-
性染色体组装与分析揭示超基因驱动鳜科鱼类性染色体起源与更替
在生命科学领域,性染色体的起源与演化一直是备受关注却又充满争议的科学难题。传统观点认为,性染色体由一对常染色体分化而来,伴随重组抑制、基因丢失和重复序列积累,最终形成异形性染色体。然而,鱼类作为脊椎动物中性别决定系统最丰富的类群,其性染色体多为同形且演化时间较短,为破解这一谜题提供了独特视角。鳜科鱼类作为重要的经济淡水鱼类,其性别决定机制和性染色体演化过程尚不明确,尤其是缺乏高质量的性染色体组装和关键性别决定基因(SDG)的鉴定,限制了人们对脊椎动物性染色体早期演化的理解。为填补这一研究空白,中山大学生命科学学院、南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)等机构的研究人员开展了深入研究。他们以雄性
来源:Advanced Biotechnology
时间:2025-05-29
-
综述:优化同源重组修复基因编辑:单链DNA供体的潜力
优化同源重组修复(HDR)是提升CRISPR基因编辑精准性的关键路径。HDR依赖双链断裂(DSB)后通过供体模板实现精确修复,但其效率长期受限于竞争性修复通路——非同源末端连接(NHEJ)。研究表明,通过时空特异性调控Cas9活性(如限制于S/G2期)、抑制NHEJ通路关键因子(如Ku70/80复合物),以及优化单链DNA(ssDNA)供体设计(如化学修饰、环化结构),可显著提升HDR效率。其中,ssDNA供体因其低免疫原性和高递送灵活性成为研究热点,其递送策略包括与Cas9核糖核蛋白(RNP)复合体共价偶联、内源性蛋白介导招募及化学修饰增强稳定性。联合应用这些策略可突破HDR效率瓶颈,推动实
来源:TRENDS IN Genetics
时间:2025-05-28
-
WNK1-OXSR1/STK39信号通路通过调控氨基酸转运和mTORC1活性促进急性髓系白血病进展的机制研究
急性髓系白血病(AML)作为造血系统恶性疾病,尽管近年来在分子机制研究方面取得进展,但原发性耐药和复发仍是临床面临的重大挑战。传统化疗方案疗效有限,而针对特定基因突变的靶向药物仅对部分患者有效,亟需揭示新的治疗靶点。在这项发表于《Nature Communications》的研究中,丹麦癌症协会研究中心联合多国团队发现,WNK1(With-No-lysine(K) kinase 1)及其下游效应分子OXSR1/STK39构成的信号通路,通过调控氨基酸转运和mTORC1(mechanistic target of rapamycin complex 1)活性,成为AML细胞存活的关键依赖。研究团
来源:Nature Communications
时间:2025-05-28
-
基因编码多胺荧光报告系统的开发及其在细胞动态监测与疾病关联研究中的应用
论文解读在生命的微观世界里,多胺(Polyamines)作为一类含有两个以上氨基的小分子脂肪族化合物,如同看不见的指挥官,调控着细胞的生死存亡与机体的健康衰老。从细菌到人类,它们在进化长河中始终扮演着关键角色 —— 不仅是细胞存活的必需代谢物,其浓度变化还与染色质结构、基因表达、自噬等核心生理过程紧密相连。然而,这个 “指挥官” 的行踪却难以捉摸:传统检测方法如色谱或质谱技术,只能提供群体细胞的平均数据,无法捕捉单细胞层面的动态差异,更难以在活体环境中实时追踪。当多胺失调引发帕金森病(Parkinson’s disease)、癌症等重大疾病时,我们甚至无法精准观测其在病变细胞中的微妙变化,这极
来源:Nature Communications
时间:2025-05-28
-
NXPE1通过乙酰化人类结肠中的唾液酸改变唾液酸糖组:揭示新型唾液酸O-乙酰转移酶家族
研究背景与意义自1946年高碘酸希夫(PAS)染色技术问世以来,病理学家一直利用其检测组织中的黏蛋白。唾液酸作为糖蛋白和糖脂的末端组分,其O-乙酰化修饰(通过mPAS染色可区分)在宿主-病原体互作和细胞分化中起关键作用。尽管已知CASD1是唯一被确认的人类唾液酸O-乙酰转移酶(SOAT),但结肠mPAS染色的遗传基础仍不明确。这种染色差异在亚洲与欧非人群中的分布规律,以及随年龄、炎症状态变化的特征,暗示存在未被发现的SOAT基因。约翰霍普金斯大学医学院的研究团队通过多组学方法,首次揭示NXPE1是调控结肠唾液酸O-乙酰化的核心基因。该研究不仅解析了mPAS染色的分子机制,还发现NXPE1可能代
来源:Nature Communications
时间:2025-05-28
-
全基因组碱基编辑筛选揭示桩蛋白 δ 泛素化在流感病毒感染中的关键作用
研究背景与方法甲型流感病毒(IAV)严重威胁公共卫生,现有疫苗和抗病毒药物面临耐药性挑战。宿主因子在病毒复制中起关键作用,全基因组 CRISPR 筛选已用于鉴定相关因子,但传统方法难以靶向功能性赖氨酸残基。本研究利用腺嘌呤碱基编辑器(ABEs)构建靶向 215,689 个赖氨酸密码子的 sgRNA 文库,在 hTERT-RPE1 细胞中筛选 IAV 复制必需的宿主因子及赖氨酸位点。通过多轮病毒感染和下一代测序(NGS)分析,结合 MAGeCKiBAR 算法,鉴定出 26 个显著富集的赖氨酸密码子靶向 sgRNA,涉及 GSTM4、FLNC、HMGB1、ZNF236、GRIP1、PXN 等基因。
来源:Cell Reports
时间:2025-05-28
-
YIPF5作为猪流行性腹泻病毒双膜囊泡形成的关键宿主因子:揭示冠状病毒复制新机制
基因组尺度CRISPR/Cas9筛选揭示PEDV感染关键宿主因子研究团队通过全基因组CRISPR/Cas9敲除文库筛选,在猪肠道上皮细胞系IPEC-J2和IPI-2I中鉴定出Yip家族成员YIPF5是PEDV感染的关键宿主因子。敲除YIPF5显著抑制PEDV G1型(CV777)和G2型(LJX)毒株的复制,病毒滴度下降超90%,且对猪δ冠状病毒(PDCoV)和人冠状病毒OC43(HCoV-OC43)同样具有抑制作用。YIPF5特异性调控病毒复制阶段精细实验表明,YIPF5缺失不影响病毒吸附和内化过程——4°C吸附实验显示WT与敲除细胞的病毒基因组RNA(gRNA)捕获量无差异,37°C内化1
来源:Journal of Virology
时间:2025-05-28
-
CD81作为马动脉炎病毒(EAV)新型受体的发现及其在病毒跨物种传播中的分子屏障作用
基因组CRISPR筛选揭示CD81是EAV特异性受体研究团队通过全基因组CRISPR敲除筛选,在非洲绿猴肾细胞(MA-104)中鉴定出CD81是马动脉炎病毒(EAV)感染的关键宿主因子。与依赖巨噬细胞特异性受体CD163的其他动脉病毒(如PRRSV、SHFV)不同,EAV在CD81敲除细胞中完全丧失感染能力,而冠状病毒SARS-CoV-2等病毒则不受影响。通过转染EAV基因组绕过进入步骤的实验证实,CD81特异性参与病毒进入阶段。CD81与FcRn在EAV进入中的非冗余作用深入机制研究发现,CD81与新生儿Fc受体(FcRn)在EAV进入过程中发挥协同但不可替代的功能。在CD81缺陷的293T
-
METTL3 通过 m⁶A-YTHDF2 - 多能性 / Gstp1 mRNA 降解轴抑制多能干细胞始发态向原始态转变
在生命科学领域,多能干细胞的状态转变一直是研究热点。多能干细胞存在始发态(primed)和原始态(naive)两种状态,两者之间的相互转变机制尚未完全明晰。其中,从始发态向原始态转变(PNT)的逆向过程研究,对理解细胞命运决定和获取多能性特性至关重要,在再生医学及人类胚胎干细胞(hESCs)操控中具有重要意义。然而,RNA 甲基化修饰,尤其是 N⁶- 甲基腺苷(m⁶A)在这一过程中的具体调控作用仍存诸多谜团。已有研究表明,m⁶A 修饰在发育和细胞重编程中扮演关键角色,但其在 PNT 中的功能却 elusive(难以捉摸)。在此背景下,中国科学院广州生物医药与健康研究院等机构的研究人员开展了相关
来源:Cell Regeneration
时间:2025-05-28
-
Borg3调控septin聚合促进初级纤毛形成的分子机制研究
初级纤毛是大多数真核细胞的"细胞天线",在信号传导和环境感知中发挥关键作用。纤毛功能障碍与多种疾病密切相关,包括Bardet-Biedel综合征、Meckel-Gruber综合征和多囊肾病。septin家族GTP酶能形成高阶结构并整合到细胞骨架中,虽然已知其参与纤毛形成,但其在纤毛区室中的寡聚组成、组装和调控机制仍不清楚。德国弗莱堡大学医学院的研究团队发现septin以八聚体形式进入纤毛,其聚合过程依赖于Cdc42效应蛋白Borg3(又称Cdc42EP5)。通过构建Borg3敲除细胞模型,结合活细胞成像和超分辨显微技术,研究人员首次揭示Borg3通过Cdc42 GTP酶循环被招募至纤毛基部,进
来源:iScience
时间:2025-05-28
-
CRISPR 抗病毒疗法通过 SaCas9 双 gRNA 切除在 2D 和 3D 培养模型中抑制亲神经性 JC 多瘤病毒
进行性多灶性白质脑病(PML)由 JC 病毒(JCV)引起,JCV 可裂解少突胶质细胞,导致中枢神经系统脱髓鞘。目前 PML 缺乏有效治疗手段,传统治疗主要针对免疫抑制而非病毒本身。基因编辑技术为抗病毒治疗提供新方向,CRISPR 可特异性靶向病毒 DNA 或 RNA 基因组。本研究开发一种双 gRNA(靶向 JCV 的大肿瘤抗原 LT-Ag 和衣壳蛋白 VP1)结合 SaCas9 的 CRISPR 抗病毒疗法,并利用慢病毒包装。研究首先在传统二维(2D)细胞培养模型(SVGA 星形胶质细胞)中验证。通过慢病毒接种和嘌呤霉素筛选获得重组细胞系,感染后经桑格测序证实 JCV 环状双链 DNA 基
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-05-28
-
基于CRISPR-Cas9系统的模块交换技术在链霉菌基因组编辑中的应用及抗生素合成潜力探索
在自然界中,链霉菌以其卓越的生物活性分子合成能力而闻名,尤其是其通过模块化聚酮合酶(Polyketide Synthases, PKSs)合成的大环内酯类抗生素,如pikromycin,对治疗呼吸道感染具有重要意义。然而,传统的基因编辑技术在处理这些复杂基因簇时面临巨大挑战,尤其是编辑大片段DNA时的效率和精确性问题。为此,美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究团队开发了一种创新的CRISPR-Cas9基因编辑系统,旨在提高链霉菌基因组编辑的效率和精确性。该研究团队首先设计并优化了一个基于CRISPR-Cas9的系统,通过引入核糖开关调控Cas9的表达,以减少细胞毒性并提高编辑效率。他们选择链霉菌S
来源:Microbial Cell Factories
时间:2025-05-28
-
综述:提升高粱气候适应性的协同策略:植物生物技术与微生物互作的角色
引言高粱(Sorghum bicolor L. Moench)作为全球第五大谷物,因其耐旱性成为半干旱地区粮食安全的关键作物。然而,气候变化导致的极端温度、干旱和土壤退化正威胁其生产。植物生物技术与微生物互作的协同应用,为提升高粱抗逆性提供了新思路。高粱面临的气候挑战非生物胁迫:干旱通过降低光合效率(如SbDREB2基因调控)和渗透失衡影响产量;高温(>40°C)导致花粉不育(HSPs功能受损);盐胁迫则通过Na+/K+失衡(SbHKT1;4基因参与)抑制生长。生物胁迫:茎螟和炭疽病(Colletotrichum sublineola)在气候变暖下危害加剧,需结合CRISPR编辑抗病基因
-
OsSDG715 组蛋白 H3K9 甲基转移酶整合生长素和细胞分裂素信号调控水稻愈伤组织形成
在水稻遗传改良的征程中,高效稳定的愈伤组织诱导体系始终是基因编辑等分子育种技术落地的关键瓶颈。当前,水稻遗传转化面临着基因型依赖强、再生周期长等难题,而胚性愈伤组织的形成作为组织培养的核心环节,其背后的分子调控网络却如同蒙着一层神秘面纱。尽管植物激素如生长素(IAA)和细胞分裂素(CK)被证实对愈伤诱导至关重要,但表观遗传层面的调控机制,尤其是组蛋白甲基化修饰的作用,在水稻中仍鲜为人知。为了揭开这层神秘面纱,华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心联合四川省农业科学院生物技术核技术研究所的研究团队,将目光聚焦于前期全基因组关联分析(GWAS)中在水稻 8 号染色体上锁定的关键位点。通过一系
-
斑马鱼I型抗凝血酶缺乏症实时成像研究:揭示胚胎期凝血障碍与血管发育延迟的分子机制
在生命早期发育过程中,遗传性I型抗凝血酶(Antithrombin, AT)缺乏被认为会导致胚胎死亡,但其具体机制长期不明。先前的小鼠和斑马鱼研究虽观察到血栓现象,却未能揭示胚胎期致死的关键病理过程。这一领域存在两大核心问题:AT缺失如何动态影响胚胎血管系统发育?机体是否存在代偿机制应对高凝状态?日本金泽大学医学研究院的Yuta Imai团队在《Scientific Reports》发表突破性研究。研究人员创新性地将CRISPR/Cas9基因编辑技术应用于Tg(gata1:dsRed)(红细胞标记)和Tg(fli1a:GFP)(血管内皮标记)双转基因斑马鱼,成功构建zAT-/-纯合突变体。通过
来源:Scientific Reports
时间:2025-05-28
-
综述:纳米颗粒载体:CRISPR/Cas9基因编辑精准化的新时代
AbstractCRISPR/Cas9基因编辑技术的革命性潜力在遗传疾病和癌症治疗领域已得到广泛验证,但递送效率仍是关键瓶颈。纳米颗粒载体以其独特的物理化学特性,正在重塑基因编辑的递送格局:不仅能容纳大尺寸的Cas9蛋白(如SaCas9)和多重向导RNA复合物,还能通过表面修饰实现组织特异性靶向。相较于病毒载体,聚合物纳米颗粒(如PLGA)可通过调整降解速率控制CRISPR组分的缓释,而脂质纳米颗粒(LNP)则凭借其与细胞膜相似的磷脂结构,显著提升胞吞效率并促进内体逃逸。更引人注目的是金纳米颗粒(AuNP),其表面等离子共振效应可实现近红外光控的基因编辑激活。递送系统的突破性优势纳米载体的核心
来源:MicroRNA
时间:2025-05-28
-
单细胞超高通量多重染色质和 RNA 分析揭示基因调控动态
在生命科学研究领域,基因调控机制一直是探索细胞命运、疾病发生的核心方向。然而,现有的多组学技术在研究增强子和转录因子(TF)等关键调控元件时,普遍面临着多重性不足、扩展性受限的瓶颈,难以在单细胞分辨率下同时解析复杂的基因调控动态。尤其是大多数疾病相关遗传变异位于非编码区,且许多疾病与转录因子驱动的基因调控过程紊乱密切相关,这使得开发一种能够在单细胞水平联合分析染色质可及性和基因表达、并适用于大规模样本的技术成为迫切需求。欧洲分子生物学实验室(EMBL)的研究人员针对这一挑战,开展了单细胞超高通量多重测序技术(SUM-seq)的开发与应用研究。相关成果发表在《Nature Methods》上,为
来源:Nature Methods
时间:2025-05-27
-
靶向CD97的CAR-T细胞通过增强持久性在多种异种移植模型中根除急性髓系白血病
CD97作为AML治疗新靶点的发现急性髓系白血病(AML)作为成人最常见的急性白血病,传统化疗方案如"7+3"方案(7天阿糖胞苷+3天蒽环类药物)疗效有限,超过半数患者一年内复发。研究团队通过生物信息学分析发现,黏附G蛋白偶联受体家族成员CD97(ADGRE5编码)在AML原始细胞和白血病干细胞(LSCs)中广泛高表达,而在正常造血干细胞(HSPCs)中表达水平较低。GEPIA2和BloodSpot数据库显示,CD97在1,793/1,800例AML样本中高表达,覆盖度优于临床在研靶点CD33、CD123和CLL-1。解决自相残杀的基因编辑策略研究团队设计的CD97 CAR包含CD28铰链/跨
来源:Cell Reports Medicine
时间:2025-05-27
-
综述:CRISPR/Cas基因组编辑、功能基因组学及寄生虫诊断技术
A brief CRISPR history and helminthsCRISPR的传奇始于1980年代酸奶生产中的细菌免疫机制研究。当科学家发现细菌利用这段重复序列抵御病毒入侵时,没人料到它会成为基因编辑的"分子剪刀"。Charpentier和Doudna团队在2012年实现细菌基因组编辑的突破后,这场技术革命迅速席卷寄生虫学领域——尤其是具有复杂生命周期的扁虫(flatworm)和线虫(roundworm)。Functional genomics and transgenesis功能基因组学就像破解生命密码的"解码器",通过转录组学、表观遗传学等多组学联用,揭示基因与蛋白质的复杂对话。在
来源:International Journal for Parasitology
时间:2025-05-27
-
乳腺癌源性小细胞外囊泡中CD73活性评估及其在免疫治疗监测中的应用价值
肿瘤免疫治疗领域近年来面临重大挑战:尽管免疫检查点抑制剂(ICI)在部分患者中疗效显著,但20%-50%的癌症患者仍无响应。这种治疗抵抗与肿瘤微环境(TME)中多重免疫抑制机制相关,其中腺苷能通路(ATP→ADP→AMP→ADO)的异常激活尤为关键。作为该通路的终末限速酶,CD73(ecto-5'-nucleotidase)通过催化AMP转化为免疫抑制分子腺苷(ADO),成为肿瘤逃逸的重要帮凶。更棘手的是,肿瘤细胞分泌的小细胞外囊泡(small extracellular vesicles, sEV)不仅携带功能性CD39/CD73,还能将免疫抑制信号远程传递至全身——这些直径约100纳米的"
来源:Immuno-Oncology and Technology
时间:2025-05-27