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挖掘海洋细菌潜力:为生物技术开辟新路径 —— 以 Vibrio natriegens 为例
在生物技术蓬勃发展的今天,人们利用微生物生产药物、制造化学品等,然而实际应用中却面临着一个棘手的问题。目前,生物技术领域仅依赖少数几种经过深入研究的微生物来进行生产活动,比如在制药方面,常用的微生物种类十分有限。这些被使用的微生物在整个生物多样性中所占比例极小,这就如同只用了生物宝库中寥寥无几的 “钥匙”,极大地限制了生物技术的应用范围。寻找和开发新的生产微生物,成为了推动生物技术进一步发展的关键所在。在这样的背景下,一种名为 Vibrio natriegens 的细菌进入了研究人员的视野。它早在 1958 年就从盐沼中被分离出来,有着令人惊叹的特性 —— 极短的倍增时间,不到十分钟。这一特性
来源:BIOspektrum
时间:2025-05-09
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低频磁场通过调控铁代谢促进胶红酵母类胡萝卜素合成的机制研究
论文解读类胡萝卜素作为天然色素界的“多面手”,从食品着色到疾病预防均有广泛应用。然而,传统植物提取法受限于季节和产量,微生物发酵成为理想替代方案。胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)作为高产菌株,其类胡萝卜素合成效率却常受制于代谢调控机制不明。有趣的是,铁离子(Fe2+/Fe3+)既是类胡萝卜素合成酶的关键辅因子,过量时又会引发氧化损伤,这种“双刃剑”特性使得铁代谢调控成为突破产能瓶颈的重要靶点。与此同时,物理刺激手段如低频磁场(LFMF)已被发现能影响微生物金属离子稳态,但其对胶红酵母铁代谢与类胡萝卜素合成的调控机制仍是未解之谜。针对这一科学问题,长江大学的研究团队在
来源:Food Physics
时间:2025-05-09
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探索RIN1在家族性甲状腺癌中的肿瘤抑制功能及其分子机制
探索甲状腺癌遗传密码的破译者:RIN1如何成为家族性癌症的守门人在甲状腺癌的家族聚集现象中,非髓样甲状腺癌(fNMTC)如同一道未解的遗传谜题。相比散发病例,这些家族性病例往往发病更早、侵袭性更强,但科学家们对其遗传基础始终捉摸不透。尽管已知MAPK信号通路中的RAS和BRAF基因是散发性甲状腺癌的常见驱动因素,但家族性病例中却鲜见这些突变,暗示着存在更隐蔽的遗传机制。这种认知空白使得fNMTC的早期预警和精准干预步履维艰。意大利研究团队将目光投向了一个鲜为人知的基因——RAS和Rab相互作用蛋白1(RIN1)。这个基因在癌症中扮演着"双面角色":在肾细胞癌和肺癌中它助纣为虐,而在肝癌和乳腺癌
来源:Endocrine-Related Cancer
时间:2025-05-09
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靶向SHOC2-RAS相互作用:RAS突变癌症治疗的新策略
RAS基因突变是人类癌症中最常见的驱动突变,其中HRAS、NRAS和KRAS的激活突变约占所有肿瘤的30%。尽管近年来针对KRASG12C和KRASG12D的抑制剂取得突破,但NRASQ61*突变(黑色素瘤第二大驱动突变)仍缺乏有效靶向药物。这种突变导致RAS蛋白持续处于GTP结合的活化状态,但传统靶向策略难以干预,使得NRAS突变黑色素瘤患者面临治疗困境。为破解这一难题,来自诺华生物医学研究所的Zachary J. Hauseman、Frédéric Stauffer等研究人员开展了一项系统性研究。他们首先构建了KRAS/NRAS不同突变位点(G12C/D和Q61R)的Ba/F3同基因细胞模
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综述:用于细胞事件基因组记录的分子电路
基因组记录细胞事件研究的背景与挑战在生命科学研究中,对细胞事件进行精准记录意义重大。传统的遗传报告基因(如荧光蛋白等)虽然在一定程度上能够指示细胞内的某些活动,但是它们存在明显的局限性。一方面,这些报告基因的信号往往是短暂的,随着时间推移信号会逐渐减弱甚至消失,难以长期稳定地记录细胞事件。另一方面,在大规模应用时,传统遗传报告基因的使用面临诸多挑战,例如在同时标记多种细胞事件或大量细胞时,其操作难度大、准确性难以保证。随着精准基因组编辑技术的发展,基于 CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)的基因组记录
来源:TRENDS IN Genetics
时间:2025-05-08
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CRISPR/Cas9靶向基因组异常细胞的精准杀伤策略:基于非功能性DNA序列的选择性消除机制研究
论文解读在癌症治疗和抗病毒领域,传统疗法面临两大核心难题:一是化疗/放疗等DNA损伤手段对正常组织的非特异性毒性,二是现有抗病毒药物无法清除整合后沉默的前病毒基因组。这些局限性促使科学家探索更精准的靶向策略。CRISPR/Cas9系统虽已广泛应用于基因编辑,但其作为选择性细胞杀伤工具的潜力尚未充分开发——既往研究多聚焦于功能性基因的破坏,而忽略了对非表达序列的靶向价值。为解决这一关键问题,来自意大利的研究团队在《DNA Repair》发表创新性研究,通过改造HeLa和RKO细胞系构建沉默GFP序列整合模型(模拟癌细胞基因组异常或潜伏病毒),首次证明Cas9仅需靶向非功能性DNA序列即可通过诱导
来源:DNA Repair
时间:2025-05-08
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果蝇减数分裂中 Rad9 可变剪接体在双链 DNA 断裂修复中的差异作用:解锁生殖奥秘
在生命的繁衍过程中,减数分裂至关重要。在这个奇妙的过程里,双链 DNA 断裂(DSBs)会特意产生,随后通过同源重组(HR)进行修复,这不仅对生物的遗传多样性意义非凡,从长远来看,还可能为物种进化带来优势。然而,如果这个过程出现问题,比如 DSBs 修复不当,就可能导致基因组不稳定,甚至细胞死亡。就像精密的机器少了关键零件,整个系统就会陷入混乱。为了维持减数分裂的正常秩序,生物体内存在着严格的调控机制,其中一个重要的控制点就是监测 DSBs 修复的特定检查点。在酵母、哺乳动物以及果蝇等生物中,都发现了相关的调控现象。在果蝇的减数分裂过程中,如果 DSB 修复酶发生突变,就会激活减数分裂重组检查
来源:DNA Repair
时间:2025-05-08
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基因编辑 “解锁” 香蕉抗病新潜能:敲除 MusaPUB 基因抵御细菌性枯萎病
在广袤的东非大地上,香蕉作为重要的农作物,一直是当地人们生活中不可或缺的一部分。然而,一种名为香蕉细菌性枯萎病(Banana Xanthomonas wilt,BXW)的 “恶魔”,正悄然威胁着香蕉的生长。这种由 Xanthomonas vasicola pv. musacearum(Xvm)引起的病害,让香蕉种植业遭受重创,农民们苦不堪言。传统的育种方法,因香蕉品种的不育性、遗传多样性低和生长周期长等问题,在对抗 BXW 时显得力不从心。为了拯救香蕉产业,来自国际热带农业研究所(International Institute of Tropical Agriculture,IITA)的研究人
来源:Communications Biology
时间:2025-05-08
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植物原生质体代谢表型高通量分析新方法:基于表型微阵列技术的马铃薯与番茄耐盐性研究
在农业生产中,作物的产量和适应性受到遗传背景与环境互作的深刻影响。传统植物表型分析多聚焦于整体植株水平,而细胞层面的代谢表型研究却长期缺乏高效、标准化的技术手段。尽管表型微阵列(Phenotype Microarray, PM)技术已在微生物和哺乳动物细胞研究中广泛应用,但由于植物细胞壁的存在和缺乏合适的代谢活性指示剂,该技术始终未能成功应用于植物细胞研究。这一技术空白严重限制了科学家在单细胞水平解析植物代谢调控机制的能力,特别是在作物抗逆性研究和基因编辑效果验证等前沿领域。针对这一关键技术瓶颈,佛罗伦萨大学农业食品环境与林业科学技术系的Alice Checcucci团队开展了一项开创性研究。
来源:Plant Methods
时间:2025-05-08
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SLFN11缺陷诱导的胰腺癌吉西他滨耐药性可通过靶向DNA损伤反应药物逆转
胰腺癌被称为"癌中之王",五年生存率仅为13%,其治疗面临两大困境:手术切除率不足20%,且对标准化疗药物吉西他滨极易产生耐药。更棘手的是,目前缺乏可靠的预测标志物来指导治疗方案选择。近年来,DNA损伤反应(DDR)通路成为肿瘤治疗研究热点,其中Schlafen家族成员SLFN11在多种癌症中被发现能增强对DNA损伤剂(DDA)的敏感性,但它在胰腺癌中的作用仍是未解之谜。为破解这一难题,来自首尔国立大学医院的研究团队在《Biocell》发表重要成果。研究人员采用多组学分析结合功能实验的策略:首先通过TCGA/GTEx等公共数据库分析179例PC样本中SLFN家族遗传变异和表达特征;利用CRIS
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多功能哑铃状 DNA 探针设计及其在 HIV 信号放大级联检测中的应用:开启精准诊断新征程
研究背景艾滋病,一个如影随形的健康杀手,自出现以来就给全球公共卫生带来了巨大挑战。其病原体人类免疫缺陷病毒(HIV)在 2022 年又新增了 130 万感染者 。早期检测对于 HIV 防控至关重要,在急性期,虽然病毒载量极低,但及时发现并干预,能极大提高治疗效果、预防疾病传播。然而,传统基于抗原和抗体的检测方法存在明显短板。在血清窗口期,这些方法难以检测到低丰度的生物标志物,就像在茫茫大海里捞针,却因为 “工具” 不给力而错过关键线索。为了突破这一困境,核酸检测技术应运而生,尤其是针对 HIV-DNA 的检测,它能够实现更早期的诊断。随着科技的进步,滚环转录(RCT)和 CRISPR-Cas1
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-05-08
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综述:宫颈癌中靶向 E6 和 E7 癌蛋白的新型治疗策略
引言宫颈癌是全球女性癌症相关死亡的第四大原因,2020 年有 341,831 人死亡,604,127 例新发病例。人乳头瘤病毒(HPV)持续感染是主要病因,其中高危型 HPV 的 16、18 型导致约 80% 的宫颈癌 。HPV 基因组早期区域的 E6 和 E7 蛋白,通过抑制肿瘤抑制基因 p53 和视网膜母细胞瘤蛋白(pRb)的功能,促进宫颈癌发生。目前宫颈癌治疗手段包括手术、化疗和放疗,但存在副作用大、易产生耐药性等问题,5 年生存率未明显改善,因此需要开发新的治疗策略。治疗性疫苗核酸疫苗:DNA 疫苗因安全性、热稳定性和低成本成为潜在策略,多以 E6 和 E7 为靶点,但免疫原性低。研究
来源:Critical Reviews in Oncology/Hematology
时间:2025-05-07
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揭秘 m6A/IGF2BP3 驱动的丝氨酸生物合成:为急性髓系白血病治疗点亮新希望
在血液系统疾病的研究领域,急性髓系白血病(AML)如同一个顽固的 “病魔”,严重威胁着人类健康。尽管近年来新疗法不断涌现,但 AML 患者的五年生存率仍徘徊在约 30%。这主要是因为存在具有治疗抗性的白血病干细胞(LSCs/LICs),它们就像隐藏在身体里的 “定时炸弹”,是白血病复发和耐药的根源。而代谢重编程作为癌症的一大特征,其中氨基酸代谢的失调,尤其是丝氨酸代谢,在 AML 的发展中起着关键作用。不过,AML 中丝氨酸代谢的调控机制却一直迷雾重重,亟待科学家们去揭开它神秘的面纱。为了攻克这一难题,广州医科大学附属第一医院、广州国家实验室、Bioland Laboratory 等机构的研究
来源:Nature Communications
时间:2025-05-07
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mTORC1 携手 tRNA 摆动修饰:维持蛋白质合成机制的关键纽带
在细胞的微观世界里,蛋白质合成是一场精密而复杂的 “生产活动”。蛋白质构成了哺乳动物细胞干重的 50% 以上,其生产过程消耗大量的生物合成和生物能量资源。就连蛋白质合成机器本身,包括核糖体、tRNA、mRNA 和各种翻译因子,都占据了细胞质量的很大一部分。激酶哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物 1(mTORC1)是蛋白质合成和细胞生长的核心调节因子,它能被生长因子和营养物质激活,进而磷酸化多个靶点,促进 mRNA 翻译,快速刺激新蛋白质的产生。而 tRNA 在蛋白质合成中起着关键的 “翻译员” 作用,其反密码子摆动位置的尿苷(U34)会被修饰,修饰后的 tRNA 能增强对某些密码子的解码效率。然而,
来源:Nature Communications
时间:2025-05-07
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OSW-1 开启抗癌新征程:激活独特坏死性凋亡,增强癌症免疫治疗效果
在癌症治疗的战场上,诱导癌细胞发生程序性细胞死亡(PCD)一直是关键策略。除了人们熟知的细胞凋亡,坏死性凋亡(necroptosis)也逐渐走入科研人员的视野,成为抗癌研究的新焦点。坏死性凋亡在应对严重应激和细胞凋亡受阻时发挥着重要作用,它会导致细胞膜完整性丧失、细胞质透明化、细胞器肿胀等形态学变化,同时还会释放细胞内的高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)和三磷酸腺苷(ATP)等物质,引发免疫反应 。然而,在肿瘤发展过程中,坏死性凋亡相关的关键蛋白,如受体相互作用蛋白 1(RIP1)、RIP3 和混合谱系激酶结构域样蛋白(MLKL),常常发生突变或下调,这使得肿瘤细胞能够逃避坏死性凋亡的 “制裁
来源:Cell Death & Differentiation
时间:2025-05-07
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综述:产油酵母在可持续生物制造中的最新进展
引言微生物生物制造为循环生物经济提供了可持续解决方案。在众多微生物中,产油酵母因其卓越的脂质积累能力(可达细胞干重的85%)和代谢多样性脱颖而出。这类酵母不仅能高效合成三酰甘油(TAGs),还能利用木质纤维素水解物等非传统碳源,成为生产燃料、润滑剂和塑料的理想底盘细胞。产油酵母代谢机制的新认知氮、磷等营养限制是触发脂质积累的关键因素,其代谢特征与模型酵母S. cerevisiae显著不同。例如,产油酵母通过ATP柠檬酸裂解酶(ACL)维持高胞质乙酰辅酶A(AcCoA)通量。近年来,功能基因组学技术(如CRISPR-Cas9全基因组敲除库)在Y. lipolytica和R. toruloides
来源:Current Opinion in Biotechnology
时间:2025-05-07
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CRISPR/dCas9 靶向编辑 H3K27me3:解锁植物发育奥秘的新钥匙
在生命科学的微观世界里,植物的生长发育一直是科学家们热衷探索的神秘领域。染色质,这个遗传信息的 “储存库”,其修饰方式对基因表达有着至关重要的影响。其中,H3K27me3修饰在真核生物中高度保守,被认为与发育基因的抑制密切相关。然而,长久以来,科学家们面临着诸多困惑:染色质修饰与基因表达模式之间究竟是怎样的因果关系?H3K27me3修饰对转录和细胞命运的直接作用是什么?以往的研究方法,大多是通过对相关突变体的表征以及全基因组范围的标记和因子结合分析来推测 H3K27me3的功能,但这些方法受到染色质标记传播者多方面复杂相互作用的影响,难以得出明确结论。为了攻克这些难题,来自法国格勒诺布尔阿尔卑
来源:iScience
时间:2025-05-07
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液泡糖转运蛋白OsERD5通过调控细胞内己糖稳态促进水稻分蘖和产量
【研究背景】水稻作为全球半数人口的主粮,其产量提升始终是农业科学的核心命题。分蘖数作为决定水稻产量的关键农艺性状,长期以来受到糖信号与植物激素网络的精细调控。然而,液泡作为植物细胞的"糖仓库",其糖转运机制如何影响分蘖发育仍存在认知空白。早期研究发现拟南芥AtERDL4/6能调控液泡糖外流,但水稻中同源基因的功能及其与产量形成的关联尚未阐明。【研究机构与方法】中国农业科学院作物科学研究所团队在《The Crop Journal》发表研究,通过构建OsERD5基因敲除(CRISPR-Cas9)和过表达(35S启动子驱动)株系,结合酵母异源表达系统、糖代谢酶活性检测、激素含量测定等技术,系统解析了
来源:The Crop Journal
时间:2025-05-07
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综述:利用CRISPR/Cas9靶向UCP1依赖性产热通路:肥胖管理的新方法
引言肥胖作为全球流行病,其治疗策略亟需突破传统模式。近年来,基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术为靶向UCP1依赖性产热通路提供了全新思路。UCP1作为线粒体内膜的关键蛋白,通过质子泄漏将能量转化为热量,成为调控能量代谢的"分子开关"。UCP1概述与功能UCP1属于SLC25家族,主要分布于BAT的线粒体内膜。与白色脂肪(WAT)的单房脂滴不同,BAT富含多房脂滴,通过UCP1介导的非颤抖性产热消耗能量。研究表明,成年人仍保留功能性BAT,其活性与体质指数(BMI)呈负相关。值得注意的是,WAT可经"褐变"转化为具有产热能力的米色脂肪,这一过程受UCP1表达调控。UCP1激活的分子机制UC
来源:Current Research in Biotechnology
时间:2025-05-07
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解析番茄 FALSIFLORA 基因新功能:开启花果发育调控机制新认知
在植物的生长历程中,从营养生长到生殖生长的转变是一个极为关键的节点,它不仅关乎植物的繁衍后代,还对农作物的产量等重要农艺性状有着深远影响。在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)和金鱼草(Antirrhinum majus L.)等单轴生长植物中,营养生长向生殖生长的转变始于从不定芽顶端分生组织产生花序分生组织(IM) ,随后形成花分生组织(FM)并分化成花。而番茄作为具有合轴生长模式的植物,其生长模式更为独特,茎尖会转化为 IM,营养生长则由特殊的腋生分生组织即合轴分生组织(SYM)维持,形成具有特定规律的营养和生殖阶段交替,且 IM 在成熟为 FM 的过程中还会产
来源:Current Plant Biology
时间:2025-05-07