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鸟类光感受器同源性与双锥体细胞起源的单细胞转录组解析
鸟类拥有脊椎动物中最复杂的光感受器系统,包含1种视杆细胞和6种视锥细胞(4种单锥和双锥体的2种组成细胞)。这项研究通过单细胞RNA测序技术揭示了这些细胞的进化起源,特别是解开了双锥体细胞起源的百年谜题。单细胞测序揭示鸟类光感受器特征研究团队对新孵化雏鸡(P0)视网膜进行scRNA-seq分析,成功鉴定出全部7种光感受器类型。通过差异基因表达分析发现,约90%的差异基因是效应基因,而转录因子(TFs)仅占10.6%,这提示TFs更适合用于追溯细胞进化起源。有趣的是,分析发现一个中间态细胞群"DC3",经证实是未完全解离的双锥体细胞,包含70%DC-P和40%DC-A的转录特征。转录因子揭示进化同
来源:Current Biology
时间:2025-04-18
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揭秘弓形虫 “通用武器” GRA12:跨越菌株与宿主的致病关键
在神秘的微生物世界里,弓形虫(Toxoplasma gondii)是一种极为特殊的存在。它就像一个 “潜伏高手”,能感染全球范围内众多温血动物的任何有核细胞,包括人类。弓形虫的不同菌株在毒力上差异巨大,比如常见的 I、II、III 型菌株,毒力依次递减,还有在南美洲出现的 “非典型” 菌株,曾引发多起致死性疫情。过去,科研人员致力于寻找让某些菌株更具致病性的分泌毒力因子,但对于能让弓形虫在所有宿主中持续存在的蛋白却一无所知。这就好比在黑暗中摸索,虽然有了一些零散的发现,却始终找不到那把能解开谜团的关键钥匙。为了填补这一知识空白,来自英国弗朗西斯・克里克研究所(The Francis Crick
来源:Nature Communications
时间:2025-04-18
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线粒体 - 内质网接触位点新机制:PDZD8-FKBP8 复合物调控线粒体形态
在细胞的微观世界里,线粒体和内质网之间存在着神秘的联系,它们相互协作,维持着细胞的正常运转。线粒体是细胞的 “能量工厂”,负责产生能量,而内质网则参与蛋白质和脂质的合成、运输等重要过程。内质网 - 线粒体接触位点(MERCS)作为二者之间的关键连接枢纽,其重要性不言而喻。在这里,不仅发生着钙离子(Ca2+)和甘油磷脂等代谢物的交换,还与线粒体分裂、线粒体 DNA 复制以及自噬体生物发生等维持细胞内稳态的关键生理和细胞生物学事件密切相关。然而,尽管 MERCS 如此重要,其形成的分子机制却一直未被完全揭示。就像一个神秘的谜题,等待着科学家们去解开。其中,内质网蛋白 PDZD8 在许多细胞类型中对
来源:Nature Communications
时间:2025-04-18
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基于 CelFi 技术的 CRISPR 敲除筛选快速稳健验证研究及其意义
在生命科学的探索旅程中,基因功能研究一直是核心热点。以往,高通量遗传筛选作为重要手段,为科研人员打开了了解细胞奥秘的大门。在这其中,Pooled CRISPR 筛选更是凭借强大的功能,在无偏差地探究基因功能、挖掘治疗靶点和揭示生物过程方面发挥着关键作用。它就像一把精准的 “基因手术刀”,能够在众多基因中找到与特定细胞过程相关的关键基因。比如,在癌症研究领域,科研人员利用它寻找癌细胞生存、生长依赖的基因,从而为开发新型抗癌药物奠定基础。然而,这把 “手术刀” 并非完美无缺。Pooled CRISPR 筛选的结果存在诸多干扰因素,像基因拷贝数的差异、脱靶效应的影响、基因覆盖范围的局限、细胞生长速率
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-18
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《Nature》靶向线粒体代谢,狙击 DNMT3AR882突变克隆性造血,为 AML 防治带来新希望
体细胞 DNMT3AR882密码子突变驱动了最常见的克隆性造血(CH)形式,且与急性髓系白血病(AML)风险增加有关。为预防 AML 进展,需阻止 DNMT3AR882突变的造血干 / 祖细胞(HSPCs)扩增。研究人员对原代小鼠 Dnmt3aR882H/+ HSPCs 进行全基因组 CRISPR 筛选,以找出 DNMT3AR882突变特异性的 “弱点”。在确定的 640 个相关基因中,许多都参与线粒体代谢。代谢通量分析证实,与野生型(WT)Dnmt3a+/+ HSPCs 相比,Dnmt3aR882H/+ HSPCs 对氧化磷酸化的利用增强。研究人员挑选了有药理学抑制剂的柠檬酸 / 苹果酸转运
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选择性抑制 HDAC6 的 ZnF-UBP 结合域:多发性骨髓瘤治疗的新希望
多发性骨髓瘤(Multiple Myeloma,MM)是一种令人棘手的血浆细胞恶性肿瘤,它如同隐藏在人体血液系统中的 “定时炸弹”,严重威胁着人们的健康。在全球范围内,MM 约占血液系统恶性肿瘤的 10%,患者多为老年人,随着人口老龄化,其发病率还在持续上升。尽管近年来新的治疗方案不断涌现,如蛋白酶体抑制剂、单克隆抗体、免疫调节剂以及自体造血干细胞移植等,但几乎所有患者在初始治疗几年后都会复发,并对后续治疗产生耐药性,这使得 MM 的治疗陷入困境。在这样的背景下,组蛋白去乙酰化酶 6(Histone Deacetylase 6,HDAC6)成为了研究的焦点。HDAC6 在 MM 细胞中过度表达
来源:Cell Death Discovery
时间:2025-04-17
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ATM基因敲除通过钙信号调控增强人尿液干细胞分化骨骼肌细胞的收缩功能
共济失调毛细血管扩张症(A-T)是一种由ATM基因突变引发的罕见神经退行性疾病,患者表现为进行性小脑退化、免疫缺陷和肌肉协调障碍。传统观点认为其肌肉症状源于神经支配异常,但越来越多的证据提示肌肉细胞自身可能存在内在缺陷。然而,由于缺乏合适的疾病模型,ATM蛋白在肌肉组织中的直接作用机制始终成谜。为解决这一科学难题,意大利研究团队创新性地利用尿液干细胞(USCs)构建疾病模型。USCs具有易获取、多向分化潜能和伦理优势,尤其适合儿科罕见病研究。研究人员通过CRISPR/Cas9技术敲除健康供体USCs的ATM基因,成功获得ATM-KO细胞系,并诱导分化为骨骼肌细胞(USC-SkMCs),系统评估
来源:Cell Death Discovery
时间:2025-04-17
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揭示 VHL 介导的 pRb 调控失衡促进透明细胞肾细胞癌的机制及潜在治疗靶点
透明细胞肾细胞癌(ccRCC),这个隐匿的 “健康杀手”,在悄无声息中威胁着人们的生命健康。它的发病率不容小觑,在 40 岁以上人群中,每 10 万人里就有 8.01 人患病。更棘手的是,ccRCC 早期诊断困难,多数患者确诊时已处于晚期,此时肿瘤对化疗和放疗极具抗性,即便采用免疫检查点抑制剂和抗血管生成药物联合治疗,也存在全身毒性和耐药性问题,治疗效果不尽人意。因此,探寻 ccRCC 新的发病机制和治疗靶点迫在眉睫。来自加拿大渥太华大学等机构的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。他们致力于探索 VHL(von Hippel-Lindau,一种肿瘤抑制因子)与 pRb(视网膜母细胞瘤蛋
来源:Cell Death & Disease
时间:2025-04-17
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综述:利用转posable元件进行植物功能基因组学和基因组工程研究
植物转座子的研究历程与分类转座子(TEs)自Barbara McClintock在玉米中发现以来,已被证实占植物基因组的50-85%。根据转座机制可分为I类逆转录转座子和II类DNA转座子。I类通过RNA中间体"复制粘贴",包含LTR(如Copia/Gypsy)和非LTR(LINE/SINE)亚型;II类通过DNA直接"剪切粘贴",包括末端反向重复(TIR)的hAT/Mutator等超家族及滚环复制的Helitron。藻类到被子植物的比较基因组分析显示,TE含量从12.5%(衣藻)至>80%(小麦),且I类在多数植物中占比更高,但水稻等物种中II类数量占优。转座子在基因调控与进化中的核心
来源:TRENDS IN Plant Science
时间:2025-04-17
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基于 M13 噬菌体载体与 CRISPR 基因调控的大肠杆菌多细胞计算:开辟细胞间通信新路径
合成生物学作为一门前沿科学,致力于通过设计和构建人工生物系统来解决诸多领域的难题,在农业、医疗、制造业和环境保护等方面展现出巨大的应用潜力。其中,构建能够处理信息并产生可编程输出的遗传电路,打造生物计算设备,成为该领域的重要目标之一。受电子计算启发,布尔逻辑门在活细胞中的应用广泛,相关生物体被用于环境生物传感、植物应激响应调控以及治疗性细菌靶向特定微环境等方面。然而,在实际应用中,合成电路面临着诸多挑战,例如负载、遗传串扰、反馈效应、化学计量不匹配,以及特征明确的转录单元数量有限等问题,这些都限制了其计算能力的提升。传统上,合成电路多采用蛋白质转录因子来调控基因表达。但 CRISPR(成簇规律
来源:Nature Communications
时间:2025-04-16
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过氧化物酶体 β- 氧化缺陷的小胶质 BV-2 细胞分析亚细胞分级:开启细胞功能研究新视角
过氧化物酶体(peroxisomes)在正常生理功能中的作用愈发受到关注,被视为关键参与者。为深入了解过氧化物酶体缺陷如何影响细胞功能,研究人员构建了经 CRISPR/Cas9 基因编辑,Acox1或Abcd1、Abcd2基因发生突变的 BV-2 小胶质细胞模型。生成的Acox1−/− BV-2 细胞系缺失酰基辅酶 A 氧化酶 1(acyl-CoA oxidase 1),这是启动过氧化物酶体 β- 氧化(β-oxidation)的关键酶;而双突变体Abcd1/d2−/− BV-2 细胞系则是编码膜 ABC 转运蛋白 ABCD1 和 ABCD2 的基因发生突变,这些转运蛋白负责将脂肪酰硫酯转运到
来源:Histochemistry and Cell Biology
时间:2025-04-16
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新型 ssDNA 适配体 “解锁” 硫酸多粘菌素 B 检测新路径,填补检测空白并开拓应用前景
硫酸多粘菌素 B(PMB)是一种强效抗生素,其硫酸盐形式硫酸多粘菌素 B(PMBS)被广泛应用。当 PMBS 用作兽药时,过量使用会导致动物体内药物残留,这是一个重大的食品安全问题,引发了严重关注。因此,迫切需要加强这一领域的研究。在本研究中,研究人员利用 Capture-SELEX 方法获得了针对 PMBS 的单链 DNA(ssDNA)适配体,该方法在小分子筛选方面具有显著优势。随后,研究人员将获得的适配体与基于 CRISPR/Cas14a 系统的生物传感器相结合,进行了一系列验证。在本研究中,研究人员通过 Capture-SELEX 过程发现了针对 PMBS 的特异性适配体。筛选过程共进行
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-04-16
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综述:长链非编码 RNA 在脂肪生成和肥胖治疗中的作用:来自 CRISPR-Cas9 基因编辑的见解
脂肪组织的新认知与脂肪生成机制过去,人们一直将脂肪组织视作单纯储存能量的被动场所,仅具备结构支撑和保暖的功能。然而,1994 年瘦素的发现,彻底改变了这一传统观念,脂肪组织摇身一变成为了活跃的内分泌器官。脂肪细胞作为脂肪组织的主要细胞成分,不仅承担着能量的储存与释放任务,还能分泌各类生物活性分子,如脂肪因子、细胞因子等,对止血、血压调节、免疫反应、血管生成以及代谢调控等众多生理过程都有着深远影响。脂肪细胞主要分为白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞这两大类。白色脂肪细胞就像是身体的 “能量储备库”,专门负责储存能量;而棕色脂肪细胞则如同身体的 “小暖炉”,在产热和能量消耗方面发挥着关键作用。值得注意的是
来源:Journal of Bio-X Research
时间:2025-04-16
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综述:不断演变的监管环境下植物基因组编辑的进展及其在小麦育种中的应用
引言自 10,000 年前人类在新月沃土开始农耕,作物改良便至关重要。早期育种方法简单,直到孟德尔的研究成果被重新发现,植物育种才走上科学道路。20 世纪 60 年代起,高产品种的采用、农业机械化以及化肥、农药的发展,推动了作物产量大幅提升,如小麦、玉米和水稻产量显著增加,这一时期被称为 “绿色革命”。全球人口持续增长,对粮食的需求不断增加。然而,农业面临着诸多挑战,如气候变化导致极端天气频发,影响作物产量和价格;土地资源竞争加剧、淡水供应不足、劳动力短缺和成本上升、土壤退化等问题也制约着农业发展。同时,人们对食品安全、营养和品质的要求越来越高,对非食品用途的农产品需求也在增加。因此,作物改良
来源:Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology
时间:2025-04-16
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靶向位点特异性 N - 糖基化 B7H3:开启肿瘤免疫治疗新征程
肿瘤免疫治疗一直是医学领域的热门研究方向,免疫检查点分子在肿瘤的发生、发展过程中扮演着关键角色。B7H3(B7 homolog 3 protein,又称 CD276)作为一种重要的免疫检查点分子,属于 B7 免疫球蛋白超家族,是高度 N - 糖基化的膜蛋白。它在多种实体癌中广泛高表达,却在正常组织中低表达,对肿瘤细胞的迁移、增殖、侵袭和血管生成起着重要作用,还能帮助癌细胞逃避机体的免疫监视。然而,一直以来,B7H3 蛋白发挥功能所依赖的关键糖基化天冬酰胺残基并不明确,这就像在黑暗中摸索前进,阻碍了针对 B7H3 的精准治疗策略的开发。为了打破这一困境,中山大学肿瘤防治中心的研究人员开展了深入研
来源:Nature Communications
时间:2025-04-15
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小麦ALS酶突变体G631D/G632S/P174S的结构解析:磺酰脲类除草剂抗性机制与作物改良新策略
在全球粮食安全面临挑战的背景下,小麦作为主要口粮作物的产量提升至关重要。然而杂草侵扰导致每年损失高达20-30%的产量,化学除草虽成本低廉却面临"杀敌一千自损八百"的困境——传统磺酰脲类除草剂在抑制杂草乙酰乳酸合酶(Acetolactate synthase, ALS)的同时,也会误伤作物自身。这种靶标酶作为支链氨基酸(缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸)生物合成通路的关键元件,已成为除草剂设计的"黄金靶点"。但如何精准改造作物ALS酶使其获得选择性抗性,一直是农业生物技术的重大挑战。来自印度旁遮普农业大学的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究中,首次通过计算生物学手段系统解析了
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-15
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基于Cu2O敏化空心共价有机框架的Z型光电化学生物传感平台用于高灵敏检测微囊藻毒素-LR
光活性材料是提升光电化学(PEC)生物传感器性能的核心。本研究创新性地构建了基于空心结构共价有机框架(HCOF–OMe)的Z型PEC平台,通过Cu2O纳米立方体敏化形成高效电荷分离体系,显著增强光电流响应。针对水体毒素微囊藻毒素-LR(MC-LR)的检测需求,团队设计了一种均相生物传感策略:在链霉亲和素修饰磁珠(MB)上组装DNA步行纳米机器,初始状态被MC-LR适体锁定;当目标物存在时,步行DNA与支撑DNA杂交,暴露核酸内切酶Nb.BbvCI的切割位点,释放激活链触发CRISPR/Cas12a的trans-切割活性,最终解离MB-ssDNA-Cu2O复合物中的Cu2O并负载至电极表面。该平
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-04-15
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荷兰遗传病成人患者对生殖系基因编辑的认知研究:身份认同与疾病负担的博弈
基因编辑技术的突飞猛进正在重塑人类生殖医学的边界,特别是CRISPR/Cas9技术的成熟使人类生殖系基因编辑(Human Germline Gene Editing, HGGE)从理论走向潜在临床实践。这种能永久改变后代基因组的技术,既承载着消除遗传病的希望,又引发关于"设计婴儿"和基因多样性的伦理争议。在荷兰等立法禁止HGGE的国家,这种技术引发的社会讨论尤为激烈。当前决策过程中存在显著的知识鸿沟——最直接相关的遗传病患者群体往往被排除在讨论之外,其"经验性知识"(experiential knowledge)面临被贬值的认知不公(epistemic injustice)。这种现状催生三个核
来源:Journal of Community Genetics
时间:2025-04-15
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一种体内 “转换模型” 揭示肺巨噬细胞中 RanBP9 的新相互作用:开启巨噬细胞功能调控研究新视角
在生命科学的微观世界里,细胞内的各种蛋白质如同精密仪器中的微小零件,各自承担着独特的使命,共同维持着细胞的正常运转。其中,Ran 结合蛋白 9(RanBP9)作为支架蛋白,是广泛表达的 C 末端至 LisH(CTLH)复合体的关键成员。然而,就像被迷雾笼罩一般,它在巨噬细胞以及其他表达该蛋白的细胞类型中的生物学功能一直模糊不清。尽管此前研究发现 RanBP9 和 CTLH 复合体参与多种生理和病理过程,如胚胎发育、癌症等,但由于研究方法的局限性,大多数关于 RanBP9 相互作用和功能的认知,多来自癌细胞研究,这些研究结果难以准确反映其在正常生理状态下的作用。此外,在体内研究 RanBP9 时
来源:Cell Death Discovery
时间:2025-04-14
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TEN1基因缺失通过诱导端粒缩短模拟人类先天性角化不良症的小鼠模型
在生命的长河中,端粒如同染色体末端的"保护帽",其长度维持是细胞衰老和基因组稳定的关键指标。端粒生物学疾病(TBDs)如先天性角化不良症(DC)患者常出现骨髓衰竭、皮肤异常等早衰症状,但CST复合体(CTC1-STN1-TEN1)中最小亚基TEN1的功能机制仍是未解之谜。尽管CTC1和STN1突变已被证实与Coats plus综合征相关,但TEN1在体内的作用及其缺失后果始终缺乏直接证据。为破解这一科学难题,德国亥姆霍兹慕尼黑中心的研究团队通过CRISPR-Cas9技术构建了全球首个存活型Ten1纯合敲除小鼠模型。该研究通过系统表型分析结合分子检测,揭示TEN1缺失导致端粒快速缩短并完美模拟人
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-04-13