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  • 惊!丽蝇幼虫借形态与化学拟态融入白蚁巢穴,解锁双翅目嗜白蚁性演化新奥秘

    生态系统中,像蚂蚁和白蚁这类具有主导地位的真社会性昆虫(eusocial insects),它们的巢穴能提供稳定、营养丰富且受保护的栖息地,吸引了许多其他生物。不少节肢动物成功突破巢穴防御,在其中扮演寄居者、互利共生者、捕食者、寄生蜂或社会性寄生虫等角色。然而,要实现社会性融入,需要在形态、行为和生理上进行极端适应。在蝇类中,通常只有蚤蝇科(Phoridae)被视作知名的社会性寄生虫。虽然有传闻提到丽蝇(Rhiniinae、Bengaliinae)和肉蝇(Miltogramminae)与白蚁存在捕食、食腐和疑似寄生等关系,但未经深入研究。此次,研究人员在摩洛哥发现一种蝇幼虫,它能社会性融入赭色

    来源:Current Biology

    时间:2025-02-19

  • 蜜蜂社会复杂性进化:从主要过渡到表型多样化的宏演化启示

    蜜蜂社会复杂性的演化历程堪称一场精妙的自然实验。研究团队开发了创新的高维数据驱动方法,系统分析了80个蜂种涉及的17项社会性状。令人惊讶的是,仅蜂科(包括蜜蜂honey bees、无刺蜂stingless bees和熊蜂bumble bees)在约80百万年前(mya)经历了显著的主要进化过渡(major evolutionary transition),这一发现直接挑战了传统"社会阶梯"(social ladder)理论预设的渐进演化模式。过渡后的蜂科展现出惊人的社会表型辐射适应,演化出包括真社会性(eusociality)在内的复杂社会结构。相比之下,其他蜂类仅呈现从独居到简单社会的连续谱

    来源:Current Biology

    时间:2025-02-19

  • 群体基因组学揭示地钱(Marchantia polymorpha subsp. ruderalis)的气候适应机制

    在植物进化研究领域,苔藓植物因其独特的单倍体显性生活史而备受关注。与常见的开花植物不同,苔藓植物如地钱(Marchantia polymorpha subsp. ruderalis)在其生命周期中单倍体阶段占主导地位,通过游动精子进行有性生殖,这种生殖方式被认为会影响其遗传多样性分布模式。然而,长期以来科学家们对苔藓植物自然种群的遗传变异情况知之甚少,特别是单倍体显性对种群遗传结构的影响机制尚不明确。为揭示这一科学问题,奥地利科学院Gregor Mendel研究所的Shuangyang Wu等研究人员开展了一项开创性研究。通过对209份来自欧洲和日本的地钱样本进行全基因组测序,研究人员系统分析

    来源:Current Biology

    时间:2025-02-19

  • 通过放电率适应产生交替 θ 波扫描的系统模型:对空间导航神经机制的新见解

    在神奇的大脑世界里,空间导航是生物生存的一项关键技能。大脑中的内嗅 - 海马系统(Entorhinal-Hippocampal system)在空间导航和目标导向规划中发挥着核心作用,其中多种空间调谐细胞,如头部方向(HD,head direction)细胞、位置细胞(place cells)、网格细胞(grid cells)等协同工作,支撑着这一复杂的功能。然而,这些细胞在海马 θ 节律(theta rhythm)驱动下的活动规律十分神秘。在以往的研究中,许多网络模型尝试解释 θ 波扫描(theta sweeps)的产生机制,但大多局限于线性轨迹环境下动物向前运动方向的 θ 波扫描,对于开放

    来源:Current Biology

    时间:2025-02-19

  • CENP-T蛋白适应性进化调控着丝粒结合的机制及其在雌性配子发生中的功能

    在细胞分裂过程中,着丝粒(centromere)虽保持着连接动粒-微管的核心功能,但其DNA和蛋白却呈现快速进化特征。这种看似矛盾的现象源于自私DNA(selfish DNA)通过优先结合着丝粒蛋白来干扰纺锤体附着,从而在雌性减数分裂中实现偏向性传递(减数分裂驱动)。理论预测着丝粒蛋白会通过适应性进化来阻断这种有害结合。本研究以连接着丝粒DNA与微管的关键蛋白CENP-T为对象,聚焦其DNA结合域——组蛋白折叠结构域(HFD)的进化机制。研究者创造性地构建了携带近缘物种HFD的小鼠CENP-T嵌合体,通过卵母细胞异源表达和转基因小鼠模型发现:小鼠CENP-T的适应性进化显著降低了其着丝粒结合能

    来源:Current Biology

    时间:2025-02-19

  • 气候变化致鳄鱼体温变化对其行为和性能的影响:洞察生态适应与潜在危机

    人为引起的气候变化使气候系统能量增加,预计会扰乱可预测的天气模式,导致更极端的温度。作为这些气候变化的结果,驱动太平洋地区可预测的炎热 / 干燥和凉爽 / 湿润周期的厄尔尼诺南方涛动(ENSO),其变率和强度预计会增加。这些变化将显著影响变温动物,它们在一系列行为中的表现取决于当地环境温度。因此,我们必须了解个体对气候条件的体验方式,以及它们体温(Tb)的变化(无论是由气候引起还是热调节机制改变导致)如何影响其表现。实验室研究表明,湾鳄(Crocodylus porosus)在高于 32°C - 33°C 时,潜水和游泳性能会下降,而这一温度在其栖息地很常见。通过对 203 只野生湾鳄 15

    来源:Current Biology

    时间:2025-02-19

  • 一种拟叶蛾利用纳米结构呈现 3D 叶片形状外观的研究及意义

    自然界中有许多令人惊叹的视觉欺骗例子,比如像叶子的鱼、像鸟粪的蜘蛛和蝴蝶蛹,还有长得像树蛇头颈的蛾幼虫。大多数伪装是为了避免被发现,而 “伪装拟态(masquerade)” 则是让观察者把动物误认成不可食用或无价值的物体。有一种拟叶夜行蛾(Eudocima aurantia),它不仅模拟叶子的颜色,还模拟叶子表面的高光和外观。它通过具有均匀排列鳞片的无特征平面翅膀,结合结构色和色素色,实现了带有明显 3D 叶脉的叶片般的 3D 外观。值得注意的是,这些特殊的纳米结构位于翅膀表面对应叶子凸起的部分。这些结构和色素通过散射、吸收和加色混合,产生了类似叶子的棕色。E. aurantia 利用薄膜反射

    来源:Current Biology

    时间:2025-02-19

  • 力激活的斑联蛋白组装体:协调肌动蛋白成核与交联,精准修复应力纤维的关键机制

    在细胞的微观世界里,细胞要想在组织中 “安居乐业”,就必须感知周围环境的机械信号,这其中应力纤维(Stress Fiber,SF)发挥着重要作用。SF 就像细胞的 “钢筋骨架”,它不仅能产生主动力,帮助细胞改变形状、实现迁移,还能在组织重排中贡献力量。然而,外源性和细胞内源性的力却常常会对 SF 造成损伤,形成 “应力纤维应变位点”(Stress Fiber Strain Sites,SFSSs)。如果 SFSSs 不能及时修复,细胞的正常功能就会受到影响。但目前,SF 受损后的修复机制却如同迷雾一般,让科研人员难以看清。为了揭开这层神秘的面纱,来自美国洛克菲勒大学(The Rockefell

    来源:Current Biology

    时间:2025-02-19

  • 钙诱导 TMC1-CIB2 复合物构象变化与听力损失关联的关键机制解析

    TMC1(transmembrane channel-like protein 1)是一种与耳聋相关的独特致病基因,其编码的跨膜通道样蛋白 1 是听觉机械电转导(MET,mechano-electrical transduction)机制的关键组成部分,存在常染色体显性和隐性遗传模式的变异。然而,Ca2+在 MET 中的调控分子机制尚不清楚。钙和整合素结合蛋白 2(CIB2,Calcium and integrin-binding protein 2)也是一种与耳聋相关的 MET 成分,能够与 Ca2+结合。研究表明,TMC1-CIB2 复合物会发生 Ca2+诱导的构象变化。研究人员在 TMC

    来源:Developmental Cell

    时间:2025-02-19

  • 不对称分配父系线粒体保障胚胎发育与线粒体遗传:生命传承的关键机制

    大多数真核生物仅从母系遗传线粒体。父系线粒体被清除的原因以及持续存在的父系线粒体对动物的影响一直不为人知。研究发现,在自噬缺陷的秀丽隐杆线虫(C. elegans)胚胎中,未降解的父系线粒体在细胞分裂过程中通过不对称分配逐渐被排出生殖细胞系。胚胎皮层流推动父系线粒体向前移动,使其在两个子细胞间不对称分配。相反,被自噬小体包裹的父系线粒体在有丝分裂时聚集在中心体周围,并随中心体分离,随后被中心体附近集中的溶酶体快速降解。在第一次卵裂时未能将持续存在的父系线粒体从生殖细胞中排出,会导致其在后代内胚层中胚层(EMS)细胞中富集,进而导致活性氧(ROS)水平升高、EMS 细胞系持续时间延长和胚胎致死率

    来源:Developmental Cell

    时间:2025-02-19

  • 果蝇全合成饲料HolFast的优化:实现快速生长发育的营养代谢研究

    在模式生物研究中,果蝇的标准化饲养一直是困扰科学家的难题。传统酵母饲料(oligidic diet)虽然能支持果蝇快速发育,但其成分复杂且批次差异大,难以精确控制单一营养素的作用。更令人头疼的是,现有的全合成饲料(holidic diet)虽然成分明确,却始终无法支持幼虫达到酵母饲料的发育速度——幼虫期往往延长50%以上,这严重限制了其在发育生物学和营养代谢研究中的应用。这种"要么成分不可控,要么发育不达标"的困境,促使科学家们开始思考:能否设计出一种既成分明确又能支持快速发育的全合成饲料?英国弗朗西斯·克里克研究所的Sebastian Sorge和Alex P. Gould团队接下了这个挑战

    来源:Developmental Cell

    时间:2025-02-19

  • 液态凝聚态驱动肌动蛋白自组装与成束的普适性机制

    在细胞这个精密的微宇宙中,肌动蛋白(actin)纤维的动态组装如同"分子芭蕾",而最新研究发现了一类特殊的蛋白质编舞者——它们通过形成液态般的生物分子凝聚体(liquid-like condensates)来导演这场表演。研究聚焦两种关键蛋白:既是聚合酶又能相分离的VASP(血管扩张刺激磷蛋白),以及无聚合酶活性但可结合肌动蛋白的Lamellipodin(Lpd)。令人惊讶的是,这两种蛋白形成的凝聚体都能高效组装并捆绑肌动蛋白纤维(F-actin),颠覆了"必须依赖聚合酶活性"的传统认知。科研人员构建了智能体计算模型(agent-based model)进行理论预测,发现只要蛋白具备两个特性:

    来源:Developmental Cell

    时间:2025-02-19

  • 内质网自噬受体塑造的管状内质网结构在应激诱导的高尔基体旁路途径中的关键作用及意义

    细胞应激,尤其是由内质网到高尔基体运输受阻引发的内质网(ER)应激,会触发胞质和跨膜蛋白的高尔基体非依赖性分泌。然而,这种非传统蛋白质分泌(UPS)的分子机制在很大程度上仍是未知的。本研究发现,由管状内质网自噬受体 ATL3 和 RTN3L 塑造的内质网管泡结构(内质网管状体,ER-TB),在诸如囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)和严重急性呼吸综合征冠状病毒 2(SARS-CoV-2)刺突蛋白等跨膜蛋白的应激诱导 UPS 中发挥着重要作用。相关光电子显微镜分析表明,在诱导 UPS 的条件下,HEK293 和 HeLa 细胞中会形成 ER-TB。单独敲低 ATL3 和 RTN3 基因会抑制

    来源:Developmental Cell

    时间:2025-02-19

  • KRAS4B致癌突变体促非小细胞肺癌进展的新机制及潜在治疗靶点

    Kirsten 大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(KRAS)致癌突变是包括非小细胞肺癌(NSCLC)在内的多种癌症的遗传驱动因素。然而,致癌 KRAS 突变体驱动 NSCLC 进展的调控机制尚未完全明确。研究表明,泛素特异性肽酶 25(USP25)可独立于其去泛素化酶活性,阻碍环指蛋白 31(RNF31)介导的 KRAS 致癌突变体(KRASmuts)的线性泛素化,这有助于 KRASmuts的质膜(PM)定位及其下游致癌信号传导。重要的是,在 KRASmuts驱动的自发性 NSCLC 小鼠模型和异种移植模型中,敲除(KO)USP25 可有效抑制肿瘤生长和 RAS 信号传导,而额外缺失或抑制 RNF31

    来源:Developmental Cell

    时间:2025-02-19

  • 波形蛋白中间丝协调肌动蛋白应力纤维和足小体决定巨噬细胞对细胞外基质的降解:解锁细胞微观调控新机制

    巨噬细胞具有降解细胞外基质(ECM)的能力,但不同细胞骨架结构在控制这一过程中的具体作用尚未完全明确。研究表明,肌动蛋白应力纤维的向内流动将内吞的 ECM 输送至溶酶体进行清除,为富含肌动蛋白的足小体补充用于细胞外 ECM 水解的酶库。波形蛋白缺失破坏了 THP-1 巨噬细胞中应力纤维和足小体之间的平衡,通过整合素 CD11b 损害了 ECM 降解。在肺腺癌患者样本中,M2 型巨噬细胞比 M1 型巨噬细胞具有更紧密的足小体组织,周围环绕着致密的波形蛋白丝。体外实验证实,当伴有野生型而非波形蛋白敲除的 M2 型 THP-1 巨噬细胞时,A549 肺癌细胞的侵袭能力增强。在裸鼠中皮下注射巨噬细胞和

    来源:Developmental Cell

    时间:2025-02-19

  • TaANK-TPR1 调控 TaRPP13L1 增强小麦抗条锈病机制研究:为作物抗病育种开辟新路径

    核苷酸结合位点富含亮氨酸重复序列(NLR)蛋白在识别病原体入侵时会激活强大的免疫反应。然而,在小麦感染条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst)过程中,NLR 蛋白的功能和调控机制仍不明确。研究发现一种含有锚蛋白(ANK)重复序列和四肽重复序列(TPR)的蛋白 TaANK-TPR1,它在调控小麦对 Pst 的抗性以及 NLR 免疫反应中起积极作用。TaANK-TPR1 作用于 NLR 蛋白 TaRPP13L1(Recognition of Peronospora Parasitica 13-like 1),促进其同源二聚化和细胞死亡,从而增强小麦对

    来源:Developmental Cell

    时间:2025-02-19

  • 大脑血管内皮 CD2AP 缺失引发性别差异脑血管功能障碍:为阿尔茨海默病治疗带来新靶点

    亮点:脑血管 CD2AP 缺失与阿尔茨海默病患者认知障碍有关;雄性小鼠脑内皮 CD2AP 缺失会改变记忆和脑血管功能;CD2AP/reelin/ApoER2与 ET-1/ETA 信号失衡引发脑血管缺陷;促进内皮中 CD2AP/reelin/ApoER2通路为治疗提供途径。摘要:CD2 相关蛋白(CD2AP)多态性易导致阿尔茨海默病(AD),但其潜在机制不明。研究表明,脑血管中 CD2AP 缺失与 AD 患者认知能力下降有关,脑血管理内皮细胞中 CD2AP 基因下调会损害雄性小鼠记忆功能。脑内皮 CD2AP 减少的动物在静息和神经血管耦合时血流调节改变,壁细胞活动存在缺陷,对 Aβ 的血管反应存

    来源:Neuron

    时间:2025-02-19

  • 解析三异聚体 GluN1-2B-2D NMDAR 通道门控与阻断的结构基础:解锁神经可塑性奥秘

    N - 甲基 - D - 天冬氨酸受体(NMDARs)不同亚型被谷氨酸和共激动剂甘氨酸离散激活,这对神经可塑性至关重要。一种特殊变体 —— 由结合甘氨酸的 GluN1 和两种结合谷氨酸的 GluN2 亚基组成的三异聚体受体,具有独特的药理学特性,尤其是对抗抑郁通道阻滞剂 S-(+)- 氯胺酮的敏感性增强。尽管意义重大,但三异聚体 NMDARs的配体门控和通道阻断的结构机制仍不清楚。在此,研究人员鉴定并表征了成年大脑中的三异聚体 GluN1-2B-2D NMDAR,解析了其在激活、抑制和 S-(+)- 氯胺酮阻断状态下的结构。这些结构揭示了依赖配体的构象动力学,这种动力学调节着细胞外结构域和跨膜

    来源:Neuron

    时间:2025-02-19

  • PARP2活性位点螺旋解旋机制揭示DNA损伤诱导酶活化的新范式

    研究发现聚(ADP-核糖)聚合酶2(PARP2)具有双重自抑制机制:其活性位点存在关键的310螺旋结构,必须发生构象解旋才能响应DNA损伤实现完全激活。与PARP1不同,PARP2的螺旋结构在静息状态下保持稳定,这种独特的激活途径解释了临床PARP抑制剂(PARPi)对两种同源酶的作用差异。特别值得注意的是,只有奥拉帕尼(Olaparib)能稳定PARP2的活性位点螺旋,这为开发选择性抑制剂提供了结构模板。研究还发现PARP2的螺旋结构域与催化域存在特异的动态通讯,而组蛋白PARylation因子HPF1并不影响其自抑制解除过程。这些发现揭示了PARP家族成员在分子激活机制上的显著分化,为癌症

    来源:Molecular Cell

    时间:2025-02-19

  • 突破传统认知:METTL1 非甲基转移酶功能在 tRNA 氨酰化及肿瘤转化中的关键作用

    在人类癌症中,源自 12q13 - 15 的染色体物质扩增较为常见,这被认为会导致多个协同致癌基因的过表达。为了确定其中涉及的致癌基因,研究人员运用斑马鱼脂肪肉瘤模型,过表达人类脂肪肉瘤中反复扩增的基因。研究发现,多个基因过表达后与 AKT 协同促进肉瘤发生,其中就有 tRNA 甲基转移酶(METTL1)。令人惊讶的是,AKT 会磷酸化 METTL1 使其酶活性失活。事实上,模拟磷酸化的 S27D 或催化失活的等位基因与野生型 METTL1 的致癌活性相似。研究还发现,METTL1 能结合多 tRNA 合成酶复合物(该复合物包含许多细胞氨酰 - tRNA 合成酶),且在不依赖其甲基转移酶活性的

    来源:Molecular Cell

    时间:2025-02-19


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