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探秘斯奈德斯・布洛赫 - 坎波综合征:CHD3 基因变异、斑马鱼模型与潜在治疗新方向
摘要染色质重塑是控制基因表达的重要系统。CHD3 基因是斯奈德斯・布洛赫 - 坎波综合征(Snijders Blok-Campeau syndrome,SNIBCPS)的致病基因,属于与染色质重塑相关的染色质结构域解旋酶 DNA 结合(chromodomain helicase DNA-binding,CHD)家族。SNIBCPS 的特征包括发育迟缓(developmental delay,DD)、智力障碍(intellectual disability,ID)、巨头畸形,以及前额突出、眼距过宽等面部特征。患者显著的行为特征是过度社交 / 过分友善。在此,我们描述了来自四个家庭的五名携带 CH
来源:European Journal of Human Genetics
时间:2025-02-24
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惊!健康小鼠研究揭示 eccDNA 与转录、衰老的神秘联系,为基因研究开辟新方向
在细胞的微观世界里,有一种神秘的物质 ——eccDNA(染色体外环状 DNA),它如同隐藏在基因组中的 “神秘拼图”,一直吸引着科学家们的目光。eccDNA 是真核细胞中一种潜在的不稳定遗传变异来源,它可以来自基因组的各个区域,包括基因片段、完整基因以及基因间区域 。它在癌症的发展进程中扮演着极为重要的角色,当致癌基因存在于 eccDNA 中时,就如同被赋予了 “超能力”,能够快速增加自身的拷贝数和表达水平,进而推动肿瘤的演变和发展。然而,在健康组织中,eccDNA 的形成机制却如同迷雾一般,让人捉摸不透。随着生物体的衰老,基因组的稳定性会逐渐下降,像单核苷酸变异(SNVs)和插入缺失(ind
来源:Nature Communications
时间:2025-02-23
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靶向SCFSkp2 E3泛素连接酶复合体的精准扰动策略:揭示p27-Cks1反馈环路在Rb1/Trp53缺失前列腺癌治疗中的关键作用
在肿瘤生物学领域,RB1基因的缺失或突变常与最具侵袭性的癌症类型相关联,包括转移性去势抵抗性前列腺癌(mCRPC)和小细胞肺癌等。这些肿瘤对现有疗法极易产生耐药性,患者生存率极低。问题的核心在于:当细胞失去这个关键的"分子刹车"RB1后,如何找到只针对癌细胞而不伤害正常细胞的精准打击策略?以往研究表明,SCFSkp2 E3泛素连接酶可能是RB1缺失肿瘤的致命弱点,但如何安全有效地靶向这个由11个亚基组成的复杂分子机器仍是未解难题。爱因斯坦医学院(Albert Einstein College of Medicine)的研究团队在《Communications Biology》发表的研究给出了创
来源:Communications Biology
时间:2025-02-23
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重大发现!III 型 CRISPR-Cas 系统全新抗病毒机制:ATP 消耗策略大揭秘
编辑总结三磷酸腺苷(ATP)对所有生命领域都至关重要,其核心作用使其成为抗病毒防御的理想靶点。李等人描述了一种由 III 型 CRISPR-Cas 相关腺苷脱氨酶(CAAD)和一种 Nudix 水解酶介导的免疫策略,该策略在检测到核酸时消耗 ATP。通过冷冻电镜结构和生化分析,作者发现 III 型 CRISPR-Cas 产生的环寡腺苷酸第二信使激活 CAAD,使其特异性地对 ATP 进行脱氨。这些发现揭示了 CRISPR-Cas 调节 ATP 消耗策略作为抗病毒防御的机制。—— 蒋迪结构化摘要引言III 型 CRISPR-Cas 通过产生环寡腺苷酸(cOA)分子提供针对外来核酸的免疫保护,这些
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Science:一种新的“mini-CRISPR”在肌肉中展示了它的编辑能力
自从基因编辑策略CRISPR出现以来,它遇到了一个很大的限制:经典的CRISPR系统太笨重了,无法进入人体的许多组织并进行切片和切割。现在,加州大学伯克利分校的Jennifer Doudna因帮助开发CRISPR而获得2020年诺贝尔奖,她与人共同创立了一家公司,该公司的研究人员正在报告他们希望这将是向前迈出的重要一步。在最近发布的预印本中,该团队描述了一种“mini-CRISPR”,它成功地植入了小鼠和猴子的肌肉细胞,在那里它有效地编辑了与神经肌肉疾病相关的基因。在华盛顿大学(University of Washington)研究神经肌肉疾病基因编辑的Nic Bengtsson说,报道的内容
来源:sciencemag
时间:2025-02-21
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惊!AIF3 剪接变体竟成线粒体 “破坏者”,揭秘其引发线粒体疾病与脑发育缺陷的神秘机制
在神秘的生命科学领域,线粒体疾病就像一群隐藏在身体深处的 “捣乱分子”,它们是罕见的遗传疾病,却能对身体各个器官的正常功能发起 “攻击”,导致发育异常、神经问题和代谢紊乱等一系列麻烦事儿。在这场身体内部的 “战争” 中,有一个名为凋亡诱导因子(Apoptosis-Inducing Factor,AIF)的 “角色” 引起了科学家们的高度关注。研究发现,AIF 的基因突变与线粒体疾病有着紧密的联系。到目前为止,科学家们已经发现至少 26 种不同的 AIF 突变,这些突变会引发各种线粒体相关疾病,像线粒体脑肌病、轴突感觉运动神经病等。在动物实验中,携带 Aifm1 基因内含子 1 原病毒插入突变的
来源:Nature Communications
时间:2025-02-21
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PNAS:CRISPR操纵植物的开花能力
几个世纪以来,人类一直欣赏花的美丽。然而,花不仅仅是赏心悦目。它们在植物繁殖中也起着至关重要的作用。在所有植物中,都有一种被充分研究的基因,它有一个奇怪的名字——不寻常的花器官(UFO),负责协调开花过程。UFO的表达依赖于另一个复杂的过程,称为顺式调节。多年来,它一直是植物生物学研究的“黑盒子”。现在,使用CRISPR基因编辑,冷泉港实验室(CSHL)教授和HHMI研究员Zachary Lippman和他的同事们已经开始揭示被称为顺式调控序列的非编码DNA片段如何,何时以及在什么水平上表达UFO。Lippman说,这项工作有一天可以帮助研究人员更好地决定操纵哪些基因来种植更理想的作物。他解释
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PNAS:利用CRISPR技术去除唐氏综合症患者多余的染色体
根据一项体外概念验证研究,基因编辑技术可能最终允许在细胞水平上治疗三体病。唐氏综合症是由第21条染色体的第三个拷贝引起的。这种情况发生在大约700个活产婴儿中,在发育的早期阶段相对容易诊断。然而,目前还没有治疗方法。Ryotaro Hashizume及其同事使用CRISPR-Cas9基因编辑系统,在先前生成的21三体细胞系中切割第三条染色体,这些细胞系来自多能细胞和皮肤成纤维细胞。这项技术能够识别出哪条染色体被复制了,这对于确保细胞在移除后不会有两个完全相同的拷贝是必要的,而是每个亲本都有一个。作者能够从诱导多能干细胞和成纤维细胞中去除重复的染色体。抑制染色体DNA修复能力增加了重复染色体的消
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SCISSOR 技术:突破 RNA 编辑局限,开辟治疗与研究新路径
亮点带有凸起环的工程化向导 RNA(gRNA)突破了 III 型 CRISPR 的 6 个核苷酸切割规则。SCISSOR 技术能够在非 6 个核苷酸的间隔处切割 RNA,实现灵活的 RNA 切除。SCISSOR 技术可修复致病性移码突变并恢复蛋白质表达。SCISSOR 技术可修饰开放阅读框,以产生具有免疫原性的移码多表位。摘要目前的 RNA 编辑技术主要局限于单碱基编辑。在此,我们介绍了 RNA 选择性切割和分子内连接技术(SCISSOR),用于 RNA 的选择性切割和分子内连接。基于 III 型 CRISPR 复合物根据 gRNA 长度以 6 个核苷酸为增量来确定靶标切割位置这一原理,我们假
来源:Molecular Cell
时间:2025-02-20
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可编程RNA靶向CRISPR系统的进化起源:从RNA毒素-抗毒素系统到Cas13的演化之路
在微生物与病毒的军备竞赛中,CRISPR-Cas系统作为原核生物的适应性免疫机制,其DNA靶向类型(如Cas9和Cas12)的进化起源已被阐明,但RNA靶向的Cas13系统的起源始终成谜。更令人困惑的是,这些系统如何获得可编程的RNA引导能力?这个问题的答案不仅关乎生命进化史的重构,更对开发新型基因编辑工具具有重要启示。美国博德研究所张锋团队联合美国国立卫生研究院Eugene V. Koonin等研究者,通过创新的"结构-序列混合搜索"方法,在《细胞》发表的研究揭开了这一谜题。研究团队发现Cas13系统竟起源于一类古老的AbiF毒素-抗毒素系统,其中RNA分子原本作为抑制毒素活性的"解毒剂",
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探秘 SNF2 家族解旋酶的遗传缓冲机制:守护基因组稳定性的新线索
在生命的微观世界里,基因组的稳定性至关重要,它就像一座大厦的基石,支撑着生命的正常运转。SNF2 家族 DNA 解旋酶(translocases)作为一类重要的 ATP 酶,在维持基因组稳定性方面扮演着关键角色,然而其中大部分成员的具体作用机制却如同迷雾,让人难以捉摸。在已知的 33 种 SNF2 解旋酶中,有 11 种在维持基因组稳定性和预防癌症发展方面的作用机制尚不明确。而且,多数 SNF2 解旋酶在人类细胞中并非不可或缺,这暗示着 SNF2 酶之间可能存在遗传缓冲机制,就像备用零件一样,当某个解旋酶出现问题时,其他解旋酶可能会发挥作用来维持基因组的稳定。但这些 “备用零件” 如何协同工作
来源:TRENDS IN Genetics
时间:2025-02-19
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CRISPR/Cas9 编辑玉米 ZmPMT1基因:解锁木质素新价值,开启两用作物新时代
利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术对玉米的 p - 香豆酰辅酶 A:单木质醇转移酶 1(ZmPMT1)进行编辑,这种木质素工程方法是培育两用作物发展过程中的重要一步。它既能提供粮食或饲料,又能为植物基化学品提供可再生原料。研究在温室条件下种植自交系玉米,并在实验室规模进行木质素油生产,以此验证概念。该技术在将木质纤维素副产品转化为有价值的生物基化学品方面展现出巨大潜力。具体而言,该方法能够生产出羧酸盐含量低、愈创木基衍生醇含量高的木质素油,而这些醇类是生物基聚氨酯合成的理想底物。这项技术的成熟度可被认为处于技术就绪水平(TRL)3 到 4 级。推动该技术发展的关键后续步骤包括:(i)将
来源:TRENDS IN Biotechnology
时间:2025-02-19
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AcrVIB1 抑制 CRISPR-Cas13b 免疫机制的深度解析:从基础研究到应用展望
在微生物的世界里,细菌与噬菌体之间展开着一场古老而持续的 “军备竞赛”。CRISPR-Cas 系统作为细菌的一种重要防御武器,能够利用 CRISPR RNA(crRNA)引导效应核酸酶识别并切割外来遗传物质,从而抵御噬菌体的入侵。然而,噬菌体也不甘示弱,进化出了抗 CRISPR 蛋白(Acrs)来抑制 CRISPR-Cas 系统的免疫防御。在众多 Acrs 中,大多数作用于 Cas 核酸酶 - crRNA 核糖核蛋白(RNP)复合物,但目前仅有少数作用于 RNP 复合物形成之前的机制被发现,且还有许多未知的抑制模式等待探索。在这样的背景下,来自德国亥姆霍兹 RNA 感染研究所以及亥姆霍兹感染研
来源:Molecular Cell
时间:2025-02-19
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皮肤共生菌Cutibacterium acnes的合成生物学改造:抗氧化递送系统开发与皮肤疾病治疗新策略
皮肤作为人体最大的器官,承担着物理屏障、免疫调节等重要功能,但全球约三分之一人口受皮肤病困扰。现有疗法如单抗药物年费用超3万美元,且多数仅能控制症状。皮肤微生物组研究揭示,毛囊皮脂腺单元的优势共生菌Cutibacterium acnes(C. acnes)因其组织定位特异、丰度高、基因组稳定等特点,成为理想的活体生物治疗产品(eLBPs)载体。然而,该菌长期缺乏成熟的遗传操作工具,制约了其在治疗应用中的开发。针对这一挑战,西班牙庞培法布拉大学等机构的研究团队在《Cell Systems》发表了突破性研究。研究人员系统开发了C. acnes的合成生物学工具箱,通过构建抗氧化分泌菌株,成功验证了其
来源:Cell Systems
时间:2025-02-19
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植物维管束病原菌进化:CRISPR-Cas 系统缺失与基因组可塑性及毒力基因增强的关联
在传染病研究领域,一个关键问题是细菌如何进化成为具有高效宿主感染策略、高度适应特定生态位的病原体。植物致病细菌野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)可细分为不同的致病变种(pathovar),它们占据同一植物叶片的两个不同生态位:维管束和叶肉组织。通过对 94 株野油菜黄单胞菌分离株进行泛基因组比较,研究人员发现,侵染维管束的致病变种在一个单系分支中出现,与祖先致病变种相比,它失去了 CRISPR-Cas 系统,基因组可塑性和毒力因子(如 III 型效应蛋白)有所增加。此外,研究表明,属于祖先致病变种的分离株的 CRISPR 间隔区(spacer)与在黄单胞菌种群中传播
来源:Current Biology
时间:2025-02-19
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COMET 技术:大规模解析 E3 泛素连接酶与底物互作关系的创新突破
细胞如同一个精密运转的微型工厂,蛋白质则是其中忙碌的 “工人”。这些 “工人” 的数量和活性必须受到精准调控,细胞才能正常运作。在这个调控过程中,E3 泛素连接酶(E3s)扮演着至关重要的角色,它通过给底物蛋白加上泛素标签,标记这些蛋白进行降解,从而控制细胞内蛋白质的水平。然而,目前已知的人类 E3s 超过 600 种,绝大多数 E3s 的底物却依然是个谜。这种信息的缺失,就像在工厂中不知道哪些 “指令员” 负责管理哪些 “工人”,严重阻碍了我们对细胞蛋白质调控机制的深入理解,也限制了相关疾病治疗靶点的开发。为了填补这一知识空白,来自美国华盛顿大学(University of Washingt
来源:Molecular Cell
时间:2025-02-19
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追踪并减轻人幼稚多能性诱导过程中印迹擦除:单细胞分辨率下的关键突破
在生命科学的奇妙世界里,细胞就像一个个神秘的小精灵,各自承担着独特的使命。其中,幼稚人多能干细胞(hPSCs)备受瞩目,它能模拟植入前的上胚层,为研究早期人类发育提供了宝贵的模型。然而,这个 “小精灵” 却存在一个棘手的问题:在目前的培养条件下,其携带的父母特异性表观遗传标记(印记,imprints)会逐渐被侵蚀。印记对于正常的生长发育至关重要,它如同细胞中的 “小管家”,精准调控着基因的表达。在小鼠研究中发现,印记基因从母本或父本等位基因表达,对胚胎和胚外组织的发育不可或缺。在人类中,约 200 个印记基因若出现异常,可能引发生长受限、肥胖、智力障碍、行为异常,甚至增加患某些癌症的风险。而且
来源:Stem Cell Reports
时间:2025-02-19
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棉花GhMML3基因复制对协同调控棉绒和绒毛发育的分子机制研究
棉花作为全球最重要的纤维作物,其经济价值主要取决于种子表皮细胞发育形成的棉绒(lint)数量。然而,控制棉绒和绒毛(fuzz)发育的分子机制尚未完全阐明。在棉花中,N1和n2是两个独立控制无绒性状的关键基因,其中N1已被鉴定为编码GhMML3_A12基因,但隐性无绒基因n2的身份仍是个谜。解析这些基因的功能对理解棉花纤维发育机制具有重要意义。浙江大学农业与生物技术学院的研究人员通过图位克隆结合基因编辑技术,成功鉴定出隐性无绒基因n2编码GhMML3_D12转录因子。研究团队利用CRISPR/Cas9系统创制了GhMML3单突变体和双突变体材料,发现GhMML3_A12和GhMML3_D12通过
来源:Plant Communications
时间:2025-02-19
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SHATTERING ABORTION3 基因:调控水稻种子脱落的关键新因子
在农作物的世界里,水稻可是个 “明星选手”,养活了全球大量人口。在水稻的生长过程中,种子脱落是一个重要的现象。野生水稻种子容易脱落,这便于它们传播后代,但对于人类种植来说,这可不是个好现象,会导致收获时大量种子丢失,影响产量。之前,虽然已经发现了不少调控水稻种子脱落的因素,像 SH4、qSH1 等,它们都参与了脱落区(AZ,由几层等径扁平薄壁细胞构成,是脱落器官与母体分离的部位)的发育,可在细胞层面,水稻脱落究竟是怎么发生的,又是什么促使脱落区分离的,这些问题一直是个谜。为了解开这个谜团,中国科学院国家基因研究中心、分子植物科学卓越创新中心以及植物生理生态研究所等机构的研究人员展开了深入研究,
来源:Plant Communications
时间:2025-02-19
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miR-155:调控 CD8+T 细胞免疫应答,为癌症免疫治疗点亮新希望
在癌症治疗领域,结直肠癌(Colorectal Cancer,CRC)一直是个棘手的难题。在美国,尽管筛查手段的进步使 CRC 的发病率和死亡率有所下降,但它依然是第三大致命且常见的癌症。尤其是转移性 CRC,其在年轻人群中的发病率不断上升,现有治疗手段下的生存率仅为 14%。免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors,ICIs)的出现,给许多实体瘤患者带来了新希望,它能通过抑制 PD-1,重新激活 PD-1+ CD8+T 细胞的抗肿瘤功能。然而,ICIs 在 CRC 治疗中的应用存在诸多问题。一方面,dMMR/MSI-H 状态虽是临床预测 ICIs 响应的标准
来源:Cell Reports
时间:2025-02-19