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综述:解码真菌致病性:重组杂交体揭示黑粉菌的奥秘
Preview玉米黑粉菌Ustilago maydis和Sporisorium reilianum虽基因组相似度达74%,却呈现截然不同的侵染模式:前者诱导玉米茎叶形成可食用的肿瘤状结构(huitlacoche),后者则系统性破坏花序。德国科隆大学团队通过CRISPR辅助同源重组技术,将S. reilianum的Sra1/Srb1基因座替换至U. maydis的FB1菌株中,构建出嵌合体FB1_Sra1b1,再与S. reilianum SRZ2(Sra2b2)交配获得双核菌丝rUSH。荧光标记(mCherry/GFP)证实双核共存,而卡尔科弗卢尔白染色显示其能形成类似亲本的附着胞结构。调控分
来源:Cell Reports
时间:2025-06-14
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基于聚胺修饰温敏水凝胶的CRISPR/Cas9介导黑色素瘤基因治疗经皮递送系统研究
基因编辑技术CRISPR/Cas9被誉为"基因剪刀",为癌症治疗带来了革命性希望,但其临床应用却面临两大"拦路虎":一是容易误伤正常基因的脱靶效应,二是难以高效递送至靶细胞。特别是在恶性黑色素瘤治疗中,传统手术切除对转移病灶束手无策,化疗药物又存在全身毒性。如何实现精准、安全的局部基因治疗,成为摆在科学家面前的重大挑战。湖北大学的研究团队独辟蹊径,将目光聚焦于温敏水凝胶这一"智能载体"。他们创新性地开发了三种电特性各异的水凝胶:中性(Nuh)、负电(Ngh)和正电(Psh)。通过系统比较发现,聚胺修饰的Psh如同配备了"导航系统",不仅能高效装载CRISPR/Cas9核糖核蛋白复合物(RNP)
来源:Journal of Nanobiotechnology
时间:2025-06-14
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线粒体去乙酰化酶dSirt4通过调控溶菌酶表达塑造果蝇肠道菌群的研究
在生命体与环境的复杂互动中,肠道作为关键的代谢和免疫器官,面临着如何平衡营养吸收、微生物稳态和应激反应的多重挑战。线粒体作为细胞的能量工厂,其功能异常与多种肠道疾病密切相关,特别是炎症性肠病(IBD)。然而,线粒体去乙酰化酶(NAD+-dependent deacetylases)在肠道稳态调控中的具体机制仍不清楚。德国基尔大学Thomas Roeder团队在《Animal Microbiome》发表的研究,以果蝇为模型,揭示了线粒体去乙酰化酶dSirt4通过调控溶菌酶表达塑造肠道菌群的新机制。研究人员采用蛋白质组学分析、CRISPR/Cas9基因编辑、16S rRNA测序等技术手段。通过构建
来源:Animal Microbiome
时间:2025-06-14
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综述:解淀粉芽孢杆菌在生物防治、代谢工程及蛋白表达中的应用前景
Abstract—解淀粉芽孢杆菌(B. amyloliquefaciens)作为革兰氏阳性菌的典型代表,其基因组中编码着丰富的次级代谢产物合成基因簇,包括 surfactin(表面活性素)和 iturin(伊枯草菌素)等抗菌物质。这些特性使其成为生物防治领域的明星菌株——在农业实验中,该菌通过分泌脂肽类化合物可显著抑制镰刀菌(Fusarium)等植物病原体的生长,同时激活植物系统抗性(ISR)。代谢工程改造潜力菌株特有的非核糖体肽合成酶(NRPS)和聚酮合酶(PKS)基因簇,为定向改造代谢通路提供了靶点。最新研究通过敲除 spo0A 基因(调控芽孢形成的关键转录因子),使异源蛋白(如α-淀粉酶
来源:Applied Biochemistry and Microbiology
时间:2025-06-14
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多模态扰动技术:整合成像与测序的哺乳动物组织原位基因功能解析平台
这项突破性研究构建了名为Perturb-Multimodal(扰动多模态)的创新平台,巧妙地将高通量成像技术与单细胞RNA测序(scRNA-seq)相结合,直接在完整哺乳动物组织中开展规模化基因功能研究。通过RCA-MERFISH成像技术,科学家们首次实现了对细胞原位基因型、多组学RNA-蛋白表型以及亚细胞形态特征的同步捕获;而改良的固定细胞Perturb-seq技术则保留了体内CRISPR筛选后的完整转录组信息。研究团队将该系统应用于小鼠肝脏模型,系统解析了数百种基因扰动对组织功能的影响。数据显示,该方法能精准揭示肝细胞分区化(zonation)的动态调控机制、未折叠蛋白反应(UPR)的遗传
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抑制RIPK4通过维生素D信号通路增强黑色素瘤生长抑制的研究
黑色素瘤作为最具侵袭性的皮肤恶性肿瘤,其治疗始终面临巨大挑战。尽管近年来靶向治疗和免疫治疗取得进展,但耐药性和复发问题依然突出。有趣的是,维生素D3的活性形式1,25-二羟基维生素D3(1,25-D3)被发现具有抑制肿瘤生长的潜力,但其作用机制和增效策略仍需深入探索。与此同时,受体相互作用蛋白激酶4(RIPK4)在多种癌症中被证实参与调控关键信号通路,但其在黑色素瘤中与维生素D信号通路的交互作用尚未阐明。针对这一科学问题,雅盖隆大学的研究团队在《Molecular and Cellular Endocrinology》发表了创新性研究成果。研究人员通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建RI
来源:Molecular and Cellular Endocrinology
时间:2025-06-13
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脂肪分布候选基因Sarcospan通过表观遗传调控影响脂肪细胞脂质储存的机制研究
肥胖及其伴随的代谢紊乱已成为全球健康危机,其中脂肪分布差异(如内脏脂肪堆积)与2型糖尿病、心血管疾病风险密切相关。尽管已知遗传因素调控脂肪分布,但具体分子机制仍不明确。近年研究发现,编码肌营养不良蛋白复合体成员的Sarcospan(SSPN)基因与腰臀比(WHR)、体脂率等显著相关,其启动子甲基化状态更与肥胖临床参数高度关联。然而,SSPN是否通过表观遗传机制直接调控脂肪细胞功能尚缺乏实验证据。为此,德国糖尿病研究中心(DZD)联合莱比锡大学的研究团队在《Molecular and Cellular Endocrinology》发表重要成果。研究人员首先通过莱比锡肥胖生物样本库(LOBB)的1
来源:Molecular and Cellular Endocrinology
时间:2025-06-13
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CRISPR-Cas9与RNA测序联用揭示藜麦营养强化通路:助力运动员植物基恢复饮食与未来粮食安全
随着全球对植物基饮食需求的增长,藜麦因其高营养价值和气候适应性成为明星作物。然而,其关键营养素如赖氨酸、锌和维生素的含量尚未达到理想水平,限制了在运动员恢复饮食等高端场景的应用。传统育种手段难以实现多营养素协同提升,而基因编辑技术CRISPR-Cas9的出现为精准改良提供了新机遇。中国研究人员通过整合CRISPR-Cas9基因组编辑与RNA-Seq技术,对藜麦品种"Real"进行多基因靶向改造。研究采用多重编辑策略,同步敲除CqAAP1(赖氨酸转运体)、CqIPK1(植酸合成酶)等基因,并结合同源定向插入(Homology-Directed Knock-in)技术增强维生素C/E合成通路关键基
来源:International Journal of Biological Macromolecules
时间:2025-06-13
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KSHV通过FAM50A重编程宿主RNA剪接激活STAT3驱动致癌转化的分子机制
KSHV通过FAM50A重编程宿主RNA剪接激活STAT3驱动致癌转化ABSTRACT卡波西肉瘤相关疱疹病毒(KSHV)是艾滋病相关恶性肿瘤的主要病原体。本研究首次阐明KSHV通过劫持宿主RNA可变剪接(Alternative Splicing)机制促进细胞恶性转化的分子途径。基于大鼠间充质干细胞(MM)和KSHV转化细胞(KMM)的CRISPR-Cas9筛选,发现剪接因子FAM50A作为剪接体C复合体组分,通过调控SHP2亚型转换(SHP2-S/SHP2-L)影响STAT3-Y705磷酸化,从而驱动肿瘤发生。INTRODUCTION真核细胞中90%的pre-mRNA经历可变剪接,其异常与癌症
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玉米转录因子结合差异驱动基因表达与表型变异:结构变异调控农艺性状的分子机制
这项研究绘制了玉米育种史上两个重要自交系中30个家族200个转录因子(TF)的全基因组结合图谱。通过比较分析发现,自交系间存在广泛TF结合差异,这些差异主要由结构变异驱动,并与基因表达变化显著相关。研究解析了复杂数量性状位点的调控机制,例如调控开花时间的关键位点Vgt1和增强抗虫性的DICE位点。研究人员运用CRISPR-Cas9基因编辑技术对TF结合区域进行精确修饰,成功验证了多个调控植物株型和生物抗性位点的功能结构与调控机制。建立的玉米TF结合目录不仅系统鉴定了功能性调控区域,更实现了调控网络的整合分析与跨品种比较,为作物遗传改良提供了宝贵的分子资源与理论依据。
来源:Nature Plants
时间:2025-06-13
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基于CRISPR-Cas13a免疫层析试纸条的多重呼吸道RNA病毒免扩增检测技术开发
呼吸道病毒感染是全球公共卫生重大威胁,尤其对老年、婴幼儿等高风险人群危害显著。传统实时定量逆转录PCR(RT-qPCR)虽为金标准,但依赖专业设备且耗时长;胶体金试纸条虽便捷却易出现假阴性。在COVID-19大流行背景下(截至2024年全球已造成7.05亿人感染),亟需开发兼具高灵敏度与现场适用性的检测技术。福州疾控中心联合多家机构的研究团队在《Virology Journal》发表创新成果,将CRISPR-Cas13a系统与胶体碳标记免疫层析技术结合,开发出免核酸扩增的多重病毒检测平台。该技术利用Cas13a的RNA切割活性,通过"条带消除"判读模式(阳性样本检测线消失),实现SARS-Co
来源:Virology Journal
时间:2025-06-13
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光学混合筛选技术揭示端粒替代延长(ALT)通路调控因子的创新研究
在癌症研究领域,端粒维持机制是肿瘤细胞获得无限增殖能力的核心特征。约85-90%的肿瘤通过激活端粒酶(TERT)实现端粒延长,而剩余10-15%的肿瘤(尤其骨肉瘤等侵袭性癌症)则依赖神秘的端粒替代延长(Alternative Lengthening of Telomeres, ALT)通路。这种基于同源重组的机制虽在1997年就被发现,但其分子调控网络仍如"黑箱",严重阻碍了靶向治疗开发。传统阵列式筛选方法存在通量低、扰动类型有限等瓶颈,而新兴的光学混合筛选(Optical Pooled Screening, OPS)技术虽已应用于多种荧光检测,却从未与能特异性标记ALT活性的端粒原生DNA荧
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CRISPR/Cas9切口酶介导的串联配对切口(TPN)实现精准靶向敲入的分子特征与优化研究
基因组编辑技术的精准性一直是制约其临床应用的关键瓶颈。尽管CRISPR/Cas9系统已实现程序化DNA修饰,但传统双链断裂(DSB)介导的靶向敲入常伴随高达94%的非预期插入缺失(indels),并激活p53肿瘤抑制通路。日本学术振兴会(JSPS)资助的研究团队在《Methods》发表论文,通过优化Cas9切口酶(nickase)介导的串联配对切口(TPN)技术,揭示了单链切口在提升同源定向修复(HDR)效率中的分子机制。研究采用KAPA HiFi HotStart ReadyMix PCR扩增、PacBio长读长测序等技术,对比分析HCT116-mutPIGA细胞系中不同切口配置对敲入效率的
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靶向N-糖基化机制提升构巢曲霉重组蛋白分泌效率的研究
在生物技术领域,丝状真菌作为"细胞工厂"被广泛用于工业酶生产,但其重组蛋白分泌效率低、成本高的瓶颈问题长期存在。其中,蛋白质翻译后修饰尤其是N-糖基化(N-glycosylation)过程对蛋白稳定性、分泌效率和功能具有关键影响。N-糖基化通过将糖链连接到天冬酰胺(Asn)残基上,参与蛋白质折叠、质量控制等多个环节,但如何通过调控这一通路提升目标蛋白产量仍缺乏系统研究。针对这一科学问题,国内研究团队在《Metabolic Engineering Communications》发表重要成果。研究人员选择模式菌株构巢曲霉(Aspergillus nidulans)为研究对象,聚焦N-糖基化通路中1
来源:Metabolic Engineering Communications
时间:2025-06-13
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ZNF384作为白血病表观基因组调控因子的鉴定及其在三维染色质组织中的关键作用
白血病作为一种由遗传和表观遗传异常驱动的血液系统恶性肿瘤,其发生发展涉及复杂的基因调控网络。近年来,三维基因组学研究揭示了染色质空间组织(如拓扑关联域TAD和染色质环)在转录调控中的核心作用,但其中关键转录因子(TF)的调控机制仍不明确。锌指蛋白家族成员ZNF384在多种癌症中呈现矛盾的角色——在乳腺癌中抑癌,在肝癌中促癌,而在B细胞急性淋巴细胞白血病中频繁发生融合突变,暗示其可能通过表观遗传机制参与白血病发生。然而,ZNF384如何与染色质互作、影响三维结构并最终调控基因表达,仍是未解之谜。为回答这一问题,国内研究团队通过多组学整合分析,系统解析了ZNF384在白血病表观基因组中的功能。研究
来源:Leukemia Research
时间:2025-06-13
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基于CRISPR-Cas13a的SHERLOCK超灵敏检测技术:传染性法氏囊病病毒诊断新突破
传染性法氏囊病(IBD)是严重危害雏鸡健康的烈性传染病,由双链RNA病毒IBDV引起,可导致家禽业重大经济损失。当前诊断面临两大困境:传统血清学方法如ELISA操作繁琐耗时,而RT-qPCR虽灵敏却依赖精密仪器。如何实现无需复杂设备的超灵敏现场检测,成为全球禽病防控的迫切需求。来自爱资哈尔大学的研究团队创新性地将CRISPR-Cas13a系统应用于IBDV检测,开发出IBD-SHERLOCK检测技术。该研究通过优化RT-RPA等温扩增与Cas13a的RNA切割活性,结合侧向流动试纸条(LFD)可视化读值,建立了灵敏度较RT-qPCR提升百倍的现场诊断方案,相关成果发表于《Journal of
来源:Journal of Virological Methods
时间:2025-06-13
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综述:确立Halomonas作为工业生物技术底盘:合成生物学工具开发与代谢工程策略的进展
背景传统化工生产依赖化石燃料,碳足迹高。工业生物技术利用微生物底盘(如大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌)生产化学品,但面临灭菌成本高、淡水消耗大等问题。Halomonas凭借极端嗜盐性(耐受3-30% NaCl)脱颖而出,其高盐环境下的生长特性可显著降低污染风险,实现开放培养。该菌天然高产生物可降解塑料聚羟基丁酸酯(PHB)和渗透保护剂四氢嘧啶(ectoine),成为NGIB的理想候选。Halomonas作为NGIB底盘20% NaCl)。其耐盐机制包括:积累K+平衡渗透压,以及合成ectoine、甜菜碱等相容性溶质。组学研究发现,高盐条件下其鞭毛组装、ABC转运蛋白相关基因上调,而TCA循环基因下调。
来源:Microbial Cell Factories
时间:2025-06-13
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综述:HIV-1潜伏期:从认知到机制解析
HIV-1潜伏期的时空密码与分子博弈1. 潜伏期的时空定位潜伏期在感染后72小时内即可建立,早期抗逆转录病毒治疗(ART)虽能抑制病毒载量,但无法阻止潜伏库形成。中枢神经系统(CNS)、肠道相关淋巴组织(GALT)和生殖道是主要解剖学储存库,其中记忆性CD4+T细胞(如TCM、TSCM)因自我更新能力强成为核心宿主。2. 潜伏的分子开关病毒蛋白Tat通过招募P-TEFb复合物(CDK9/CycT1)解除RNA聚合酶II停滞,而Rev蛋白通过RRE元件调控病毒RNA核质转运。两者浓度阈值决定潜伏与激活的平衡——低Tat导致转录延伸受阻,低Rev引发mRNA过度剪接。3. 宿主因子的多维调控转录调
来源:Journal of Virus Eradication
时间:2025-06-13
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综述:通过前沿育种技术提升棉花对刺吸式害虫的抗性:利用尖端育种及其他技术
背景棉花(Gossypium hirsutum)作为全球纺织业核心原料,年经济规模达6000亿美元。然而,Bt棉花的广泛种植虽有效控制了鳞翅目害虫,却导致刺吸式害虫(如粉虱、蚜虫、叶蝉)种群激增,造成40%-60%的纤维减产。这类害虫不仅直接吸食汁液,还传播棉花曲叶病毒(CLCuV),引发毁灭性病害。刺吸式害虫的崛起Bt棉花时代下,次要害虫如烟粉虱(Bemisia tabaci)、棉蚜(Aphis gossypii)等升级为主要威胁。2015年印度北部粉虱大暴发导致单产从573 kg·hm-2骤降至197 kg·hm-2。叶蝉(Amrasca biguttula)则通过"hopper burn
来源:Journal of Cotton Research
时间:2025-06-13
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不对称负载的TnsE调控Tn7转座子靶向DNA复制结构的分子机制
在细菌基因组中,转座子如同"基因组跳跃者",其精准的靶向插入机制对宿主生存和基因水平转移至关重要。Tn7转座子家族以其精密的靶向选择系统著称,能够特异性地插入染色体保守位点或复制中的质粒DNA。然而,尽管Tn7通过TnsD蛋白靶向attTn7位点的机制已被深入研究,其通过TnsE蛋白识别DNA复制结构的途径仍知之甚少。这一知识缺口限制了人们对转座子水平传播机制的理解,也阻碍了基于Tn7的基因编辑工具的开发。为破解这一难题,McGill大学的研究团队采用整合结构生物学方法,揭示了TnsE识别复制位点的分子机制。研究发现TnsE在3'-凹陷DNA上形成1:1和2:1复合物,其中功能获得型突变体更倾
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-06-12