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  • 人类DNA前导链合成的遗传与生化基础:POLE3-POLE4与CHTF18-RFC协同调控Pol ε持续合成能力的机制

    生命的延续依赖于遗传信息的精确复制。在细胞分裂过程中,DNA复制是核心环节,其保真度和效率直接关系到基因组的稳定性。 dysfunction of this process is associated with human genetic disease and cancer。真核生物的DNA复制由多个复制酶协同完成,其中DNA聚合酶ε(Pol ε)主要负责前导链(leading strand)的连续合成。Pol ε是一个由四个亚基(POLE1, POLE2, POLE3, POLE4)组成的复杂酶。POLE1是催化亚基,POLE2将Pol ε与解旋酶CMG(CDC45/MCM2-7/GINS

    来源:Nature Communications

    时间:2025-12-05

  • 为终点线冲刺加油:通过核苷酸代谢调控人类端粒酶活性

    威廉·曼赫兹(William Mannherz)| 苏尼特·阿加瓦尔(Suneet Agarwal)波士顿儿童医院血液学/肿瘤学与干细胞项目;美国马萨诸塞州波士顿摘要端粒是重复的DNA序列,它们维持着基因组的完整性。人类端粒的长度通过基因组复制过程中的端粒侵蚀与端粒酶逆转录酶介导的端粒延长之间的平衡来保持在一个狭窄的范围内。在人类中,遗传决定的端粒长度与寿命相关,而端粒长度维持基因的遗传缺陷则会导致一系列致命疾病,这些疾病被称为端粒生物学障碍(TBDs)。最近,dNTP代谢被证实是一个此前未被充分重视的途径,它对人类端粒酶的调控和端粒长度的控制至关重要。全基因组关联研究指出,多个dNTP代谢基

    来源:DNA Repair

    时间:2025-12-05

  • 未经处理的糖蜜通过使用工程改造的Aureobasidium melanogenum P8AC-4菌株,能够显著提高2,3-丁二醇的合成效率

    2,3-丁二醇(BDO)作为重要的平台化合物,在医药、材料科学等领域具有重要应用价值。传统石油基合成路线面临资源枯竭和环境污染的双重挑战,而微生物发酵技术因其可持续性和高选择性受到广泛关注。中国天津大学合成生物学研究团队通过系统构建新型工程菌株,实现了BDO的高效生物合成,并提出了基于抑制物调控的新型发酵策略,为生物制造领域提供了创新解决方案。一、研究背景与挑战分析2,3-BDO的三个立体异构体具有显著不同的应用价值:外消旋异构体是聚酯生产的关键单体,而(R,R)和(S,S)异构体则作为不对称合成中间体具有重要医药价值。尽管生物合成法已取得突破性进展,当前工业应用仍面临两大核心瓶颈:一是碳源成

    来源:Bioresource Technology

    时间:2025-12-05

  • Mycobacteriophage Mcgavigan 使用非典型的 Bxb1 类抑制因子来实现异型超级感染免疫

    本研究聚焦于新型食源性分枝杆菌噬菌体Mcgavigan的功能解析及其在牛 Johne's病防控中的应用潜力。通过基因组学分析和CRISPR基因编辑技术,揭示了该噬菌体通过水平基因转移获得的Bxb1-like阻遏蛋白在介导异源超级感染免疫中的关键作用,同时为噬菌体疗法开发提供了重要理论依据。### 噬菌体Mcgavigan的基因组特征与进化起源通过NCBI BLAST分析和VIRIDIC软件的系统发育树构建,确认Mcgavigan属于簇F1亚型,与已知噬菌体Fruitloop、Terelak等具有高度同源性。基因组测序显示其全长59,369bp,GC含量61.9%,包含独特的Bxb1-like阻

    来源:Journal of Basic Microbiology

    时间:2025-12-05

  • 尼罗罗非鱼的gfra1a突变导致从内源性营养源向外源性营养源的转换失败,并伴随肠道氧化应激

    在脊椎动物繁殖策略中,卵生(oviparity)与胎生(viviparity)的显著差异主要体现在胚胎营养供给机制上。卵生动物胚胎发育完全依赖卵黄中的预存营养,这一过程在孵化后必须通过营养源转换(endogenous-to-exogenous nutrient source transition,eeNST)实现向外界摄取营养的过渡。eeNST期间,胚胎肠道既要完成从储存营养到主动消化功能的形态转变,又要应对环境应激因素带来的氧化损伤挑战。近年来,随着模式生物研究的深入,卵生动物肠道发育的分子调控机制逐渐成为研究热点。例如,在斑马鱼中,hsd17b12a基因突变会引发肠道氧化应激和铁死亡,导致

    来源:Aquaculture

    时间:2025-12-05

  • 综述:通过CRISPR精确重接响应压力的基因网络:迈向气候智能型农业的机制途径

    摘要气候变化对全球农作物生产力构成了前所未有的威胁,气温升高、长期干旱和土壤盐碱化已经导致主要作物的产量减少了10%至25%。尽管传统的育种方法在历史上一直有效,但它们应对这些紧迫挑战的速度太慢,通常需要超过十年的时间才能培育出耐逆品种。精准基因组编辑技术(尤其是CRISPR-Cas系统)的出现彻底改变了作物改良的方式,它能够对天然基因进行靶向的单核苷酸修饰,而无需引入外源DNA。关注特定基因至关重要,因为耐逆性通常由一些已经得到充分研究的调控节点控制,例如转录因子、转运蛋白和信号传导成分,这些节点是复杂性状的分子“杠杆点”。通过编辑这些基因(例如水稻中的OsNAC14以增强抗旱性、小麦中的T

    来源:Journal of Crop Health

    时间:2025-12-05

  • 综述:CAR-NK细胞在妇科癌症中的应用:免疫微环境的重塑与免疫治疗策略

    妇科恶性肿瘤的免疫治疗进展:CAR-NK细胞技术的临床转化与应用探索一、妇科恶性肿瘤的诊疗现状与挑战妇科恶性肿瘤包括卵巢癌、宫颈癌和子宫内膜癌,这些疾病具有高发病率、高死亡率及治疗耐药性三大特征。卵巢癌作为最常见的妇科恶性肿瘤,其诊断多在晚期,五年生存率不足50%。宫颈癌虽可通过HPV疫苗和筛查有效预防,但在低收入地区仍造成大量死亡。子宫内膜癌虽早期可治愈,但约30%病例会进展为耐药性复发。现有化疗方案存在疗效递减、毒副作用显著等问题,特别是对复发性或转移性病例效果有限。二、CAR-NK技术的创新突破1. **细胞来源的多元化革新**传统CAR-T技术依赖患者自体细胞,存在制备周期长(2-4周

    来源:Frontiers in Immunology

    时间:2025-12-04

  • 利用CRISPR-Cas12a和同源定向修复技术在玉米中实现高效靶向插入的进展

    ### 玉米靶向大片段插入技术(TIN)的优化与机制解析#### 研究背景与核心问题近年来,精准基因组编辑技术因其在农业育种中的高效性和可控性备受关注。传统转基因技术依赖随机插入,存在插入位置不可控、基因表达不稳定等问题,且筛选效率低下。靶向大片段插入技术(Targeted Insertion, TIN)通过设计供体载体和引导RNA(gRNA),可在特定染色体位点精准整合大片段DNA(如超过10 kb的基因堆叠序列)。然而,该技术在植物中的应用仍面临效率低、事件质量参差等瓶颈。本研究以玉米为模式生物,系统评估了CRISPR-Cas12a介导的HDR修复途径在TIN中的优势,并优化了从gRNA筛

    来源:Frontiers in Genome Editing

    时间:2025-12-04

  • 核内机制在密码子使用偏好调控人类基因表达中的关键作用

    在分子生物学领域,密码子使用偏好长期以来被视为通过翻译相关过程调控基因表达的关键因素。然而,越来越多的证据表明,同义密码子的选择不仅影响翻译效率,还可能通过未知的核内机制影响基因表达水平。这一现象在人类细胞中尤为复杂,因为人类基因组具有较高的GC含量和特定的密码子使用模式。传统观点认为,密码子主要通过调控翻译延伸速度、核糖体暂停及共翻译mRNA降解等胞质过程来影响基因表达,但近期研究发现,密码子使用偏好与核内RNA水平存在显著相关性,提示存在翻译无关的核内调控机制。为系统解析密码子使用偏好影响基因表达的具体机制,研究人员采用全基因组CRISPR-Cas9筛选技术,结合双报告基因细胞系,筛选出多

    来源:Nature Communications

    时间:2025-12-04

  • 单个体水平完成双翅目害虫橘小实蝇端粒到端粒基因组组装揭示性染色体演化与嗅觉基因扩张

    在农业害虫防控领域,双翅目昆虫(如果实蝇类)因其体型微小、遗传背景复杂及端粒/着丝粒结构保守性低,长期阻碍高质量基因组资源的获取。传统基因组组装需混合多个个体DNA,易引入单倍型冗余,难以实现端粒到端粒(T2T)的完整组装。橘小实蝇作为危害150余种水果作物的入侵性害虫,其基因组中性染色体结构、化学感受基因家族演化等关键问题尚未解析,制约了基于基因靶点的绿色防控技术研发。本研究通过优化低输入PacBio HiFi CCS文库构建技术,对单只雄性橘小实蝇个体进行测序,结合近交群体混合样本的牛津纳米孔(ONT)长读长数据和Hi-C染色质构象捕获技术,采用多步骤拼接策略(包括污染物过滤、单元图验证、

    来源:Nature Communications

    时间:2025-12-04

  • 液泡型H+-ATP酶介导的细胞器外缓冲机制:逆转线粒体功能障碍的新策略

    当细胞内的能量工厂——线粒体出现故障时,整个细胞会陷入能量危机。线粒体功能障碍不仅是原发性线粒体疾病的根源,更与神经退行性疾病、癌症乃至衰老过程密切相关。这些疾病的共同特征是线粒体无法正常合成蛋白质,导致能量生产链中断。尽管细胞拥有复杂的质量监控系统来应对线粒体压力,但长期以来,科学家们一直在寻找能够有效缓解线粒体功能障碍的外部干预靶点。在《Nature Communications》最新发表的研究中,由Geoffray Monteuuis和Christopher B. Jackson领导的研究团队发现了一个意想不到的“救援系统”——液泡型H+-ATP酶(vacuolar-type H+-AT

    来源:Nature Communications

    时间:2025-12-04

  • 超级增强子通过FOXA1调控SLC7A11介导前列腺癌双硫死亡的新型机制

    前列腺癌是全球男性泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一,尤其在西欧国家,新诊断的男性癌症病例中约20%为前列腺癌,死亡率约为9%。虽然亚洲人群的发病率相对较低,但随着生活方式改变和人口老龄化,中国的前列腺癌发病率正在稳步上升。早期前列腺癌通常对雄激素剥夺疗法(ADT)反应良好,然而大多数晚期病例最终会进展为去势抵抗性前列腺癌(CRPC),后者更依赖于雄激素受体(AR)信号通路。作为一种所谓的"免疫冷"肿瘤,前列腺癌对免疫检查点抑制剂反应不佳,这使得CRPC的治疗尤为棘手。程序性细胞死亡是清除异常细胞的关键机制,包括铁死亡(ferroptosis)、自噬、免疫原性细胞死亡和坏死性凋亡(necroptos

    来源:Cell Death & Disease

    时间:2025-12-04

  • 乳酸脱氢酶(LDH)通过丙酮酸代谢途径决定了Pichia kudriavzevii菌对乳酸的耐受性

    张慧|韩美月|庞泽民|李伟伟|李秀婷|孙宝国北京工商大学老年营养与健康重点实验室,教育部,北京,100048,中国摘要乳酸胁迫在传统发酵食品中很常见。Pichia kudriavzevii因其优异的耐酸性而在工业上得到广泛应用,因此揭示其响应机制对于实现可持续的发酵过程至关重要。本研究探讨了P. kudriavzevii的显著耐酸能力,该菌种能够耐受80 g/L的乳酸。通过转录组分析确定了P. kudriavzevii的关键耐酸基因lldD。重要的是,本研究首次利用CRISPR-Cas9技术敲除了与耐酸性相关的关键基因lldD,并成功构建了lldD敲除菌株(pk-ΔlldD)。pk-ΔlldD

    来源:Food Microbiology

    时间:2025-12-04

  • 综述:根系的可塑性和适应性结构:提升作物耐盐性的关键机制

    土壤盐渍化对全球农业可持续发展的威胁日益加剧,其中根系系统作为植物与土壤环境的首道交互界面,其动态适应机制成为耐盐作物研发的核心科学问题。本研究团队通过整合多学科研究进展,系统阐述了植物在盐胁迫条件下通过根系架构重塑、次生代谢物屏障构建、激素信号网络调控及微生物群落互作等多维度协同响应机制,为盐碱地农业利用提供了理论框架和技术路线。一、盐渍化胁迫的生物学效应与根系响应机制7天)则触发系统性适应性,如水稻根系主轴延长与侧根分形数动态调整的平衡策略。二、根系架构动态调控网络(1)主根延伸调控:通过比较拟南芥、小麦和大麦的根系发育模式发现,盐胁迫导致主根木质部导管细胞程序性死亡,触发次生生长启动子基

    来源:Biotechnology Advances

    时间:2025-12-04

  • 通过对Cyclina sinensis(鲍鱼)地幔甲基组(methylome)和转录组(transcriptome)的整合分析,我们获得了关于贝壳颜色形成分子机制的新见解

    本研究以经济贝类物种紫贝(*Cyclina sinensis*)为对象,首次通过牛津纳米孔测序技术(ONT)系统解析了紫色贝壳与白色贝壳表型差异的甲基化图谱,并结合转录组学数据揭示了表观遗传调控网络在贝壳颜色形成中的核心作用。研究团队来自江苏海洋大学,联合多个实验室共同完成,成果发表于2025年最新一期的《Epigenetics & Chromatin》期刊。### 一、研究背景与科学问题紫贝作为浅海养殖的重要经济贝类,其贝壳颜色直接影响商品价值。现有研究多聚焦于遗传变异对贝壳颜色的调控(Wang et al., 2008; Zheng, 2008),但关于表观遗传机制的研究仍存在空白。本研究

    来源:Aquaculture Reports

    时间:2025-12-04

  • 在Physcomitrella(小立碗菜)中利用CRISPR/Cas9进行靶向基因筛选,发现了新的细胞分裂相关基因

    该研究以模式植物Physcomitrium patens(地钱)为对象,系统解析了植物细胞分裂特异性基因家族的进化起源与分子功能。通过整合共表达分析与CRISPR/Cas9靶向筛选技术,研究者鉴定了三个首次在植物中描述的基因家族,为理解陆生植物登陆适应提供了分子证据。一、研究背景与核心假设植物细胞分裂在多个层面区别于动物和真菌系统。其核心特征包括:1)依赖phragmoplast而非中心体构建纺锤体;2)通过细胞板完成胞质分裂;3)存在独特的PPB(前极体带)形成机制。这些特征暗示植物在登陆过程中经历了显著分子机制的适应性演化。已有研究在植物中鉴定出KNOLLE、FASS/TON2等特定基因,

    来源:Frontiers in Plant Science

    时间:2025-12-04

  • PRMT1基因敲除通过调控细胞周期与迁移影响人支气管上皮细胞功能的机制研究

    随着工业化和城市化进程的加速,全球环境污染问题日益严重,肺部疾病的发病机制日趋复杂。在这一背景下,探索新的诊断和治疗方法显得尤为重要。蛋白精氨酸甲基转移酶1(PRMT1)作为最重要的精氨酸甲基转移酶,负责细胞内85%的PRMT活性,通过催化蛋白质精氨酸侧链的单甲基化和不对称二甲基化,在胚胎发育和多种器官的生理过程中发挥关键作用。近年来研究发现PRMT1在肺部疾病中表达异常,与哮喘、非小细胞肺癌等疾病的发生发展密切相关,但其在支气管上皮这一呼吸道第一道防线中的具体生物学功能仍不清楚。为了深入探究PRMT1在支气管上皮细胞中的功能机制,Wen-Jing Yang、Bing-Yan Liu和Lu X

    来源:Scientific Reports

    时间:2025-12-04

  • 多组学解析KDM5C、KDM6A与KMT2B在癌症表观遗传失调与转录重编程中的作用机制

    在肿瘤生物学研究领域,表观遗传调控机制日益受到关注。组蛋白修饰作为表观遗传调控的重要方式,通过动态改变染色质结构影响基因表达模式。组蛋白甲基化修饰尤其关键,例如H3K4me3(组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化)通常标记活跃启动子区域,而H3K27me3(组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化)则与基因沉默相关。这些修饰的平衡由组蛋白修饰酶(HME)精密调控,包括甲基转移酶和去甲基化酶。然而,在癌症中,组蛋白修饰酶经常发生突变,导致表观遗传景观紊乱,进而驱动肿瘤发生发展。一个令人困惑的现象是,功能相反的组蛋白修饰酶在多种癌症中同时存在突变。例如,KMT2B(H3K4me3甲基转移酶)和KDM5C(H3K

    来源:Communications Biology

    时间:2025-12-04

  • CRISPR-Cas9介导的四倍体紫花苜蓿基因组编辑:编辑效率、时序及突变等位基因向有性和无性后代的传递研究

    在植物育种领域,多倍体作物(如小麦、棉花、苜蓿等)因其基因组复杂性和多个等位基因的存在,使得通过传统育种或基因工程技术实现性状改良面临巨大挑战。特别是对于紫花苜蓿(Medicago sativa)这类重要的豆科牧草,其作为同源四倍体(2n=4x=32)植物,理论上一个基因座包含四个等位基因。利用CRISPR-Cas9等基因组编辑技术,理论上可以同时敲除或修饰所有等位基因,从而快速获得性状均一的改良品种。然而,在实际操作中,如何高效地实现所有等位基因的同步编辑,并确保编辑事件能够稳定遗传给后代,是目前多倍体植物基因组编辑研究的核心难点之一。本研究聚焦于利用CRISPR-Cas9系统对紫花苜蓿的谷

    来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)

    时间:2025-12-04

  • 综述:CRISPR–Cas9介导的基因疗法在遗传性骨髓衰竭综合征中的应用

    遗传性骨髓衰竭综合征的CRISPR-Cas9基因治疗进展与挑战一、研究背景与核心问题遗传性骨髓衰竭综合征(iBMFS)是一类罕见但严重的遗传性疾病,以骨髓造血功能障碍为核心特征,伴随多器官受累和癌症易感性。传统治疗手段如造血干细胞移植存在供体短缺、移植相关并发症(如移植物抗宿主病)及费用高昂等局限。基因编辑技术的突破为iBMFS提供了新的治疗方向,特别是CRISPR-Cas9系统及其衍生技术(如碱基编辑和Prime编辑)的应用展现出巨大潜力。二、技术体系演进与临床适配性1. 基础CRISPR-Cas9技术体系传统CRISPR-Cas9系统通过双链断裂(DSB)激活细胞内DNA修复机制,主要分为

    来源:Frontiers in Hematology

    时间:2025-12-04


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