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呼吸道 AAV.CPP.16 跨物种趋向性及其抗肺纤维化和病毒感染的基因治疗研究
研究背景与目的高效基因递送载体是呼吸及肺部疾病治疗的关键。腺相关病毒(AAV)是常用病毒载体,但野生型 AAV6 和 AAV9 在呼吸道的转导效率仍有提升空间。本研究旨在探讨 AAV9 衍生的工程化载体 AAV.CPP.16 在呼吸道的转导能力及其在肺纤维化和 SARS-CoV-2 感染中的基因治疗潜力。AAV.CPP.16 在呼吸道的转导效率在体外培养的人鼻上皮细胞(RPMI 2650)中,AAV.CPP.16 介导的 GFP 荧光强度显著高于 AAV6 和 AAV9。在 C57BL/6J 小鼠中,鼻内给予 AAV.CPP.16 后,鼻腔、气管和肺组织中的 GFP 表达强度均显著优于 AAV
来源:Cell Reports Medicine
时间:2025-05-23
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CRISPR/Cas9介导PD-L1敲除联合肿瘤细胞膜仿生介孔硅材料实现靶向免疫协同治疗
癌症治疗领域长期面临两大瓶颈:化疗药物缺乏肿瘤特异性分布导致全身毒性,而肿瘤微环境中的程序性死亡配体1(PD-L1)介导的免疫逃逸使疗效受限。传统纳米递送系统虽能改善药物动力学,但难以克服生物屏障和免疫抑制微环境。这一背景下,中国科学院的研究团队在《Bioconjugate Chemistry》发表的研究,开创性地将仿生纳米技术与基因编辑相结合,为破解上述难题提供了新思路。研究采用三大关键技术:1)物理挤出法制备肿瘤细胞膜包裹的介孔硅纳米粒(MSN),负载化疗药物卡铂(CBP);2)瘤内注射CRISPR/Cas9质粒实现局部PD-L1基因敲除;3)通过流式细胞术和共聚焦显微镜验证纳米颗粒的同源
来源:Bioconjugate Chemistry
时间:2025-05-23
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综述:人乳头瘤病毒(HPV)驱动的癌症:一个迫在眉睫的威胁及 CRISPR/Cas9 靶向治疗的潜力
人乳头瘤病毒(HPV)驱动癌症的现状与挑战宫颈癌等 HPV 驱动的癌症主要由高危型 HPV 的 E6 和 E7 癌基因持续表达所致。E6 通过促进 p53 降解、激活端粒酶等机制致癌,E7 则通过干扰视网膜母细胞瘤蛋白(pRb)和细胞周期依赖性激酶抑制剂 p21 等信号通路推动恶性转化。传统治疗如手术、放化疗多为有创且非特异性,易复发且副作用严重,亟需新型靶向疗法。CRISPR/Cas9 靶向 HPV 癌基因的机制与疗效CRISPR/Cas9 系统通过向导 RNA(gRNA)引导 Cas9 核酸酶靶向切割 HPV 整合到宿主基因组中的 E6/E7 基因,诱导 DNA 双链断裂,激活细胞凋亡通路
来源:Virology Journal
时间:2025-05-23
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酿酒酵母表达系统在细菌蛋白酶重组生产中的功能解析与应用潜力
蛋白酶作为食品和制药工业的核心酶类,其重组生产长期面临宿主细胞毒性、蛋白水解活性失控等技术瓶颈。尤其对于IgG降解蛋白酶这类具有临床价值的工具酶,传统大肠杆菌表达系统易产生包涵体且存在内毒素风险。瑞典隆德大学的研究团队另辟蹊径,选择具有GRAS(公认安全)认证的酿酒酵母作为宿主,系统评估了三种不同特性的细菌蛋白酶——来自化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)的IdeS(高度特异性)和SpeB(广谱性),以及来自食菌蛭弧菌(Bdellovibrio bacteriovorus)的BdpK(钙依赖性)的表达潜力。研究团队创新性地将GFP(绿色荧光蛋白)与蛋白酶基因融合,通过流式
来源:Microbial Cell Factories
时间:2025-05-23
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CRISPR/Cas12a荧光生物传感器系统研究:高灵敏特异性单核苷酸变异检测新策略
精准检测单核苷酸变异(SNV)对病原体诊断和药物响应预测至关重要。针对SARS-CoV-2变异株(如D614G和N501Y)的高传染性特征,研究者创新性地将CRISPR/Cas12a系统与三种荧光报告体系(ssDNA/dsDNA/MB)联用。通过系统性扫描crRNA的0-19位点,发现中间位置碱基替换可双重提升理论特异性和实验效率。分子信标(MB)报告系统展现出优异的突变区分能力,其设计巧妙的发夹结构能放大信号差异。更令人振奋的是,在crRNA上引入额外突变位点可进一步强化特异性,而侧流层析试纸条的开发则实现了检测结果的可视化判读。该技术已成功应用于奥密克戎变异株的临床样本检测,展现出"分子剪
来源:Journal of Fluorescence
时间:2025-05-23
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IRF1 通过前馈机制增强 HSV-1 触发的抗病毒天然免疫及其研究意义
在病毒感染的免疫机制探索中,单纯疱疹病毒 1 型(HSV-1)作为一种广泛感染人类、可引发从口腔损伤到脑炎等多种疾病的病原体,其与宿主天然免疫系统的博弈始终是研究热点。目前,尽管已知抗病毒天然免疫在控制 HSV-1 复制中至关重要,但宿主细胞如何引发针对 HSV-1 的全面抗病毒天然免疫应答仍未完全明晰。揭示其中的关键分子机制,对于理解病毒感染与宿主防御的动态平衡、开发新的抗病毒策略具有迫切的科学意义和临床需求。为解答这一科学问题,研究人员开展了系列研究。通过多维度实验,揭示了干扰素调节因子 1(IRF1)在 HSV-1 感染过程中的关键作用,相关成果发表在《Cell Insight》。研究人
来源:Cell Insight
时间:2025-05-23
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新加坡热带红树林沼泽不动杆菌噬菌体 At2 及其宿主 W4-4-4 株的基因组特征研究
不动杆菌噬菌体 At2 及其宿主不动杆菌(Acinetobacter tandoii)W4-4-4 株的基因组序列研究不动杆菌(Acinetobacter tandoii)首次在澳大利亚的活性污泥中被发现,也存在于白蚁肠道微生物群中,并表现出苯酚降解特性。噬菌体与宿主细菌在自然环境中共存,推动进化并可能增强其生物修复应用(如苯酚降解)。本研究报道了从新加坡城市沿海沼泽咸水中共分离的不动杆菌 W4-4-4 株和裂解性不动杆菌噬菌体 At2 的草图基因组。细菌宿主通过在鲍曼富集培养基、利兹不动杆菌培养基琼脂和溶原肉汤琼脂中于 37℃培养进行顺序培养分离。随后通过使用含 0.6% 软琼脂的双层琼脂在
来源:Microbiology Resource Announcements
时间:2025-05-23
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综述:沉默疾病易感基因:一种对抗真菌病原体的有效抗病策略
植物抗真菌病害新策略:易感基因沉默技术的研究进展一、真菌病害威胁与传统抗病策略的局限毁灭性真菌病害已显著降低作物生产力,对全球粮食安全构成潜在威胁。培育抗病品种是抵御真菌病原体的最有效策略,但传统基于抗性基因(R 基因)的方法存在抗谱窄、易因病原菌变异而失效等局限。植物宿主中的易感基因(Susceptibility Genes, S 基因)通常协助病原菌完成侵染过程,包括促进病原体穿透宿主组织、支持其在宿主体内增殖或抑制宿主免疫反应。干扰这类基因的功能可破坏宿主与病原菌的亲和性,从而提供广谱且持久的抗性,为抗病育种开辟了新思路。二、侵染过程中三类易感基因的功能解析根据在病原菌侵染不同阶段的作用
来源:Plant Cell Reports
时间:2025-05-23
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多代细胞追踪揭示 DNA 复制与遗传性损伤的动态机制
细胞作为生命的基本单位,其个体间的差异 —— 细胞异质性,长期以来困扰着科学家。这种异质性在癌症中尤为突出,表现为肿瘤内细胞在基因、表型和对治疗反应上的显著差异,严重阻碍了精准医疗的发展。尽管已知基因突变和表观遗传变化是重要因素,但细胞异质性如何在多代细胞分裂中产生和传播,尤其是致癌环境下的动态过程,一直缺乏动态追踪的研究手段。传统的基因组分析只能提供群体平均数据,难以捕捉单细胞层面的动态变化,因此亟需一种能够在单细胞水平追踪多代细胞命运的技术,以揭示细胞异质性的起源和遗传规律。瑞士苏黎世大学的研究人员针对这一科学难题,开展了一项具有突破性的研究。他们利用内源性蛋白标记结合定制计算工具,实现了
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人类SLC35B1介导ATP逐步转运进入内质网的分子机制与结构基础
细胞内的能量货币ATP主要由线粒体产生,但占据细胞巨大体积的内质网(ER)却无法自主合成ATP。这个"能量黑洞"必须从胞质输入ATP才能驱动蛋白折叠、质量控制等关键过程。过去30年,科学家们一直在寻找内质网的ATP转运通道,曾先后提出多个候选蛋白又被否定。2018年有研究推测SLC35B1(又称AXER)可能是真正的ATP转运体,但这个属于核苷酸糖转运体(NST)家族的蛋白,其真实功能和分子机制始终成谜。瑞典斯德哥尔摩大学David Drew团队联合日本京都大学等机构,通过多学科方法破解了这一难题。研究发现SLC35B1 knockout细胞表现出与必需转运体类似的生长缺陷,证实其生理重要性。
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多界遗传条形码系统 CloneSelect 实现精准克隆分离
在生命科学研究中,解析复杂细胞群体中的克隆动态与功能异质性是关键挑战。无论是癌症化疗中耐药克隆的起源,还是干细胞分化时的命运决定机制,精准分离特定表型或基因型的克隆都是解开这些谜题的核心。然而,传统方法如流式细胞术依赖表型标记,难以在克隆未显型时追踪,而基于 CRISPR-Cas9 的回溯性克隆分离技术又存在脱靶效应、细胞毒性或效率不足等问题,限制了其在多物种中的应用。为突破这些瓶颈,加拿大英属哥伦比亚大学(The University of British Columbia)等机构的研究人员开展了一项创新性研究。他们开发了一种名为 CloneSelect 的多界遗传条形码系统,利用 CRIS
来源:Nature Biotechnology
时间:2025-05-22
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酰基辅酶A结合蛋白(ACBP)驱动骨转移的代谢机制解析及治疗新靶点发现
当癌细胞向骨骼等远端器官转移时,必须经历一场惊险的"代谢变身秀"。科学家们运用体内CRISPR激活筛选技术,像精准的分子探针般捕获到关键演员——酰基辅酶A结合蛋白(ACBP)。这个脂代谢"指挥家"通过增强脂肪酸氧化(FAO)交响曲,不仅为癌细胞提供能量货币ATP和抗氧化剂NADPH,还巧妙避开铁死亡(ferroptosis)的致命陷阱。研究团队发现,ACBP的野生型版本(而非失去酰基-CoA结合能力的突变体)能显著提升癌细胞的"骨骼生存技能"。机制上,ACBP介导的代谢程序如同精密的防锈系统:降低活性氧(ROS)水平、抑制脂质过氧化,最终在硬骨头的微环境中开辟出"癌细胞的绿洲"。临床数据更揭示
来源:Science Translational Medicine
时间:2025-05-22
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基于活性氧响应的纳米马达用于基因编辑代谢干扰和免疫治疗研究
肿瘤治疗领域长期面临实体瘤药物渗透不足与免疫逃逸的双重挑战。传统基于被动扩散的 CRISPR/Cas9 递送系统,受限于肿瘤致密微环境,难以有效穿透并编辑靶基因,导致治疗效果大打折扣。与此同时,肿瘤细胞通过 Warburg 效应重塑代谢,产生大量乳酸和活性氧(ROS),不仅为自身提供能量,还会营造免疫抑制微环境,阻碍免疫细胞发挥作用。如何突破物理屏障实现精准递送,同时干预肿瘤代谢并激活免疫应答,成为攻克实体瘤的关键科学问题。为解决上述难题,南京大学附属鼓楼医院与南京大学工程与应用科学学院、生命分析化学国家重点实验室的研究团队展开联合攻关。研究人员开发出一种 ROS 响应型基因编辑纳米马达(RD
来源:Nature Communications
时间:2025-05-22
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Wnt 信号小体组装机制:Axin 构象灵活性与 AP2 网格蛋白衔接蛋白的调控作用
Wnt 信号通路就像细胞间通讯的 “神秘信使”,在动物发育和成人组织干细胞更新中扮演关键角色,但其失调却会催生包括肠癌在内的多种癌症。其中,Wnt 信号传导的核心环节 —— 糖原合成酶激酶 3(GSK3)如何被招募至低密度脂蛋白受体相关蛋白 6(LRP6)一直是困扰科学家的谜题。揭开这一机制不仅能完善我们对正常细胞命运调控的理解,更有望为癌症治疗找到新靶点。来自英国医学研究理事会分子生物学实验室(MRC Laboratory of Molecular Biology)的研究团队在《Nature Communications》发表论文,聚焦 Wnt 信号小体组装机制,通过多学科交叉研究,揭示了
来源:Nature Communications
时间:2025-05-22
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解密CRISPR-Cas9合成gRNA活性预测新模型:破解DNA隐秘修复与基因治疗安全瓶颈
论文解读基因编辑技术CRISPR-Cas9(成簇规律间隔短回文重复序列及相关蛋白9)被誉为“基因剪刀”,但其核心组件gRNA的活性预测始终是领域痛点。传统方法依赖indel频率量化切割效率,却忽略了细胞死亡、完美修复、大规模DNA重组等“隐秘事件”,导致效率被严重低估。更棘手的是,转录合成的gRNA受序列偏好性干扰,而化学合成的gRNA虽无此弊端,却缺乏可靠预测工具。这些问题直接制约了基因治疗的精准性与安全性——例如,Cas9可能引发染色体畸变,但相关风险一直未被系统评估。为解决这些难题,德国马克斯·普朗克进化人类学研究所的Stephan Riesenberg团队联合多国科学家,在《Natur
来源:Nature Communications
时间:2025-05-22
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基于基因水平功能单倍型的GWAS揭示棉花驯化与改良的基因组学机制
棉花作为最重要的天然纤维来源,其驯化与改良历程长期受限于复杂基因组特性。传统GWAS在四倍体棉花中面临连锁不平衡(LD)干扰和基因定位模糊的困境,难以直接识别功能基因。尽管已有超过4,000个棉花基因组被测序,但如何从海量变异中精准挖掘决定农艺性状的因果基因仍是重大挑战。为解决这一难题,浙江大学的研究团队创新性提出功能单倍型(FH)策略,将编码区非同义变异转化为基因水平的复合基因型标记。该研究整合了全球3,724份陆地棉种质资源(包括野生种、地方品种和现代栽培种),通过群体特异性基因型填补和质控,构建了包含1,368,685个FHs的全球最大棉花蛋白多样性数据库。研究成果发表于《Nature
来源:Nature Communications
时间:2025-05-22
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人类巨噬细胞病原体敏感性长非编码 RNA 网络可搜索图谱
在生命科学领域,长非编码 RNA(lncRNA)的神秘面纱正被逐步揭开。这类长度超过 200 核苷酸的非编码 RNA,虽不直接编码蛋白质,却在细胞进程中扮演关键角色,尤其在免疫应答领域备受关注。然而,目前人类对 lncRNA 在宿主防御病原体过程中的机制认知,大多仍停留在蛋白质层面,对 lncRNA 的调控网络及与其他生物分子的互作了解甚少。现有的研究方法,如 RAP-MS 或 SHIFTR,难以实现高通量分析,而 Grad-seq 等技术也无法提供单个 lncRNA 的详细互作数据,这极大阻碍了对 lncRNA 在感染防御和免疫病理中功能的深入理解。为填补这一空白,德国菲利普斯大学马尔堡分校
来源:Nature Communications
时间:2025-05-22
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综述:技术进步推动毕赤酵母成为可持续生物制造的下一代平台
CRISPR赋能的基因组编辑革命CRISPR-Cas系统彻底改变了毕赤酵母的基因操作范式。从化脓链球菌Cas9到新型效应蛋白Cas12/Cas13,编辑工具库的扩展使多基因修饰效率显著提升。与传统同源重组相比,结合微流控液滴分选技术,编辑精度提高的同时将"设计-构建-测试-学习"周期压缩80%。近期研究更通过改造CRISPR-Cas12f变体,实现<2 kb的紧凑型编辑系统在K. phaffii中的高效递送。模型驱动的代谢通路重编程第二代基因组测序与多组学分析揭示了K. phaffii代谢网络的全景图谱。AI增强的基因组尺度代谢模型(GEM)可动态模拟碳流分布,例如在脂肪酸合成中,通过平
来源:Biotechnology Advances
时间:2025-05-22
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TFIID 亚基 Taf13 对 TBP 启动子招募及 RNA 聚合酶 II 转录的非必需性研究 —— 揭示 PIC 形成通路的可塑性
论文解读研究背景与意义在真核生物基因转录的舞台上,前起始复合物(Pre-Initiation Complex, PIC)的组装堪称一场精密的分子舞蹈,而转录因子 TFIID 作为核心舞者之一,其组成与动态变化始终是生命科学领域的研究焦点。TFIID 由 TATA 结合蛋白(TATA Binding Protein, TBP)和 13 个 TBP 相关因子(TBP-associated factors, TAFs)组成,在 RNA 聚合酶 II(RNA Polymerase II, Pol II)介导的转录起始中扮演关键角色。此前,冷冻电镜研究提出 TAF11-TAF13 异二聚体在 TBP 向
来源:iScience
时间:2025-05-22
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CRISPR激活系统在集胞藻PCC 6803中的开发与应用:靶向基因上调促进生物燃料合成
论文解读背景与挑战在应对气候变化的全球议题下,蓝藻因其独特的光合固碳能力被视为“绿色细胞工厂”的理想候选。然而,以模式生物Synechocystis sp. PCC 6803(集胞藻PCC 6803)为代表的蓝藻面临遗传工具稀缺的瓶颈,尤其缺乏高效、可编程的基因激活技术。传统方法如启动子替换或质粒过表达存在操作复杂、动态范围有限等问题,而CRISPR干扰(CRISPRi)仅能实现基因沉默。如何精准上调内源基因表达以优化代谢通路,成为蓝藻合成生物学领域的核心挑战。研究设计与技术方法瑞典乌普萨拉大学的研究团队Barbara Bourgade等人开发了一种基于rhamnose(鼠李糖)诱导的CRIS
来源:Communications Biology
时间:2025-05-22