Encapsulation of biomacromolecules in metal-organic frameworks (MOFs) can preserve biological functionality in harsh environments. Despite the success of this approach, termed biomimietic mineralization, limited consideration has been given to the chemistry of the MOF coating. Here, we show that enzymes encapsulated within hydrophilic MAF-7 or ZIF-90 retain enzymatic activity upon encapsulation and when exposed to high temperatures, denaturing or proteolytic agents, and organic solvents, whereas hydrophobic ZIF-8 affords inactive catalase and negligible protection to urease.

MOFs with Guest Rooms Metal organic framework (MOF) solids typically boast large pores in their crystal lattices that can accommodate molecular guests and are useful as compact media for gas storage. However, guest binding has generally relied upon nonspecific interactions with the framework components. Li et al. (p. 855 ) have now prepared MOFs that incorporate macrocyclic ethers into the structural ligands comprising the framework walls within which certain cationic guests can bind quantitatively and site-specifically, akin to the molecular docking of drug molecules within protein receptors.

The binding of alkali and alkaline earth metal cations by macrocyclic and diazamacrobicyclic polyethers, composed of ordered arrays of hard oxygen (and nitrogen) donor atoms, underpinned the development of host-guest supramolecular chemistry in the 1970s and 1980s. The arrangement of -OCCO- and -OCCN- chelating units in these preorganized receptors, including, but not limited to, crown ethers and cryptands, is responsible for the very high binding constants observed for their complexes with Group IA and IIA cations. The cyclodextrins (CDs), cyclic oligosaccharides derived microbiologically from starch, also display this -OCCO- bidentate motif on both their primary and secondary faces. The self-assembly, in aqueous alcohol, of infinite networks of extended structures, which have been termed CD-MOFs, wherein γ-cyclodextrin (γ-CD) is linked by coordination to Group IA and IIA metal cations to form metal-organic frameworks (MOFs), is reported. CD-MOF-1 and CD-MOF-2, prepared on the gram-scale from KOH and RbOH, respectively, form body-centered cubic arrangements of (γ-CD)(6) cubes linked by eight-coordinate alkali metal cations. These cubic CD-MOFs are (i) stable to the removal of solvents, (ii) permanently porous, with surface areas of ~1200 m(2) g(-1), and (iii) capable of storing gases and small molecules within their pores. The fact that the -OCCO- moieties of γ-CD are not prearranged in a manner conducive to encapsulating single metal cations has led to our isolating other infinite frameworks, with different topologies, from salts of Na(+), Cs(+), and Sr(2+). This lack of preorganization is expressed emphatically in the case of Cs(+), where two polymorphs assemble under identical conditions. CD-MOF-3 has the cubic topology observed for CD-MOFs 1 and 2, while CD-MOF-4 displays a channel structure wherein γ-CD tori are perfectly stacked in one dimension in a manner reminiscent of the structures of some γ-CD solvates, but with added crystal stability imparted by metal-ion coordination. These new MOFs demonstrate that the CDs can indeed function as ligands for alkali and alkaline earth metal cations in a manner similar to that found with crown ethers. These inexpensive, green, nanoporous materials exhibit absorption properties which make them realistic candidates for commercial development, not least of all because edible derivatives, fit for human consumption, can be prepared entirely from food-grade ingredients.

Metal–organic frameworks (MOFs) with open metal sites enrich the population of O2 in the pores significantly and assist the Li–O2 reaction when employed as a cell electrode material. A primary capacity of 9420 mA h g−1 is achieved in a cell with Mn-MOF-74; more than four times higher than the value obtained in a cell without an MOF.

Abstract Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a devastating cancer with dismal prognosis due to distant metastasis, even in the early stage. Using RNA sequencing and multiplex immunofluorescence, here we find elevated expression of mixed lineage kinase domain-like pseudo-kinase (MLKL) and enhanced necroptosis pathway in PDAC from early liver metastasis T-stage (T1M1) patients comparing with non-metastatic (T1M0) patients. Mechanistically, MLKL-driven necroptosis recruits macrophages, enhances the tumor CD47 ‘don’t eat me’ signal, and induces macrophage extracellular traps (MET) formation for CXCL8 activation. CXCL8 further initiates epithelial–mesenchymal transition (EMT) and upregulates ICAM-1 expression to promote endothelial adhesion. METs also degrades extracellular matrix, that eventually supports PDAC liver metastasis. Meanwhile, targeting necroptosis and CD47 reduces liver metastasis in vivo. Our study thus reveals that necroptosis facilitates PDAC metastasis by evading immune surveillance, and also suggest that CD47 blockade, combined with MLKL inhibitor GW806742X, may be a promising neoadjuvant immunotherapy for overcoming the T1M1 dilemma and reviving the opportunity for radical surgery.

Abstract The clinical success of T-cell receptor (TCR)-based immunotherapy depends on the efficacy and specificity of TCRs. Naturally occurring TCRs have limited anti-tumor potency due to their low affinity for tumor antigens. Affinity enhancement is a promising strategy to generate highly potent TCRs. However, it is concerned that affinity-enhanced TCRs are prone to lose specificity. We isolated low affinity TCRs specific for NY-ESO-1 157-165 /HLA-A*02:01 from peripheral blood mononuclear cells of healthy donors. An affinity-enhanced TCR candidate with optimal affinity and specificity was generated using phage display and an extensive set of in vitro and in vivo assays. Alanine scanning mutagenesis showed that the TCR candidate retained specificity by making extensive contacts to the side chains of NY-ESO-1 157-165 peptide. Adoptive transfer of T cells engineered with this candidate (termed TAEST16001) significantly inhibited tumor growth in subcutaneous, metastatic, and patient-derived xenograft (PDX) mouse tumor models. This study demonstrates that sophisticated engineering and screening techniques can be utilized to generate a clinical candidate TCR with potent anti-tumor activity without losing specificity. TAEST16001 was approved by the Center for Drug Evaluation (CDE) as the first TCR-based immunotherapy clinical trial in China ( ClinicalTrials.gov Identifier: NCT03159585 ).

Solid electrolytes with high ionic conductivity and satisfactory electrochemical stability are essential for the development of solid-state batteries. However, current strategies, including polymer (and polymer-based composite) electrolytes, still face challenges in meeting the bar set by real operations. We seek to improve the Li-ion conduction of the electrolytes by incorporating mesoporous metal–organic frameworks (MOFs) into the polymer matrix. Specifically, MOFs with pores larger than 3.0 nm are constructed by three-component reactions that involve the construction of both coordinative and dynamic imine linkages. The MOFs allow polymer penetration and amorphization and efficient lithium salt dissociation in the confined channels. Numerous metal sites and organic functionalities in the MOF backbone further assist the ion migration by providing strong interactions with the fluorinated polymer and the Li+. Remarkable ionic conductivity (0.95 mS cm–1) and a large lithium transference number (0.64) are achieved. Overall, the study fully utilizes both the MOF structural units with atomic precision and the encompassed space at the mesoscale for solid-state electrolyte development.

Chinese indigenous pigs differ significantly from Western commercial pig breeds in phenotypic and genomic characteristics. Thus, building a high-quality reference genome for Chinese indigenous pigs is pivotal to exploring gene function, genome evolution and improving genetic breeding in pigs. Here, we report an ultrahigh-quality phased chromosome-scale genome assembly for a male Luchuan pig, a representative Chinese domestic breed, by generating and combining data from PacBio Sequel reads, Illumina paired-end reads, high-throughput chromatin conformation capture and BioNano optical map. The primary assembly is ~ 2.58 Gb in size with contig and scaffold N50s of 18.03 Mb and 140.09 Mb, respectively. Comparison between primary assembly and alternative haplotig reveals numerous haplotype-specific alleles, which provide a rich resource to study the allele-specific expression, epigenetic regulation, genome structure and evolution of pigs. Gene enrichment analysis indicates that the Luchuan-specific genes are predominantly enriched in Gene Ontology terms for phosphoprotein phosphatase activity, signaling receptor activity and phosphatidylinositol binding. We provide clear molecular evolutionary evidence that the divergence time between Luchuan and Duroc pigs is dated back to about 1.7 million years ago. Meanwhile, Luchuan exhibits fewer events of gene family expansion and stronger gene family contraction than Duroc. The positively selected genes (PSGs) in Luchuan pig significantly enrich for protein tyrosine kinase activity, microtubule motor activity, GTPase activator activity and ubiquitin-protein transferase activity, whereas the PSGs in Duroc pig enrich for G-protein coupled receptor activity. Overall, our findings not only provide key benchmark data for the pig genetics community, but also pave a new avenue for utilizing porcine biomedical models to study human health and diseases.