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解析大麦泛转录组:揭示基因型依赖的转录复杂性奥秘
在生命科学领域,作物的遗传奥秘一直是科研人员探索的重要方向。大麦作为一种在全球食品、饲料和饮品行业都有着重要地位的谷类作物,其适应能力强,为众多生物过程和产业提供了基础。然而,尽管此前的研究已经揭示了大麦基因组的一些遗传变异信息,但对于这些基因组多样性所带来的更广泛后果,尤其是在转录层面的影响,却知之甚少。“单参考偏差” 问题也一直困扰着科研人员,传统上使用单一参考基因组进行转录组分析,可能无法全面准确地反映转录本的真实情况。为了深入探究这些问题,来自国际大麦中心(International Barley Hub,IBH)/ 詹姆斯・赫顿研究所(James Hutton Institute,J
来源:Nature Genetics
时间:2025-02-04
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精细解析人群遗传结构,揭示跨人群遗传效应的广泛共性
在生命科学和健康医学领域,理解人类群体之间的遗传差异就像解开一把神秘的钥匙,它对于避免在基因组关联研究(Genome-Wide Association Studies,GWAS)中出现混淆因素至关重要,同时也有助于提升多基因评分(Polygenic Score,PGS)的可转移性。然而,目前的研究面临着诸多挑战。一方面,虽然 GWAS 已经发现了许多影响人类复杂性状的遗传因素,但遗传分层仍是一个主要的混杂因素,它会使效应大小的估计产生偏差,干扰对性状进化的研究以及不同人群之间的比较。另一方面,PGS 在不同血统人群中的准确性下降,这部分是由于遗传漂变导致一些因果变异具有群体特异性,以及群体特异
来源:Nature Genetics
时间:2025-02-04
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揭秘人肠道 α- 防御素 5 与结肠上皮受体 P2Y11 互作助力志贺氏菌感染机制,开辟抗感染新策略
人肠道 α- 防御素 5(HD5)是免疫系统中的一种肽,它既是重要的抗菌因子,却也因增强病原体黏附而促进感染,其矛盾功能的机制尚不明确。研究发现,HD5 能诱导上皮细胞产生大量丝状伪足,捕获志贺氏菌(一种主要的人类肠道侵袭性病原体,可利用这些丝状伪足入侵人体),揭示了 HD5 增强细菌入侵的机制。通过多组学筛选以及体外、类器官、动态肠道芯片和体内模型实验,确定 HD5 的受体为 P2Y11,这是一种分布在人结肠上皮腔面顶端的嘌呤能受体。抑制剂筛选表明,cAMP-PKA 信号通路是介导 HD5 调节细胞骨架活性的主要途径。该研究揭示了志贺氏菌的入侵机制,为对抗 HD5 增强的感染提供了新的干预策
来源:Nature Microbiology
时间:2025-02-04
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蛋白质引领道路:JAK抑制剂作为毒性表皮坏死松解的新治疗选择
在近期发表于《自然》杂志的一项研究中,诺德曼等人确定 Janus 激酶抑制剂(JAKi)可作为治疗危及生命的中毒性表皮坏死松解症(TEN)的新选择。他们通过对人体皮肤样本进行空间蛋白质组学分析,并在 TEN 患者体内给予 JAKi,证明了这一疗法能使患者快速重新上皮化并康复。由于 TEN 的死亡率高达 30 - 50%,该研究为靶向治疗开辟了一条新途径。诺德曼等人采用深度视觉蛋白质组学(DVP)技术,该技术将成像、基于人工智能(AI)的细胞分割、单个细胞的激光显微切割以及基于质谱的蛋白质组学相结合,用于比较自行消退的斑丘疹与严重药物性皮肤不良反应(CADR,TEN 定义为表皮剥脱超过 10%,
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy
时间:2025-02-04
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MDM2 抑制剂与 TP53 改变的克隆性造血关联:潜在风险与临床警示
在肿瘤治疗领域,p53 基因是一个明星分子。它编码的 p53 蛋白就像细胞的 “安全卫士”,时刻监控着细胞的健康状况,一旦发现细胞有癌变的苗头,p53 蛋白就会启动一系列机制,要么修复受损的细胞,要么让 “病入膏肓” 的细胞自我毁灭,从而阻止肿瘤的发生。然而,在超过半数的人类恶性肿瘤中,p53 基因发生了功能缺失的突变,失去了对肿瘤的抑制作用。除了基因突变,还有一种情况会让 p53 蛋白 “失灵”,那就是 MDM2 蛋白的过度表达。MDM2 是一种 E3 泛素连接酶,它会与 p53 蛋白结合,给 p53 蛋白贴上 “降解标签”,导致 p53 蛋白被细胞内的 “垃圾处理系统” 分解掉,使得肿瘤细
来源:npj Precision Oncology
时间:2025-02-04
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多模态大语言模型:助力激光视力矫正安全性评估与禁忌证预测的新利器
在当今科技飞速发展的时代,眼科领域的激光视力矫正手术为众多近视患者带来了清晰世界的希望。然而,手术安全却像一把高悬的达摩克利斯之剑,时刻牵动着医生和患者的心。传统的激光视力矫正安全性评估指标,如残余基质床厚度(RSB)、组织消融百分比(PTA)以及 Randleman 扩张风险评分系统(ERSS) ,虽然对判断手术风险至关重要,但手动计算这些指标不仅耗时费力,还容易受到人为因素的干扰。而且,对于复杂的角膜地形图等非结构化数据,传统机器学习(ML)方法常常力不从心,难以有效处理。此外,现有的 AI 工具由于其复杂性和不友好的用户界面,很难被临床医生融入到日常的手术评估流程中,这使得手术风险评估难
来源:npj Digital Medicine
时间:2025-02-04
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PLCn2的C2结构域通过抑制HRAS-RAF1互作调控类风湿关节炎中肿瘤样滑膜细胞的恶性表型
类风湿关节炎(RA)作为一种典型的自身免疫性疾病,其核心病理特征之一是关节滑膜中成纤维样滑膜细胞(FLSs)的异常活化。这些细胞不仅表现出类似肿瘤细胞的侵袭性生长特性,还能通过分泌促炎因子和基质金属蛋白酶(MMPs)加剧关节破坏。尽管当前以免疫细胞为靶点的生物制剂取得了一定疗效,但约30%患者仍面临治疗抵抗或药物毒副作用。因此,寻找直接调控FLSs病理行为的新靶点成为RA研究的重要方向。在这一背景下,庆尚国立大学的研究团队将目光投向了C2结构域——这是一类广泛参与细胞信号转导和膜运输的蛋白质功能模块。通过构建包含144种C2结构域的腺病毒载体库,研究人员采用高通量功能筛选技术,首次发现磷脂酶C
来源:Experimental & Molecular Medicine
时间:2025-02-04
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磷脂酶 Cβ4:调控破骨细胞生成的关键因子,开启骨疾病治疗新希望
在人体的骨骼世界里,破骨细胞是一群勤劳的 “小矿工”,它们负责分解老旧的骨质,维持骨骼的正常代谢。然而,破骨细胞的分化和功能调控机制十分复杂,仍有许多未知等待探索。磷脂酶 C(PLC)家族在细胞的多种生理过程中发挥着关键作用,但它们在骨细胞,尤其是破骨细胞中的功能却鲜为人知。其中,磷脂酶 Cβ4(PLCβ4)以往被发现主要在神经和视网膜组织中活跃,在骨细胞领域几乎是个 “神秘角色” 。随着骨质疏松等骨疾病的发病率不断上升,寻找新的治疗靶点和策略迫在眉睫,对 PLCβ4 在骨细胞中作用的研究变得至关重要。为了揭开 PLCβ4 在骨细胞中的神秘面纱,韩国庆北国立大学(Kyungpook Natio
来源:Experimental & Molecular Medicine
时间:2025-02-04
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类风湿关节炎新突破:阻断滑膜细胞与破骨细胞 “对话” 缓解病情
类风湿关节炎(RA)就像隐藏在身体里的 “小恶魔”,悄无声息地侵蚀着人们的关节健康。它不仅会让患者关节疼痛、肿胀,还会造成组织损伤,严重影响生活质量。目前,虽然对 RA 的研究有了一定进展,多种治疗方法能在一定程度上缓解症状,但 RA 的发病机制极为复杂,现有治疗方案仍存在许多问题,比如部分患者对药物不敏感,联合治疗还可能带来不良反应等,这让医生和患者都十分困扰。为了找到更好的治疗方法,来自韩国加图立大学(Gachon University)等机构的研究人员开展了一项重要研究,相关成果发表在《Experimental & Molecular Medicine》杂志上。在这项研究中,研究
来源:Experimental & Molecular Medicine
时间:2025-02-04
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揭秘血清素:肠道炎症治疗的新希望?
在人体中,肠道有着庞大的免疫系统和外周神经系统,肠道 - 脑轴对调节整体身体功能和肠道内稳态至关重要。然而,目前对于肠道组织与肠道微生物群之间的相互作用、黏膜免疫系统的失调如何引发不受控制的炎症反应,以及肠神经系统(ENS)在这些过程中的具体作用,科学家们尚未完全明晰。同时,神经调节剂与肠道免疫系统之间的相互联系也未被彻底阐明。在研究肠道炎症相关机制时,动物模型虽被广泛应用,但由于啮齿动物和人类在病原体易感性、微生物组组成等方面存在差异,导致从动物模型获得的研究结果难以准确应用于人类健康研究。比如在研究血清素(一种在肠道中产生的神经调节剂)在肠道炎症中的作用时,使用小鼠和大鼠模型得到的结果相互
来源:Experimental & Molecular Medicine
时间:2025-02-04
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Protein kinase A 调控铁死亡的分子机制及潜在治疗意义
在癌症治疗中,GPX4 依赖的铁死亡已成为一种治疗策略。研究表明,蛋白激酶 A(PKA)以 ALKBH5 依赖的方式,通过控制 GPX4 的 m6A 修饰参与铁死亡的调控。值得注意的是,研究鉴定出 m6A 去甲基化酶 ALKBH5 是 PKA 的新靶点,PKA 会促使 ALKBH5 蛋白发生磷酸化依赖的降解。此外,敲除 ALKBH5 可通过维持 GPX4 的 m6A 修饰和稳定性,抑制铁死亡细胞死亡。因此,PKA 通过调节 ALKBH5 依赖的 GPX4 稳定性,成为铁死亡的关键调节因子。该研究揭示了 PKA 参与 m6A 修饰,进而调控 GPX4 依赖的铁死亡和肿瘤进展的机制。
来源:Cell Death & Differentiation
时间:2025-02-04
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解析 MCL-1 与 BAK 相互作用的分子特异性及其对设计强效 MCL-1 抑制剂的意义
BCL-2(B-cell lymphoma-2)家族蛋白之间的相互作用错综复杂,掌控着线粒体凋亡过程。抗凋亡蛋白 MCL-1(Myeloid cell leukemia-1)主要通过隔离能形成孔道的效应蛋白 BAK(BCL-2 homologous antagonist/killer)来发挥其功能。明晰 MCL-1 与 BAK 形成的复合物,对癌细胞对 BH3模拟物的敏感性研究至关重要,然而,二者相互作用的精确分子机制仍不明确。在此项研究中,研究发现来自 BAK 的标准 BH3肽与 MCL-1 蛋白的结合并不充分,而在 C 端多了五个残基的延长型 BAK-BH3肽,其与 MCL-1 的亲和力却
来源:Cell Death & Differentiation
时间:2025-02-04
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软X射线断层扫描揭示TasA缺失对枯草芽孢杆菌生物膜三维结构的调控作用
在微生物世界中,细菌很少单独行动——它们更倾向于组建名为"生物膜"的立体社区。这些由胞外基质(ECM)包裹的微生物聚集体,就像是细菌建造的"城市",既能抵御抗生素攻击,又能通过群体协作获取营养。然而,这座"城市"的精细三维结构一直是个谜团,传统成像技术要么分辨率不足,要么需要破坏性的样品处理。特别是在研究枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)这类模式微生物时,其生物膜中关键蛋白TasA如何调控整体结构,始终缺乏直观证据。来自德国马普研究所等机构的研究团队在《npj Biofilms and Microbiomes》发表突破性成果。他们巧妙地将生物膜限制在毛细管中生长,结合同步辐射光
来源:npj Biofilms and Microbiomes
时间:2025-02-04
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铁感应蛋白 BTSa:调控大豆根瘤形成的关键 “开关”
豆科植物会与共生固氮根瘤菌形成根瘤,而这一过程需要充足的铁来确保共生关系的建立和高效固氮。虽然铁在固氮根瘤中的功能和机制已较为明确,但铁的具体作用,以及豆科植物感知铁并将相关信号整合到结瘤信号通路中的机制仍不清晰。研究发现,铁是根瘤形成的关键驱动因素,即便在光照充足、低氮条件下,没有铁就无法形成共生根瘤。研究还确定了大豆结瘤的最适铁含量,以及铁传感器布鲁图斯 A(BRUTUS A,BTSa)。BTSa能被根瘤菌诱导产生,与铁结合并被铁稳定。反过来,BTSa通过其 RING 结构域对促结瘤转录因子 NSP1a进行单泛素化修饰,稳定 NSP1a并增强其转录激活活性,进而激活结瘤信号。在铁充足的情况
来源:Nature Plants
时间:2025-02-04
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钙钛矿驱动太阳能C2烃类合成:CO2高效转化的光电化学新策略
全球能源转型背景下,如何将CO2转化为高附加值化学品是缓解气候危机和资源短缺的关键挑战。传统工业依赖化石原料生产乙烯(C2H4)和乙烷(C2H6),但伴随高能耗与碳排放。光电化学(PEC)技术虽能直接利用太阳能驱动反应,却因催化剂过电位高、半导体光电压不足等问题,难以实现高效多碳合成。美国加州大学伯克利分校Peidong Yang团队联合剑桥大学学者,在《Nature Catalysis》发表研究,通过设计钙钛矿(PVK)光吸收体与铜纳米花(CuNF)催化剂的界面,构建了高效PEC系统。该系统在0 V(vs. RHE)下实现9.8% C2烃类法拉第效率(FY),并首次耦合硅纳米线(SiNW)光
来源:Nature Catalysis
时间:2025-02-04
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长期隔日禁食重塑2型糖尿病小鼠脂代谢谱:改善糖稳态与肝脏脂肪变性的多组学机制
在全球糖尿病患病率持续攀升的背景下,超过90%的肥胖糖尿病患者伴随非酒精性脂肪肝疾病(NAFLD),这种"糖脂共病"现象给临床治疗带来巨大挑战。虽然热量限制和间歇性禁食(IF)在代谢综合征前期显示出改善效果,但对于已确诊的2型糖尿病(T2D)患者,长期代谢干预的效果和机制仍属未知领域。美国印第安纳大学(Indiana University)和佛罗里达大学(University of Florida)的Eleni Beli团队在《npj Metabolic Health and Disease》发表的研究,通过长达6个月的隔日禁食干预,系统揭示了IF对糖尿病代谢异常的多维度改善作用。研究人员采用
来源:npj Metabolic Health and Disease
时间:2025-02-04
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微流控芯片MIRO模型重塑肿瘤-基质界面:为免疫治疗筛选提供全新平台
摘要免疫疗法仅对部分癌症患者有效,而肿瘤微环境(TME)的复杂性是导致耐药的关键因素。研究团队开发了全人源化微流控芯片平台MIRO,通过模拟肿瘤-基质界面的空间构象,首次实现了对免疫细胞动态迁移和药物响应的实时观测。引言肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)和NK细胞的丰度与患者预后显著相关,但约60-80%患者对免疫调节疗法无响应。研究表明,癌症相关成纤维细胞(CAF)通过分泌TGF-β、PD-L1等免疫抑制分子,以及形成致密的细胞外基质(ECM)网络,共同构成物理和化学屏障。现有3D模型因使用鼠源胶原或合成水凝胶而缺乏生理相关性,而传统微流控技术难以实现多细胞互作的高分辨率追踪。结果肿瘤-基质边界空间
来源:Nature Communications
时间:2025-02-04
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钾离子选择性通道视紫红质光门控的结构解析:开启光遗传学新视野
在神秘的微观世界里,有一种神奇的蛋白质 —— 通道视紫红质(ChRs),它就像一把能被光操控的离子通道 “钥匙”,广泛应用于光遗传学领域,帮助科学家精准控制神经元等细胞的活动。然而,这把 “钥匙” 是如何在光的作用下打开离子通道大门的,一直是个未解之谜。缺乏通道视紫红质光门控离子传导机制的结构信息,就像在黑暗中摸索,极大地限制了其作为光遗传学工具的进一步优化和发展。为了揭开这个神秘的面纱,来自加拿大、美国、以色列等多个国家研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们聚焦于链壶菌(Hyphochytrium catenoides)中的钾离子通道视紫红质 1(HcKCR1),对其进行深入研究。最终,研究
来源:Nature Communications
时间:2025-02-04
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基于侧链反应性与非生物磷酸酯自组装的定向肽键形成机制研究
在生命起源和合成生物学领域,肽键的定向形成一直是核心挑战。生物体内依赖核糖体与氨基酰-tRNA的精密协作,而体外模拟这一过程通常需要复杂催化剂或极端条件。现有化学方法如N-羧基酸酐(NCA)聚合、氧化还原活性凝聚层等,往往面临选择性差、副反应多或环境兼容性低等问题。如何在水相中实现类似生物系统的选择性肽键形成,成为突破合成生物学瓶颈的关键。德国弗莱堡大学Charalampos G. Pappas团队在《Nature Communications》发表研究,通过仿生设计氨基酸基磷酸酯(aminoacyl phosphate esters),揭示了自组装微环境驱动肽键选择性的新机制。研究采用超分子
来源:Nature Communications
时间:2025-02-04
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揭秘 eEF1A 新生链折叠奥秘:Ypl225w 介导的 GTP 驱动新机制
在细胞的微观世界里,蛋白质的正确折叠如同精密机器的零件组装,至关重要。真核翻译延伸因子 1A(eEF1A)是细胞内一种含量丰富且功能关键的多结构域 GTP 酶,它在蛋白质合成过程中负责将携带氨基酸的转运核糖核酸(tRNA)精准地送到正在翻译的核糖体上,确保蛋白质的合成顺利进行。然而,eEF1A 在合成后的折叠过程却隐藏着诸多奥秘。目前已知,蛋白质折叠需要分子伴侣的协助,在真核生物中,热休克蛋白 70(Hsp70)及其共伴侣、Hsp90 系统和 TRiC/CCT 伴侣蛋白在蛋白质折叠中发挥着重要作用。但对于 eEF1A 这种特殊的蛋白质,其共翻译(即蛋白质在核糖体上合成的同时进行折叠)阶段的折叠
来源:Nature Communications
时间:2025-02-04