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MOF1 调控水稻雄性减数分裂机制揭秘:为作物生殖研究点亮新光
在全球粮食安全的大棋盘上,水稻(Oryza sativa L.)占据着举足轻重的位置,其生殖调控直接关乎种子产量,像神秘的密码等待科学家去破解。减数分裂作为植物生殖过程中极为关键的一环,是形成配子的特殊细胞分裂方式。在此过程中,细胞经过一次 DNA 复制和两次连续分裂,将二倍体细胞转变为单倍体配子,这一过程对维持染色体稳定性和增加遗传多样性至关重要。水稻减数分裂过程涉及众多复杂事件,如减数分裂起始、DNA 双链断裂形成、联会复合体形成以及交叉互换形成等,任何一个环节出现差错,都可能导致雌雄配子不育。尽管科学家们已陆续发现一系列水稻减数分裂调控因子,但性别特异性的减数分裂调控机制仍迷雾重重。MO
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靶向 HASPIN 激酶:攻克急性髓系白血病(AML)的新希望
在医学的抗癌战场上,急性髓系白血病(Acute Myeloid Leukemia,AML)一直是个令人头疼的 “劲敌”。它就像隐藏在血液中的 “恶魔”,悄无声息地破坏着人体正常的造血功能。得了 AML 的患者,往往面临着诸多困境。一方面,癌细胞会产生后天的耐药性,普通的药物治疗很难再发挥作用;另一方面,即使经过治疗病情有所缓解,疾病复发的风险也很高。这些问题直接导致了 AML 患者的整体生存率偏低,让无数患者和家属陷入绝望之中。为了战胜这个 “恶魔”,医学研究人员一直在努力寻找新的治疗方法。以往,使用多种靶向抑制剂的联合疗法在治疗 AML 患者上取得了一定效果,给患者带来了一丝希望。但这种联合
来源:Blood Neoplasia
时间:2025-04-27
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综述:CRISPR/Cas9 技术在水稻耐热性研究中的应用
引言水稻(Oryza sativa L.)是全球重要的粮食作物,为超半数人口提供主食。然而,全球气温上升引发的热胁迫,严重制约水稻生产。高温破坏水稻的生理进程,如导致膜损伤、光合作用改变、碳水化合物代谢紊乱和植物激素失衡 。在灌浆期,高温会降低稻米品质,减少粒重、增加垩白度 。培育耐热水稻品种对保障未来粮食安全至关重要。传统育种、突变育种、转基因育种和基因组编辑等方法都被用于提高水稻的耐热性。但转基因作物因存在健康和环境安全争议,在许多国家的应用受限。相比之下,基因编辑技术受法规限制较少。CRISPR/Cas9 系统作为基因编辑工具,在研究基因功能和培育多抗作物品种方面潜力巨大,已广泛应用于水
来源:Plant Molecular Biology Reporter
时间:2025-04-27
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pHNRhCas9NG:开启植物基因组编辑高效新时代
CRISPR/Cas9 基因组编辑(Genome Editing,GEd)技术革新了植物科学领域,助力基因功能研究与作物改良。不过,植物特异性 CRISPR/Cas9 系统还需进一步优化。这项研究旨在改进 CRISPR/Cas9 系统,提高植物 GEd 效率。研究人员开发了二元表达载体 pHNR,通过保护性序列维持 T-DNA(transfer DNA)完整性,解决了基因组插入后 T-DNA 大片段缺失的问题。他们发现人工启动子 P35SIC47在烟草、拟南芥和番茄转化中能有效驱动基因表达。同时,设计了双组分双转录单元 CRISPR/Cas9 系统(Dual-Component Dual-Tr
来源:TRENDS IN Biotechnology
时间:2025-04-26
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靶向 mir-184 的抑制 - 修饰基因驱动:疟疾防控的新希望
在疟疾防控的漫长征程中,近年来遭遇了重重阻碍。过去十年,全球疟疾防控工作停滞不前,2022 年全球疟疾病例数高达 2.49 亿,丝毫没有下降的趋势。尽管 RTS,S/AS01 疟疾疫苗已推广,双成分杀虫剂处理过的蚊帐也已普及,但世界仍未走上实现 2016 - 2030 年全球疟疾技术战略目标的正轨。在非洲,城市疟疾媒介的兴起,以及广泛存在的药物、诊断和杀虫剂抗性问题,更是让疟疾防控雪上加霜。在这样的严峻形势下,开发新的疟疾防控工具和策略迫在眉睫。为了攻克疟疾防控难题,伦敦帝国理工学院(Department of Life Sciences, Faculty of Natural Science
来源:Nature Communications
时间:2025-04-26
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综述:脂质纳米颗粒:组成、配方与应用
脂质纳米颗粒:解锁核酸药物的智能钥匙引言核酸药物正掀起生物医药的革命浪潮,但其脆弱性、负电性和大分子量成为递送瓶颈。传统病毒载体存在免疫原性强、装载量受限等缺陷,而脂质纳米颗粒(LNPs)凭借高效封装、细胞摄取和内涵体逃逸能力,成为非病毒载体的领跑者。从新冠mRNA疫苗(如mRNA-1273)到首个siRNA药物Patisiran,LNPs已证明其临床价值。精妙的分子设计:四组分交响曲可电离脂质 作为“指挥家”,其pKa值(6.2-6.5)决定质子化行为:在酸性内涵体中带正电促进核酸释放,生理pH下保持中性降低毒性。FDA批准的MC3(用于hATTR)和SM-102(新冠疫苗)印证了结构优化的
来源:Molecular Therapy Methods & Clinical Development
时间:2025-04-26
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CRISPR-Cas12a/Cpf1 助力黑曲霉高效多重基因编辑,加速细胞工厂构建
在工业生物技术领域,曲霉属真菌一直发挥着重要作用。早在一个多世纪前,它们就被用于食品发酵,像味噌、酱油和清酒的制作,还用于柠檬酸生产以及淀粉酶等天然酶的制造。随着时间的推移,其应用范围不断拓展,开始用于生产其他有机酸和具有商业价值的异源蛋白 。然而,构建和优化新的细胞工厂并非易事。这不仅需要整合生产产品所需的基因,还得对菌株进行大量特定的基因改造,以此提高产品的产量、稳定性、纯度和安全性。可这个过程往往极为漫长,通常需要好几年时间。因此,开发更高效的真菌基因工程方法迫在眉睫。CRISPR 技术的出现,给真菌基因工程带来了新的希望。它极大地提高了基因靶向实验的效率,甚至能实现无标记修饰。但目前,
来源:Fungal Biology and Biotechnology
时间:2025-04-26
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建立葡萄原生质体高效分离与转化体系:为基因编辑应用奠定基础
气候变化正对葡萄栽培这一高价值农业领域构成严峻挑战,包括温度、水分和病原体等多重胁迫。传统育种因耗时耗力且可能破坏克隆遗传完整性,促使科学家转向基因组编辑技术。然而,葡萄作为木本植物的组织培养和再生存在显著基因型依赖性,而原生质体(去除细胞壁的植物细胞)因其可直接用于CRISPR试剂验证和再生无嵌合体植株的优势,成为突破瓶颈的关键。但现有葡萄原生质体体系存在产量低、转化效率不稳定、再生困难等问题,特别是广泛栽培的Chardonnay品种缺乏优化方案。Manisa Celal Bayar University的研究团队通过系统优化叶片年龄、切割方式、酶解时间等参数,建立了Chardonnay叶肉
来源:Protoplasma
时间:2025-04-26
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综述:玉米干旱胁迫记忆:理解并利用过去以增强未来的抗逆性
玉米干旱胁迫记忆研究进展玉米(Zea mays L.)在全球粮食安全体系中占据着举足轻重的地位,然而干旱胁迫却给玉米的生长、发育和产量带来了严峻挑战。近年来,关于玉米干旱胁迫记忆的研究取得了不少进展,这一机制让玉米能够通过转录、表观遗传和生理等多种途径 “记住” 之前遭受干旱的经历,进而更好地应对后续可能出现的干旱环境。在转录层面,转录因子发挥着关键作用。像ZmEREB24和ZmNF-YC12这两种转录因子,它们是调控玉米干旱胁迫记忆的重要成员。当玉米遭遇干旱时,这些转录因子被激活,启动一系列与干旱响应相关的基因表达,使得玉米细胞能够快速对干旱信号做出反应,调整自身的生理活动,例如改变代谢途径
来源:Plant Cell Reports
时间:2025-04-26
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RNA 结构模拟抑制 CRISPR-Cas13:解锁病毒免疫逃逸新机制
CRISPR-Cas 系统能让细菌宿主获得抗病毒免疫力,它利用 RNA 引导的 Cas 核酸酶,介导对病毒 DNA 或 RNA 的序列特异性破坏。对此,病毒进化出了反防御机制,通常是一种叫做抗 CRISPR(anti - CRISPRs)的蛋白质,这种蛋白质能够抑制 Cas 蛋白的活性,从而帮助病毒突破细菌的免疫防线。还有一些病毒会产生 RNA 抗 CRISPR(RNA anti - CRISPRs,rAcrs),它们在序列上与 CRISPR RNA(crRNA)相似,但会导致 CRISPR 机制出现故障。Hayes 等人发现了一种能抑制靶向 RNA 的 CRISPR - Cas13 系统的
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重大发现!SLC7A11 竟是溶酶体中调节多项生理病理过程的关键 H+转运体
在细胞的微观世界里,溶酶体扮演着至关重要的角色。它就像细胞的 “清道夫”,维持着细胞内环境的稳定。溶酶体内部呈酸性,这种酸性环境对于其发挥水解酶活性、降解大分子物质至关重要。然而,长期以来,科学家们对溶酶体维持酸性环境的机制,尤其是质子(H+)外流的具体途径,了解得并不完全清楚。此前已知 V 型 H+ ATPase 负责将 H+泵入溶酶体,TMEM175 介导快速 H+泄漏,但还有一个未被识别的慢速 H+泄漏途径,其分子机制一直是个谜。此外,溶酶体酸性异常与多种神经疾病,如帕金森病(PD)和阿尔茨海默病(AD)密切相关,这使得探究溶酶体 H+转运机制变得更加迫切。为了解开这些谜团,浙江大学的研
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探秘 TRIM52:维护细胞健康的关键因子及其精密调控机制
在生命的微观世界里,细胞如同一个个精密运转的小工厂,维持着生物体的正常运作。然而,细胞内众多蛋白质的功能和调控机制,仍像隐藏在迷雾中的宝藏,等待科学家们去探索。其中,TRIM52(Tripartite motif 52)蛋白就是这样一个神秘的存在。它在人类进化过程中经历了正向选择,却在许多其他哺乳动物中缺失 。按照常理,这样非保守的蛋白似乎在细胞中的作用并不关键,但令人意外的是,敲除 TRIM52 会损害细胞的适应性,这表明它在细胞中有着不可忽视的功能。为了揭开 TRIM52 的神秘面纱,来自奥地利维也纳生物中心(Vienna Biocenter)等机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在
来源:Nature Communications
时间:2025-04-25
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TRPM7 激酶结构域:胰腺癌治疗的新希望靶点
在癌症的世界里,胰腺癌(Pancreatic Ductal Adenocarcinoma,PDAC)堪称 “杀手之王”。它悄无声息地在人体的胰腺外分泌组织中生长,是胰腺癌中最主要且致命的类型。在 2022 年,它在全球癌症发病率中排第 12 位,死亡率却高居第 6 位。更令人担忧的是,流行病学预测显示,到 2040 年,它可能会成为癌症相关死亡的第二大原因。这主要是因为癌细胞对化疗有抗性,还具有转移的特性。肿瘤转移过程就像一场 “邪恶的旅程”,其中上皮 - 间质转化(Epithelial-to-Mesenchymal Transition,EMT)是关键的第一步,它会让癌细胞获得更强的迁移和侵
来源:Cell Death & Disease
时间:2025-04-25
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多组学分析揭示 CMTR1 在癌症中的关键作用及靶向治疗新希望
在生命的微观世界里,基因的表达调控如同精密的交响乐,每一个音符都至关重要。mRNA 帽(mRNA cap)作为 RNA 聚合酶 II 转录 RNA 的 5’端高度甲基化修饰结构,在真核基因表达中扮演着多重关键角色,它就像给 RNA 戴上了一顶 “安全帽”,不仅能保护 RNA 不被降解,还参与 RNA 加工、核输出和翻译起始等过程,同时帮助细胞识别自身的 mRNA,防止被免疫系统误杀。而帽甲基转移酶 1(cap methyltransferase 1,CMTR1)作为 mRNA 帽形成过程中的关键核 mRNA 帽甲基转移酶,负责催化第一个转录核苷酸的 2’-O - 甲基化,在这场基因表达的 “交
来源:Cell Communication and Signaling
时间:2025-04-25
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YAP/TAZ 转录激活机制解析与双靶向癌症治疗新策略
在癌症研究领域,转录共激活因子 Yes 相关蛋白(YAP)和含 PDZ 结合基序的转录共激活因子(TAZ)就像隐藏在黑暗中的 “神秘钥匙”,掌控着癌细胞的生长、免疫逃逸等关键进程。它们在众多人类癌症中异常活跃,对肿瘤的发生、发展以及免疫治疗抵抗有着重要影响。然而,这两把 “钥匙” 开启癌症 “大门” 的具体机制却一直是个谜,并且也缺乏有效的针对它们的治疗策略,这就好比在黑暗中摸索前行,找不到准确的方向。为了揭开这个谜团,华中科技大学同济医学院的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。研究人员深入剖析 YAP/TAZ 的转录激活结构域(TAD),发现 TAD 具有疏水特性,它在转录激活过程中
来源:Nature Communications
时间:2025-04-25
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CRISPR 归巢筛选:揭示疟原虫卵囊传播关键蛋白,为阻断疟疾传播带来新契机
疟疾,这一由疟原虫引发、经雌性按蚊传播的传染病,长期以来严重威胁着人类的健康,尤其是 5 岁以下儿童。曾经,通过使用长效驱虫蚊帐和室内残留喷洒等媒介控制策略,在 2000 年至 2015 年间成功避免了 68% 的疟疾病例。但令人头疼的是,杀虫剂抗性蚊子和耐药性疟原虫的出现,让这一积极趋势发生逆转,截至 2022 年,疟疾导致的死亡人数已达 60.8 万。面对如此严峻的形势,深入了解疟疾传播的生物学机制,寻找新的防控策略迫在眉睫。在此背景下,瑞典于默奥大学(Umeå University)的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们致力于解决在疟原虫蚊子阶段,由于受精形成二倍体细胞,阻碍了对其基因
来源:Nature Communications
时间:2025-04-25
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CHAC1 调控铁死亡增加肾病风险,为肾病治疗开辟新方向
全基因组关联研究(GWASs)已识别出 1000 多个遗传变异与肾功能相关的基因位点。然而,受这些遗传变异影响的具体基因、细胞类型和机制在很大程度上仍未被探索。通过分析人类肾脏基因表达和甲基化信息,研究人员确定了 15 号染色体上的谷胱甘肽特异性 γ- 谷氨酰环转移酶 1(CHAC1)受 GWAS 变异的影响。CHAC1 的 RNA 和蛋白质在小鼠和人类肾脏的亨氏袢区域均有表达,且携带疾病风险变异的患者中 CHAC1 的表达更高。利用 CRISPR 技术,研究人员培育出 Chac1 基因只有一个功能拷贝(Chac1+/−)的小鼠,这些小鼠在肾脏结构或功能上没有基线表型改变。在多种肾病模型中,包
来源:Science Translational Medicine
时间:2025-04-24
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CRISPR-Cas9两步靶标捕获机制揭示高效基因组编辑的分子基础
CRISPR-Cas9基因组编辑的效率之谜Highlights• Cas9通过两步识别靶序列:初始PAM结合和DNA解旋• PAM松弛型Cas9(SpRY)在初始结合后形成动力学陷阱• 动力学陷阱减缓靶标搜索和解旋速度,降低编辑效率• 高效编辑需要特异性弱PAM结合与快速解旋的平衡SummaryRNA引导的CRISPR-Cas9系统通过识别靶DNA序列 adjacent的短PAM序列启动基因组编辑。研究发现,降低PAM特异性会导致持续性非选择性DNA结合和guide RNA杂交失败,从而降低细胞内的基因组编辑效率。这项工作揭示了广泛PAM识别与编辑有效性之间的根本权衡,提出了优化的两步靶标捕获
来源:Molecular Cell
时间:2025-04-24
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CRISPRi:非洲爪蟾胚胎基因研究的新利器
在生命科学的研究领域中,非洲爪蟾作为一种重要的两栖动物模型,凭借其独特的二倍体遗传背景和较短的世代时间,在遗传学、发育生物学以及再生生物学的研究中占据着关键地位。以往,利用基因组编辑技术,如 CRISPR/Cas9 系统,在非洲爪蟾中进行基因敲除的研究已较为成熟,能够通过对基因组的永久性改变来探究基因功能。然而,这种策略需要经过多代基因型筛选,才能建立起稳定的遗传品系,过程繁琐且耗时。与此同时,RNA 干扰(RNAi)作为一种在众多生物中广泛应用的抑制靶基因表达的有效工具,在非洲爪蟾中却遭遇困境,无法发挥其应有的作用。此外,核酸类似物反义寡聚体 Morpholinos(MOs)虽然在非洲爪蟾研
来源:Cell & Bioscience
时间:2025-04-24
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“生死抉择” 的引导编辑:肺炎链球菌基因组工程的新突破
在生命科学的微观世界里,基因组编辑技术一直是探索生命奥秘、攻克疾病难题的有力武器。CRISPR-Cas9 技术的出现,更是为基因组编辑带来了革命性的变化,它能够精确地引入 DNA 双链断裂(DSBs),让科学家们对基因的操作更加得心应手。然而,在细菌基因组编辑这个领域,问题却接踵而至。传统的基于 CRISPR-Cas9 的细菌基因组编辑是一个复杂的多步骤过程,需要供体 DNA 模板来修复 DSBs,这无疑增加了实验的难度和成本。而 prime editing 虽然具有独特的优势,比如它不需要引入 DSBs,降低了染色体重排的风险,且修复模板间接包含在引导编辑向导 RNA(pegRNA)中,但在
来源:Nature Communications
时间:2025-04-24