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综述:通过改造木质素代谢途径、调整植物细胞壁结构以及进行基因组编辑,以实现先进的可再生生物能源和材料应用
木质素生物合成与植物细胞壁工程的多维度解析木质素作为植物次生细胞壁的核心结构组分,其生物合成机制与调控网络研究在植物发育生物学和生物质能源领域具有重要战略意义。本文系统梳理了木质素合成与细胞壁工程化的分子基础、调控策略及其工业转化路径,构建了从基础研究到应用开发的完整知识框架。在进化生物学视角下,陆生植物(苔藓、蕨类及种子植物)起源于约5-6亿年前的绿藻祖先,其细胞壁复杂化经历了从单层结构到多层级次演化的关键转折。研究显示,木质素的沉积与植物应对干旱、紫外线辐射等环境胁迫的进化策略存在深度关联。通过整合多组学数据(转录组、表观组、代谢组)揭示,植物次生壁形成过程涉及超过200个基因的协同调控,
来源:Biotechnology Advances
时间:2025-11-30
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基于微型Cas12f1的双链DNA碱基编辑系统开发及其在基因组编辑中的应用
在基因组编辑技术飞速发展的今天,CRISPR-Cas系统已经成为生命科学领域最强大的基因操作工具。然而,传统的Cas9和Cas12a碱基编辑器存在一个致命缺陷——它们太大了。这些"分子剪刀"的庞大尺寸严重限制了其在基因治疗中的应用,特别是无法装入腺相关病毒(AAV)这种最常用的基因治疗递送载体中。此外,传统碱基编辑器通常只能编辑DNA双链中的一条链(非靶链),编辑窗口有限,这在一定程度上制约了其应用范围。面对这些挑战,研究人员将目光投向了自然界中更精巧的基因编辑工具——CRISPR-Cas12f1系统。这种微型Cas蛋白仅有422个氨基酸,大小不到传统Cas9的三分之一,但其编辑能力却不容小觑
来源:iScience
时间:2025-11-30
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综述:单核细胞增生李斯特菌——我们能否将其从食品中减少或消除?
李斯特菌(*Listeria monocytogenes*)作为全球范围内重要的食源性致病菌,其防控始终是食品安全领域的核心议题。本文系统梳理了该菌的生物学特性、流行病学特征、传统与新兴控制策略,并探讨了未来研究方向。以下从病原特性、传播途径、防控技术三个维度展开分析。### 一、李斯特菌的生物学特性与致病机制李斯特菌属革兰氏阳性杆菌,其独特的生理特性使其成为食品工业的“头号挑战”。该菌可在4℃冷藏环境下持续增殖,耐受pH 4.5-9.5,甚至在20%盐浓度或水分活度低于0.9时仍能存活。这种环境适应性源于其特殊的细胞膜结构和能量代谢机制——通过高丝氨酸内酯合成途径维持胞内pH稳定,并利用鞭毛
来源:Molecular Nutrition & Food Research
时间:2025-11-30
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新型同种异体CAR-T细胞平台:基于微同源介导末端连接修复的低脱靶潜力技术
在癌症免疫治疗领域,嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法已展现出革命性潜力,尤其是自体CAR-T在血液肿瘤治疗中取得显著成效。然而,自体疗法存在制备周期长、患者T细胞质量参差不齐等局限,促使科研人员转向开发“现货型”同种异体CAR-T疗法。但这一策略面临严峻挑战:供体T细胞表面的T细胞受体(TCR)可能识别宿主组织的主要组织相容性复合体(MHC),引发致命的移植物抗宿主病(GVHD)。传统CRISPR-Cas9技术通过敲除TCRα(TRAC)或TCRβ(TRBC)基因规避GVHD风险,但其依赖的非同源末端连接(NHEJ)修复机制易导致随机插入/缺失(indel),造成高脱靶风险和基因毒性,且部
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-11-30
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光学基因组作图技术揭示工程化iPSC系基因组重排:基因编辑精准性评估新策略
随着基因编辑技术的飞速发展,诱导多能干细胞(iPSC)作为疾病建模和细胞治疗的核心工具,其基因组稳定性日益受到关注。尽管CRISPR-Cas9等技术能够实现精准基因修饰,但编辑过程中可能引发的脱靶效应、基因组重排等非预期变异,仍是临床转化面临的重要安全隐患。传统检测方法如核型分析分辨率有限,难以捕捉亚显微水平的基因组结构变异(SV),而测序技术对大规模SV的检测灵敏度不足。如何全面评估基因编辑后iPSC的基因组完整性,成为领域内的关键挑战。为解决这一问题,Darren Finlay等研究者在《Molecular Therapy Methods & Clinical Developmen
来源:Molecular Therapy Methods & Clinical Development
时间:2025-11-30
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CRISPR/甲氨蝶呤整合策略降低TCR-T细胞染色体14缺失风险
在肿瘤免疫治疗领域,过继性T细胞疗法特别是T细胞受体工程化T(TCR-T)细胞疗法,为实体瘤和血液恶性肿瘤患者带来了新的希望。然而,传统的慢病毒转导方法存在插入突变风险,可能引发致癌性克隆扩增。近年来,CRISPR-Cas9基因编辑技术能够实现外源基因在T细胞受体α恒定区(TRAC)基因座的精准整合,但面临着敲入效率低和染色体14丢失的双重挑战。针对这些技术瓶颈,上海交通大学医学院附属第一人民医院血液科的研究团队在《Molecular Therapy Methods & Clinical Development》上发表了一项创新性研究。他们开发了一种CRISPR/甲氨蝶呤(MTX)整合
来源:Molecular Therapy Methods & Clinical Development
时间:2025-11-30
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生命如何构建其蛋白质工厂——一次一个RNA折叠的探索
在生命的基本单元——细胞中,存在着一种精妙绝伦的分子机器,名为核糖体(ribosome)。它的职责至关重要,即根据遗传指令合成蛋白质,这些蛋白质是构建生命体并维持其一切功能活动的基石。核糖体本身结构极为复杂,由数十种核糖体蛋白质和一种特殊的核糖体RNA(ribosomal RNA, rRNA)共同组装而成,其庞大与精密程度令人惊叹。然而,一个长期困扰科学家的核心谜团是:细胞如何在极短的时间内,从头开始、准确无误地构建成千上万个这样的复杂机器?以细菌为例,一个完整的核糖体其组装过程竟能在两分钟内完成。在这短暂的时间里,一条长长的rRNA链被转录出来,并迅速折叠成特定的三维结构,同时还要精确地招募
来源:Biophysical Journal
时间:2025-11-30
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一种功能性伪狂犬病病毒的基因组组装、拯救及特性分析
本研究聚焦于建立一种高效且精准的伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus, PRV)基因组组装平台,以应对传统病毒基因组编辑技术的局限性。PRV作为危害全球养猪业的烈性传染病病毒,其基因组结构复杂,包含高达74%的GC富集区域和丰富的重复序列,这对传统分子生物学手段(如同源重组和CRISPR/Cas9单次编辑)构成了显著挑战。研究团队通过整合酵母TAR技术(Transformation-Associated Recombination)与体外CRISPR/Cas9介导的精准编辑,成功构建了PRV的模块化基因组组装体系,为开发新型疫苗和基础病毒学研究提供了重要工具。### 关键技术突破
来源:Virologica Sinica
时间:2025-11-30
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双重RPA-CRISPR/Cas13a技术并行检测血清中的游离RNA及细胞内的SDK1 m7G分子,用于早期结直肠癌转移的诊断
结直肠癌淋巴结转移早期检测技术体系创新研究一、研究背景与临床需求结直肠癌(CRC)作为全球第三大常见恶性肿瘤,其淋巴结转移(LNM)直接影响预后判断和治疗决策。临床数据显示,IV期CRC患者5年生存率不足10%,而早期淋巴结转移患者的生存率可达90%以上。现有TNM分期系统在预测远处转移方面存在明显局限,病理检测存在侵入性和滞后性,亟需开发新型液体活检技术。二、技术突破与创新点1. 标记物发现与验证研究团队首次发现SDK1 mRNA的内部m⁷G修饰与LNM存在强关联性。通过比对50例健康人与50例CRC患者血清cfRNA表达谱,筛选出12条特异性差异片段,其中SDK1基因内部修饰位点的生物学显
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-11-30
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RAB GTPases邻近相互作用网络图谱揭示RAB14在EARP复合物招募与细胞迁移中的新功能
在细胞生物学领域,膜运输过程如同精密的城市交通系统,需要多种分子机器协同调控。其中RAB GTPases作为最重要的分子开关之一,通过GTP/GDP循环状态转换调控货物分选、囊泡出芽、运输和融合等关键步骤。然而,由于RAB与效应蛋白的相互作用具有瞬时性特点,全面绘制其相互作用网络一直面临巨大挑战。近年来,邻近标记技术的出现为破解这一难题提供了新思路。APEX2作为一种高效的邻近标记酶,能在过氧化氢刺激下对靶蛋白周围10-20纳米范围内的蛋白质进行共价标记,为捕捉瞬时相互作用提供了独特优势。尽管已有研究对部分RAB蛋白进行相互作用组学分析,但系统性绘制RAB家族蛋白的邻近相互作用图谱仍具有重要意
来源:Communications Biology
时间:2025-11-30
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综述:分子标记在真菌及其霉菌毒素诊断中的应用:综述
### 霉菌毒素检测技术综述解读#### 一、研究背景与意义霉菌作为真核生物中的优势类群,其代谢产物在农业废弃物转化中具有双重性:既可生产酶类、抗生素等有用物质,又能生成黄曲霉毒素(AFs)、伏马毒素(FMs)、赭曲霉毒素(OTAs)等剧毒次级代谢产物。全球每年约25%的农作物受霉菌毒素污染,导致经济损失超500亿美元,并引发肝衰竭、生殖障碍等健康问题。研究显示,热带地区因湿热环境易滋生产毒霉菌,而气候变暖正推动毒素污染向温带扩散。例如,2019年西班牙因高温导致小麦真菌毒素超标,波及出口贸易。#### 二、检测技术体系演进**传统方法局限性:**1. 显微镜检测需专业设备,对厚垣孢子识别率仅
来源:Journal of Infection and Public Health
时间:2025-11-30
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综述:檀香(Santalum album)的遗传与基因组资源:过去的成就与未来的前景
摘要Santalum album L.(檀香)是一种具有商业和药用价值的树种,原产于印度,广泛分布于亚洲和澳大利亚。由于其高品质的心材和精油,檀香在制药、化妆品和文化产业中发挥着重要作用。印度贡献了全球85%以上的檀香产量,但由于过度开发、栖息地丧失和疾病压力,天然种群数量急剧下降。最近的基因组研究进展,包括染色体水平的基因组组装、转录组学和蛋白质组学,为油脂生物合成、心材形成和应激响应机制提供了重要见解。研究确定了关键的转录因子(如MYB和WRKY)、基因家族(如TPS和SAUR),以及参与次级代谢和非生物胁迫耐受性的酶。分子标记(如SSR和SNP)有助于评估原生种群和引入种群的遗传多样性和
来源:Genetica
时间:2025-11-30
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结合PD-1介导的靶向作用和基于CRISPR/Cas9的CD47编辑技术的纳米囊泡,用于实现双重免疫检查点阻断
本文聚焦于新型纳米医学平台BITE的研发与验证,该平台通过整合免疫检查点阻断与基因编辑技术,突破传统癌症免疫治疗的局限性。研究团队来自中山大学附属第三医院的生物材料与转化医学实验室,通过多学科交叉创新,实现了对肿瘤免疫逃逸双通道的协同干预。在肿瘤免疫治疗领域,PD-1/PD-L1通路抑制剂虽取得显著进展,但仍有近半数患者对单药治疗产生耐药性。研究揭示肿瘤微环境中存在多重免疫抑制机制,其中CD47/SIRPα轴作为 innate免疫的重要调节通路,与PD-1/PD-L1形成互补性抑制网络。传统单靶点疗法难以突破这种协同抑制效应,导致肿瘤细胞通过不同机制逃避免疫清除。BITE平台的核心创新在于构建
来源:Journal of Contextual Behavioral Science
时间:2025-11-30
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综述:癌症治疗新潜力与个性化疫苗、免疫疗法、CRISPR/Cas9和细菌疗法的前景与迷思
1. 个性化疫苗用于癌症治疗个性化癌症疫苗,特别是基于新抗原的疫苗,代表了癌症免疫治疗的一个精准方向。其核心在于利用患者肿瘤特异性突变产生的新抗原,激发针对癌细胞的强效且特异的免疫反应。例如,在一项涉及122名晚期实体瘤患者的IB期临床研究(NCT02897765)中,个性化新抗原疫苗NEO-PV-01与PD-1抑制剂联合使用,显示出良好的安全性和令人鼓舞的疗效,其中黑色素瘤患者的中位无进展生存期(PFS)达到23.5个月。常见的副作用主要是注射部位反应和流感样症状,易于管理。另一种策略是使用个体化新抗原特异性免疫疗法(iNeST),如mRNA疫苗RO7198457。在一项IB期研究中,该疫苗
来源:Hormones & Cancer
时间:2025-11-30
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秀丽隐杆线虫(C. elegans)中保守的LMD-3蛋白通过溶酶体调控蛋白质稳态和生殖能力
线虫(*Caenorhabditis elegans*)作为模式生物,其生殖系统与人类存在高度相似性。本研究通过解析线虫LMD-3蛋白的功能机制,揭示了蛋白酶体稳态与生殖衰老的关联性,并提出了维生素B12作为潜在治疗策略的理论依据。以下从研究背景、核心发现、机制解析及转化价值四个维度展开系统阐述。### 一、研究背景与科学问题生殖衰老是生物体在进化过程中形成的必然现象,表现为生育能力随年龄增长而衰退。尽管哺乳动物与线虫在生殖系统结构上存在差异,但两者均面临氧化应激损伤、卵细胞质量下降及蛋白质稳态失衡等共同挑战。已有研究证实,线虫在成虫中期会出现卵黄蛋白合成障碍、生殖细胞凋亡率上升及线粒体功能衰
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-11-29
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CTLH泛素连接酶通过降解ZMYND19-MKLN1复合物在溶酶体膜负调控mTORC1的新机制
在胃癌的各种亚型中,Epstein-Barr病毒相关胃癌(EBVaGC)因其独特的分子特征而引人注目。这种癌症最显著的特点是高频率的PI3K信号通路激活——超过80%的病例存在PI3K催化亚基PIK3CA的突变,远高于其他胃癌亚型的3-42%突变频率。PI3K-AKT-mTOR通路作为细胞增殖、生存和代谢的核心调控者,其异常激活成为癌症治疗的重要靶点。然而,PI3K抑制剂的临床应用受到耐药性和剂量相关毒性的限制,促使科学家寻找能够与PI3K抑制剂产生协同作用的联合治疗策略。为了解决这一挑战,由Yin Wang、Yifei Liao等研究人员组成的团队在《Nature Communication
来源:Nature Communications
时间:2025-11-29
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通过转化未成熟的单倍体胚胎实现转基因和编辑小麦的快速遗传稳定
本研究通过整合小麦单倍体诱导技术与基因编辑手段,建立了高效的小麦转基因和基因编辑体系。研究团队利用自主研发的小麦单倍体诱导系HIPE(Haploid Inducer with Purple Embryo),以Fielder品种为母本进行杂交,成功筛选出白化未成熟胚胎作为转化靶标。通过Agrobacterium介导的转化技术,将GUS报告基因、RUBY色素标记基因及靶向TaWaxy基因的CRISPR/Cas9系统整合到胚胎组织,最终获得139株高效转基因植株,其中基因编辑转化效率达78.4%。该技术突破传统需要多代自交的纯合化瓶颈,通过染色体加倍处理直接获得T0代纯合植株,将小麦遗传改良周期缩短
来源:Plant Biotechnology Journal
时间:2025-11-29
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用于可编程RNA靶向的合成III-E型CRISPR-Cas效应器
近年来,CRISPR-Cas系统的持续演化研究催生了多项革命性基因编辑技术的突破。在新型Cas蛋白家族中,type III-E系统因其独特的单蛋白RNA靶向机制引发学界关注。该系统突破传统Cas蛋白的尺寸限制,通过整合多个模块化功能域实现高效RNA识别与切割,其典型代表Cas7-11由四个Cas7-like结构域、一个Cas11-like核心以及大型插入域(INS)构成。值得关注的是,这类效应蛋白在缺乏配套的细胞死亡信号通路时,仍能保持高度特异的RNA酶活性,这为开发非免疫激活型基因编辑工具提供了新思路。在系统结构解析方面,研究团队发现Cas7-11的Cas7.1域负责预切割crRNA并识别直
来源:Journal of Molecular Biology
时间:2025-11-29
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多拷贝AHAS基因中的累积突变增强了大豆对磺酰脲类除草剂的抗性
大豆AHAS基因多突变体对广谱除草剂的抗性机制研究摘要:本研究通过CRISPR/Cas9基础编辑技术,系统构建了四种新型大豆多基因突变体。通过对比分析发现,当三个AHAS基因(GmAHAS2、GmAHAS3、GmAHAS4)均存在特定突变时,可获得对 sulfonylurea(PE)、pyrimidinyl benzoate(BS)两类不同作用机制除草剂的协同抗性。酶活性检测显示突变体GmAHAS2的P182S突变体在PE存在下仍保持较高催化活性,而P182Y突变体对BS表现出特异性增强的抗性。分子对接模拟表明,P180F突变体通过空间位阻效应显著降低PE结合亲和力,而P182Y突变体则通过构
来源:The Plant Journal
时间:2025-11-29
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一种基于RPA-CRISPR/Cas12a的快速、灵敏的核酸检测方法,用于检测组织和血液样本中的弓形虫(Toxoplasma gondii)
toxoplasma gondii 是一种广泛感染哺乳动物的胞内寄生虫,其引发的疾病在免疫缺陷人群和畜牧业中构成重大威胁。本研究通过整合重组酶聚合酶扩增(RPA)与CRISPR/Cas12a技术,开发出一种新型快速检测方法(REPORT),并验证其在组织样本和血液样本中的适用性。在方法学设计上,研究团队首先针对 toxoplasma gondii 的B1基因进行检测策略优化。该基因具有高度保守性且拷贝数多(每基因组30-35拷贝),适合作为检测靶标。通过序列比对筛选出24核苷酸保守区域,设计特异性crRNA并完成转录纯化。RPA系统选用TwistAmp Basic Kit,该试剂在37℃恒温
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-11-29