(2).

将外源光信号与酶活性联系起来的光敏蛋白结构域，因其在蛋白质工程中具有新的调控机制和研究细胞内反应及反应级联的动态行为而受到广泛关注。光氧电压(LOV)光感受器是一种蓝光感受器，它与多种相关的蛋白质有密切的关系。为了成功地应用这些工具，识别合适的融合策略是至关重要的，以结合传感器和酶域，维持活动和光诱导的反应性。LOV域的终端融合是一种自然的策略;然而，这是不能转移到T7 RNA聚合酶，因为它的两个终端都参与催化。我们在这里表明，可以将LOV结构域共价插入聚合酶蛋白中，同时保持其活性并产生新的光响应变构偶联。

小编一句话总结：将T7RNA聚合酶改造成了光控变体，相信它会非常有用。

13. J Mol Biol. 2019 May 29. pii: S0022-2836(19)30317-1. doi: 10.1016/j.jmb.2019.05.033. 

快速生成模块化光控制蛋白质-蛋白质相互作用的工程策略和质粒库（Engineering Strategy and Vector Library for the Rapid Generation of Modular Light-Controlled Protein-Protein Interactions）

Tichy AM(1), Gerrard EJ(2), Legrand JMD(3), Hobbs RM(3), Janovjak H(4).

光遗传学能够在时空上精确控制细胞和动物行为。许多光发生工具是由光控制的蛋白质-蛋白质相互作用(PPIs)驱动的，这些蛋白质-蛋白质相互作用(PPIs)是由天然光敏结构域(LSDs)重新利用的。将光控制的PPIs应用于新的靶蛋白是具有挑战性的，因为很难预测在许多可用的LSDs中，哪一种(如果有的话)将产生强大的光调控。因此，需要制备和测试融合蛋白库，但目前还没有促进这一过程的方法和平台。在此，我们开发了一个基因工程策略和质粒库，以快速生成光控制的PPIs。该策略允许一个目标蛋白以两种方向有效地融合到多个LSDs。公共和可扩展库包含29个具有蓝色、绿色或红光响应的LSDs载体，其中许多已在体内和体外应用。我们证明了该方法的通用性，以及通过产生光激活caspase-9 (casp9)酶来采样LSDs的必要性。总的来说，这项工作为细胞和发育生物学中多种靶蛋白的光学调控提供了新的资源。

小编一句话总结：又来一篇光控的工具开发的基础文章。

微生物群体控制

14. J Bacteriol. 2019 Jun 10. pii: JB.00101-19. doi: 10.1128/JB.00101-19. [Epub ahead of print]

调节、测量和模拟细菌生物膜的粘弹性。（Regulating, measuring and modelling the viscoelasticity of bacterial biofilms.）

Charlton SGV(1), White MA(2), Jana S(3), Eland LE(2), Jayathilake PG(1), Burgess JG(4), Chen J(1), Wipat A(2), Curtis TP(1).

生物膜广泛存在于物理化学条件不均匀的环境中，如生物修复植物、生物医用植入物表面和囊性纤维化患者的肺中。在这些情况下，生物膜受到剪切力的作用，但这些集料的机械完整性常常阻止它们的破坏或分散。它们的物理健壮性是由组成微生物细胞分泌的多种生物聚合物的结果，这些生物聚合物也负责许多生物功能。因此，更好地理解这些生物聚合物的作用及其对动力的响应对于理解生物膜结构和功能之间的相互作用至关重要。在这篇文章中，我们回顾了流变学的实验技术，这有助于量化生物膜的粘弹性，以及从软物质物理学建模的方法，这可以帮助我们理解流变学特性。我们描述了如何将这些方法与合成生物学方法相结合来控制和研究分泌聚合物对生物膜物理特性的影响。我们认为，如果没有这三个学科的综合方法，基质生物聚合物的遗传学、组成和相互作用与生物膜粘弹性之间的联系将更难发现。

小编一句话总结：对细胞生命形态的合成和探索，模拟不同形状的细胞形态。

计算与AI

15. J Integr Bioinform. 2019 Jun 13. pii: /j/jib.ahead-of-print/jib-2019-0025/jib-2019-0025.xml. doi: 10.1515/jib-2019-0025.

合成生物学开放语言(SBOL)版本2.3。(Synthetic Biology Open Language (SBOL) Version 2.3.)

Madsen C(1), Goñi Moreno A(2), P U(3), Palchick Z(4), Roehner N(5), Atallah C(2), Bartley B(5), Choi K(6), Cox RS(7), Gorochowski T(8), Grünberg R(9), Macklin C(10), McLaughlin J(2), Meng X(11), Nguyen T(12), Pocock M(13), Samineni M(12), Scott-Brown J(14), Tarter Y(10), Zhang M(12), Zhang Z(15), Zundel Z(12), Beal J(5), Bissell M(10), Clancy K(16), Gennari JH(6), Misirli G(17), Myers C(12), Oberortner E(11), Sauro H(6), Wipat A(2).

合成生物学建立在遗传学、分子生物学和代谢工程学的技术和成功基础上，将工程学原理应用于生物系统的设计。该领域仍然面临着巨大的挑战，包括开发时间长、失败率高和重现性差。改善这些问题的一个方法是改善实验室之间设计系统的信息交换。合成生物学开放语言(SBOL)作为一种标准被开发出来，以支持合成生物学中生物设计信息的规范和交换，填补了其他现有标准所不能满足的需求。本文档详细介绍了SBOL的2.3.0版本，该版本建立在去年出版的JIB系统生物学标准特刊的2.2.0版本的基础上。特别地，SBOL 2.3.0包括简洁地表示序列修改的方法，例如插入、删除和替换，支持组织和附加来自设计的实验数据的扩展，以及描述设计元素的数值参数的扩展。新版本还包括指定合成生物学活动的类型、具有多个编码的序列的明确位置、对一些验证规则的细化、改进的图形和示例，以及对与使用外部本体术语相关的一些问题的澄清。

小编一句话总结：合成生物学开放语言(SBOL)作为一种标准被开发出来，以支持合成生物学中生物设计信息的规范和交换，填补了其他现有标准所不能满足的需求。

16. Nature. 2019 Jun;570(7761):390-394. doi: 10.1038/s41586-019-1274-4. Epub 2019 Jun 5.

由平民科学家重新设计的蛋白质（De novo protein design by citizen scientists）

Koepnick B(1)(2), Flatten J(3), Husain T(3), Ford A(1)(2), Silva DA(1)(2), Bick MJ(1)(2), Bauer A(3), Liu G(4)(5), Ishida Y(6), Boykov A, Estep RD, Kleinfelter S, Nørgård-Solano T, Wei L, Players F, Montelione GT(4)(6), DiMaio F(1)(2), Popović Z(3), Khatib F(7), Cooper S(8), Baker D(9)(10)(11).

事实证明，GalaxyZoo、Eyewire和Phylo等在线公民科学项目在数据收集、注释和处理方面非常成功，但在很大程度上，它们利用的是人类的模式识别技能，而不是人类的创造力。游戏《永恒4》(EteRNA4)是个例外，游戏玩家通过探索沃森-克里克碱基配对的离散二维空间来学习构建新的RNA结构。然而，构建新的蛋白质在游戏中是一项更具挑战性的任务，因为蛋白质结构的表示和评估本质上都是三维的。我们在在线蛋白质折叠游戏Foldit中提出了重新设计蛋白质的挑战。研究人员向参与者展示了一个完全延伸的肽链，并要求他们设计一个折叠蛋白结构和一个编码该结构的氨基酸序列。经过多次迭代的玩家设计、对得分最高的解决方案的分析以及随后的游戏改进，Foldit玩家现在可以从一个扩展的多肽链开始，生成多种蛋白质结构和序列，并将它们编码在硅中。在合成基因中编码了146个Foldit播放器设计，其序列与自然发生的蛋白质无关;在大肠杆菌中有56个表达和可溶性，并在溶液中采用稳定的单体折叠结构。这些结构的多样性在从头开始的蛋白质设计中是前所未有的，代表了20个不同的折叠，包括一个在天然蛋白质中没有观察到的新折叠。其中四种设计确定了高分辨率的结构，并且几乎与播放器模型相同。这项工作明确了在新蛋白质设计中对成功做出贡献的相当多的隐含知识，并表明公民科学家可以发现新的创造性的解决方案，以解决突出的科学挑战，如蛋白质设计问题。

小编一句话总结：大众游戏也可以为科研做出重大贡献。突然，小编也想玩了，哦，不，为科研做贡献去。

突变与进化

17. Nat Genet. 2019 Jun 17. doi: 10.1038/s41588-019-0432-9.

通过深度突变扫描推断蛋白质的三维结构（Inferring protein 3D structure from deep mutation scans）

Rollins NJ(1), Brock KP(1)(2), Poelwijk FJ(3), Stiffler MA(3), Gauthier NP(2)(3), Sander C(2)(3)(4), Marks DS(5)(6).

我们描述了一种三维(3D)结构测定的实验方法，该方法利用了高通量突变扫描。受自然进化序列共变成功计算蛋白质和RNA折叠的启发，我们探索了“实验室”合成序列变异是否也能产生三维结构。我们分析了五次大规模的突变扫描，发现在实验中，具有最大正上位性的残基足以确定三维褶皱。我们展示了三个蛋白质，一个核酶和一个蛋白质相互作用的基因筛选最强的上位配对揭示了大分子内部和之间的三维接触。利用这些实验上位对，我们计算了GB1区域(在晶体结构1.8 a以内)和WW区域(2.1 a)的从头开始折叠。我们提出了减少接触预测所需突变体数量的策略，表明基于基因组的技术可以有效地预测三维结构。

小编一句话总结：从一维的氨基酸序列推断三维的蛋白质结构似乎不再是遥不可及的梦想（虽然50年前有人也是这么说的），这里通过深度突变扫描的恶性方法推断蛋白质的三维结构。

18. MBio. 2019 Jun 4;10(3). pii: e00837-19. doi: 10.1128/mBio.00837-19.

从头合成抗生素耐药性的肽（De Novo Emergence of Peptides That Confer Antibiotic Resistance）

Knopp M(1), Gudmundsdottir JS(1), Nilsson T(2), König F(2), Warsi O(1), Rajer F(1), Ädelroth P(2), Andersson DI(3).

新基因和有益功能的起源在进化生物学中具有重要意义。新基因可能来自不同的机制，包括水平基因转移、复制-分化和非编码DNA序列的从头开始。比较基因组学已经为基因在各种生物体中重新出现提供了强有力的证据，但这一过程的实验证明仅限于在现有的结构支架中进行局部随机化。这就绕过了新生基因出现的基本要求。，缺乏祖先基因。我们构建了高度多样化的质粒文库，编码随机生成的开放阅读框，并在大肠杆菌中表达它们，以识别短肽，从而在体内(活细胞中)赋予有益的和可选择的表型。在含有抗生素的琼脂平板上进行选择，鉴定出三种肽，可将氨基糖苷耐药性提高48倍。结合基因和功能分析，我们发现肽具有高度疏水性，通过插入膜，它们降低膜电位，减少氨基糖苷的吸收，从而产生高水平的耐药性。这项研究表明，随机DNA序列可以编码具有选择性利益的肽段，并说明随机序列的表达如何能够激发新基因的起源。此外,我们的研究结果还表明,这个问题可以解决实验高度多样化的表达序列库和后续选择特定的功能,如抗有毒化合物,能够拯救营养缺陷型的/热敏突变体,通常不使用碳源和增长,允许探索许多不同的表型。长期以来，人们一直认为从非功能性DNA序列中起源的新生基因的重要性是不可信的。然而，最近的研究表明，基因组非编码DNA的大部分被转录和翻译，可能产生新的基因。迄今为止，对这一过程的实验验证仅限于比较基因组学、体外选择或部分随机化。在这里，我们描述了选择新的肽在体内使用完全随机合成表达文库。这些肽通过插入细菌膜，从而部分降低膜电位和减少药物摄取，从而产生氨基糖苷耐药性。我们的研究结果表明，有益肽可以从体内随机序列库中选择，并支持非编码序列的表达可以引发新基因的起源的观点。

小编一句话总结：从头设计蛋白赋予新功能，确实是一个大热点。

其他

19. Proc Biol Sci. 2019 Jun 26;286(1905):20190517. doi: 10.1098/rspb.2019.0517. Epub 2019 Jun 19.

蜜蜂拥有一组结构多样、功能冗余的蜂王信息素（Honeybees possess a structurally diverse and functionally redundant set of queen pheromones）

Princen SA(1), Oliveira RC(1), Ernst UR(1)(2)(3), Millar JG(4), van Zweden JS(1), Wenseleers T(1).

蜂王信息素是一种能发出信号的信息素，它能诱导工蜂保持不育状态。在昆虫社会中，蜂王信息素在调节生殖分工方面发挥着关键作用。在蜜蜂体内，蜂王下颚腺所产生的挥发物被认为是主要的诱导生殖力的信息素。这与其他群居昆虫的证据形成了对比，它们的角质层上存在着女王特有的碳氢化合物，作为保守的女王信号。这让我们猜测，蜂王可能也会利用表皮信息素来阻止工蜂的繁殖。在此，我们用合成的具有后特性的烯烃、酯类和羧酸的混合物作为生物测定的结果来支持这一假设。我们发现所有这些化合物都抑制了工蜂卵巢的发育，我们使用的其中一种酯类混合物与蜂王下颌骨信息素(QMP)混合物一样有效。此外，我们证明，两个主要的QMP化合物9-ODA和9-HDA单独测试与所有四个主要QMP化合物的混合物一样有效，表明相当大的信号冗余。讨论了蜂王信号混合复杂度的可能自适应原因。

小编一句话总结：蜜蜂、蚂蚁这样的组织群体的紧密程度就像是一个完整个体，这里发现了一组结构多样、功能冗余的蜂王信息素。