Abstract Clinical use of antimicrobials faces great challenges from the emergence of multidrug resistant (MDR) pathogens. The overexpression of drug efflux pumps is one of the major contributors to MDR. It is considered as a promising approach to overcome MDR by reversing the function of drug efflux pumps. In the life-threatening fungal pathogen Candida albicans , the major facilitator superfamily (MFS) transporter Mdr1p can excrete many structurally unrelated antifungals, leading to multidrug resistance. Here we report a counterintuitive case of reversing multidrug resistance in C. albicans by using a natural product berberine to hijack the overexpressed Mdr1p for its own importation. Moreover, we illustrate that the imported berberine accumulates in mitochondria, and compromises the mitochondrial function by impairing mitochondrial membrane potential and mitochondrial Complex I. It results in the selective elimination of Mdr1p overexpressed C. albicans cells. Furthermore, we show that berberine treatment can prolong the mean survival time (MST) of mice with a blood-borne dissemination of Mdr1p overexpressed multidrug resistant candidiasis. This study provided a potential direction of novel anti-MDR drug discovery by screening for multidrug efflux pump converters.

Creatures in nature make extensive use of structural color adaptive camouflage to survive. Cholesteric liquid crystals, with nanostructures similar to those of natural organisms, can be combined with actuators to produce bright structural colors in response to a wide range of stimuli. Structural colors modulated by nano-helical structures can continuously and selectively reflect specific wavelengths of light, breaking the limit of colors recognizable by the human eye. In this review, the current state of research on cholesteric liquid crystal photonic actuators and their technological applications is presented. First, the basic concepts of cholesteric liquid crystals and their nanostructural modulation are outlined. Then, the cholesteric liquid crystal photonic actuators responding to different stimuli (mechanical, thermal, electrical, light, humidity, magnetic, pneumatic) are presented. This review describes the practical applications of cholesteric liquid crystal photonic actuators and summarizes the prospects for the development of these advanced structures as well as the challenges and their promising applications.

Terpene synthases (TPSs) play pivotal roles in generating diverse terpenoids through complex cyclization pathways. Protein engineering of TPSs offers a crucial approach to expanding terpene diversity. However, significant potential remains untapped due to limited understanding of the structure‐function relationships of TPSs. In this investigation, using a joint approach of molecular dynamics simulations‐assisted engineering and site‐directed mutagenesis, we manipulated the aromatic residue cluster (ARC) of a bifunctional terpene synthase (BFTPS), Pestalotiopsisfici nigtetraene synthase (PfNS). This led to the discovery of previously unreported catalytic functions yielding different cyclization patterns of sesterterpenes. Specifically, a quadruple variant (F89A/Y113F/W193L/T194W) completely altered PfNS's function, converting it from producing the bicyclic sesterterpene nigtetraene to the tricyclic ophiobolin F. Additionally, analysis of catalytic profiles by double, triple, and quadruple variants demonstrated that the ARC functions as a switch, unprecedently redirecting the production of 5/11 bicyclic (Type B) sesterterpenes to 5/15 bicyclic (Type A) ones. Molecular dynamics simulations and theozyme calculations further elucidated that, in addition to cation‐π interactions, C−H∙∙∙π interactions also play a key role in the cyclization patterns. This study offers a feasible strategy in protein engineering of TPSs for various industrial applications.

The deprotonation-reprotonation sequence introduces additional cyclization branches in terpene biosynthesis. However, the underlying mechanism remains poorly understood. In this study, we employed a combined approach of molecular dynamics (MD) simulations...

Synthetic Biology, as an emerging discipline, has gained widespread attention and is developing rapidly, profoundly impacting the fields of life sciences and biotechnology. Concurrently, as emerging engineering education programs take shape, accelerated cultivation of multifaceted innovative talents represents a new mission and imperative for higher education in China. In the context of the flourishing development of Synthetic Biology, East China University of Science and Technology has established a curriculum cluster in Synthetic Biology, focusing on microbiological drug discovery and biomanufacturing. The teaching team initially reviewed the curriculum system related to Synthetic Biology and its upstream and downstream courses. Subsequently, they expanded the core courses in Synthetic Biology, creating a curriculum cluster that encompasses not only the theoretical foundations and cutting-edge technologies but also integrates with related disciplines. Moreover, the curriculum cluster leverages lectures from renowned domestic and international professors in the State Key Laboratory of Bioreactor Engineering, and harnesses the rich resources of the Program of Introducing Talents of Discipline to Universities (the "111 plan"), aiming to enhance students' innovation capabilities. With the support of this curriculum cluster and teaching team, undergraduate students actively participate in international Synthetic Biology competitions like international genetic engineering machine competition (iGEM), consistently achieving gold awards. Furthermore, many students have applied for patents and made contributions to research paper publications. This work stands as a valuable exemplar for cultivating multifaceted talents with exceptional innovative capabilities.

Abstract Anti-tumor drug resistance is a challenge for human triple-negative breast cancer treatment. Our previous work demonstrated that TNFAIP2 activates RAC1 to promote triple-negative breast cancer cell proliferation and migration. However, the mechanism by which TNFAIP2 activates RAC1 is unknown. In this study, we found that TNFAIP2 interacts with IQGAP1 and Integrin β4. Integrin β4 activates RAC1 through TNFAIP2 and IQGAP1 and confers DNA damage-related drug resistance in triple-negative breast cancer. These results indicate that the Integrin β4/TNFAIP2/IQGAP1/RAC1 axis provides potential therapeutic targets to overcome DNA damage-related drug resistance in triple-negative breast cancer.