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基于CRISPR/Cas12a辅助荧光适体传感器同步检测玉米赤霉烯酮与赭曲霉毒素A的研究
Materials and instruments所有核酸序列由生工生物工程(上海)股份有限公司合成和修饰。双功能适配体(B-APT)序列如下:TCATCTATCTATGGTACATTACTATCTGTAATGTGATATGT TTTTTGATCGGGTGTGGGTGGCGTAAAGGGAGCATCGGACA。其他序列详情见表S1。ZEN和OTA标准品由普瑞邦生物(青岛)提供。EnGen Lba Cas12a(Cas12a)及相关缓冲液购自New England Biolabs(美国)。Schematic illustration of the constructed fluorescent
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综述:现代不孕症治疗的创新与挑战:连接技术与心理社会关怀
引言全球范围内约有10-15%的夫妇受到不孕症的影响,这一定义为无保护性行为12个月后仍无法怀孕的状况。不孕症不仅是医学难题,更深刻影响情感健康、心理状态和社会互动。患者常经历悲伤、挫败感、内疚和自卑等复杂情绪,这些情绪常因社会压力、污名化和生育旅程中的不确定性而加剧。情感和心理冲击常扰乱伴侣关系,挑战个人和夫妻间的动态平衡。男性和女性不孕症的ART/IVF治疗不孕症影响男性和女性,通常可通过辅助生殖技术(ART)包括体外受精(IVF)来解决。男性不育男性不育常见原因包括少精子症(oligospermia)、弱精子症(asthenozoospermia)或畸形精子症(teratozoosper
来源:Middle East Fertility Society Journal
时间:2025-10-04
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微型CRISPR-Cas10酶通过抑制性信号传导赋予抗病毒免疫的新机制
在微生物与病毒共同进化的漫长历程中,生物体发展出了多种基于寡核苷酸信号的免疫机制。这些机制在细菌的CBASS(cyclic oligonucleotide-based antiphage signalling systems)和III型CRISPR系统,以及人类的cGAS-STING(cyclic GMP-AMP synthase-stimulator of interferon genes)通路中都有体现。在这些经典通路中,细胞在检测到病毒或外源遗传物质后会合成寡核苷酸信号分子,从而激活抗病毒反应。然而,在这项发表于《Nature》的研究中,科学家们发现了一个令人惊讶的"逻辑反转"现象。由E
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细菌利用诱饵环核苷酸“潘诺普特斯”系统感知噬菌体抗防御蛋白实现免疫防御新机制
在细菌与噬菌体持续数十亿年的军备竞赛中,核苷酸衍生的第二信使分子成为免疫信号传导的核心媒介。诸如CBASS(cyclic oligonucleotide-based antiphage signaling system)、Pycsar(pyrimidine cyclase system for antiphage resistance)和Thoeris等系统,均利用环二核苷酸或环单核苷酸作为感染信号激活效应蛋白。然而噬菌体也进化出多种反击策略,包括磷酸二酯酶和“海绵蛋白”(如Acb2),通过降解或隔离这些信号分子逃逸免疫。这种进化博弈催生了一个关键科学问题:细菌能否演化出监测自身第二信使池完整
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人类特异性逆转录转座子HERVK LTR5Hs通过调控ZNF729介导胚胎早期发育的新机制
哺乳动物早期胚胎发育过程在物种间既存在保守性又表现出显著的差异性。尽管小鼠等模式生物的研究为理解哺乳动物发育提供了重要基础,但人类早期胚胎特有的发育特征和调控机制仍待深入探索。由于人类胚胎样本获取存在伦理和技术限制,科学家们迫切需要开发替代性研究模型。近年来,基于干细胞的3D胚胎模型——囊胚样体(blastoid)的出现,为研究人类特异性发育特征提供了前所未有的机会。内源性逆转录病毒(ERVs)作为古代逆转录病毒感染生殖细胞后整合到基因组中的遗迹,约占人类基因组的8.9%。其中HERVK(HML-2)家族的LTR5Hs亚型在人类胚胎发育中表现出独特的活性模式:在八细胞期左右被转录激活,并在囊胚
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综述:“停!”——CRISPR-Cas效应子的构象调控是如何指导核酸酶活性的
CRISPR-Cas系统是现代生物技术中最具革命性的工具之一,其核心机制依赖于对动态分子结构的精确控制。这些系统通过一系列“构象检查点”(conformational checkpoints)来调控其活性,确保只有在正确识别目标分子后才会激活其核酸酶活性。构象检查点的概念类似于电影导演通过精确控制场景转换来引导故事发展,CRISPR-Cas效应器则通过构象变化来精准地控制其酶活性。这一过程不仅决定了其在细菌免疫中的作用,还使其在基因编辑、转录调控、核酸诊断等应用中展现出巨大潜力。理解这些构象检查点不仅有助于优化现有的CRISPR-Cas工具,还为未来设计更高效、更安全的基因编辑技术提供了理论依
来源:Biochemical Journal
时间:2025-10-03
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Tankyrases通过I型干扰素反应正向调节甲型流感病毒的复制
流感病毒是一种呼吸道病原体,它会导致人类的季节性感染以及不可预测的流行性感染。目前批准的抗流感药物主要针对病毒蛋白发挥作用。然而,流感病毒基因组中反复出现的突变可能导致药物耐受性,从而削弱抗流感药物的疗效。流感A病毒(IAV)依赖宿主因子完成其病毒生命周期,因此,越来越多的研究关注于针对宿主细胞蛋白的抗病毒药物开发。聚(ADP-核糖)聚合酶(PARPs)是宿主因子,通过在目标蛋白上添加ADP-核糖来调节蛋白功能。利用CRISPR激活系统,我们筛选了所有17个PARP成员对IAV感染的影响,并发现Tankyrase 1和2(TNKS 1/2或PARP5A/5B)是有效的促病毒因子。通过CRISP
来源:Journal of Virology
时间:2025-10-03
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综述:微小RNA(microRNAs)介导的植物热应激调控机制及其靶标
在当今全球变暖的背景下,植物面临的热胁迫(heat stress)正在成为农业可持续发展的关键挑战之一。热胁迫不仅影响植物的生长和生理功能,还可能显著降低作物的产量和品质,对全球粮食安全构成威胁。因此,研究植物如何在热胁迫条件下调控基因表达,寻找有效的抗热机制,已成为农业科学中的重要课题。近年来,微小核糖核酸(microRNAs, miRNAs)在植物应对热胁迫中的关键作用逐渐受到关注。miRNA是一类小分子的非编码RNA(ncRNA),长度约为20–24个核苷酸,它们通过与靶标mRNA互补配对,抑制其翻译或诱导其降解,从而在植物应对环境压力中发挥调控作用。这种调控机制不仅影响植物的生长发育,
来源:The Plant Genome
时间:2025-10-03
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控制苹果果实贮藏性的MDBPM2/MdRGLG3-MdNAC83网络中的自然变异
在现代遗传学研究中,对复杂数量性状进行解析一直是一个极具挑战性的课题。以苹果果实储藏性状为例,这种性状由多个基因控制,且这些基因之间存在复杂的相互作用。本文通过深入研究,揭示了苹果果实储藏性状(如果实硬度保持性和脆性保持性)的关键调控基因及其变异,这些发现不仅有助于理解果实储藏性的分子机制,还为未来的基因组编辑提供了新的靶点,同时显著提高了基因组辅助预测(GAP)模型的准确性。苹果果实的储藏性状,如果实硬度保持性和脆性保持性,是复杂的数量性状,受到多种遗传变异的影响。这些遗传变异可能位于转录调控网络中,也可能通过翻译后修饰或表观遗传调控相互作用。因此,为了更精确地解析这些性状,科学家们从之前识
来源:Journal of Integrative Plant Biology
时间:2025-10-03
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利用CRISPRi功能基因组学和转录组学技术,研究伯克霍尔德菌复合群(Burkholderia cepacia complex)中的噬菌体-宿主相互作用,以揭示宿主因子和噬菌体抗性基因
这项研究聚焦于细菌与噬菌体之间的复杂相互作用,特别是以一种名为*B. cenocepacia* K56-2的细菌为研究对象,与一种来自*B. multivorans*的温和噬菌体Bcep176进行相互作用分析。通过整合功能基因组学和转录组学的方法,研究人员揭示了*K56-2*在噬菌体感染过程中表现出的主动抗噬菌体机制以及相关宿主因子基因。这些发现不仅有助于理解*B. cenocepacia*及其噬菌体在自然生态系统中的生态位,还为设计针对这些细菌的噬菌体疗法提供了重要的理论基础和实践指导。*B. cenocepacia*复合体细菌广泛存在于土壤中,同时是免疫功能低下患者的条件性病原体。这类细菌
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-10-03
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利用功能性CRISPR-Cas9技术对人类成纤维细胞迁移倾向的遗传决定因素进行敲除筛选
细胞迁移是生命活动中一个关键的过程,它在许多生理和病理条件下都起着重要作用,如胚胎发育、组织稳态、伤口愈合、免疫反应、慢性炎症以及癌症转移等。这一过程涉及多个复杂的步骤,包括细胞极化、在细胞前端形成膜突起、在后端解聚粘附结构,以及细胞骨架的重排。这些步骤通常受到机械力和生化信号的共同调控,而具体的分子事件则因细胞类型和所处环境的不同而有所差异。因此,要深入理解细胞迁移的调控机制,特别是在特定病理背景下,需要识别出具有细胞特异性功能的分子靶点。本研究聚焦于人类成纤维细胞在生化梯度下的定向迁移能力,采用了一种将分子功能识别与实际机械作用相结合的方法。我们通过整合高通量基因编辑技术CRISPR-Ca
来源:Biotechnology Progress
时间:2025-10-03
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抑制mab_1999基因表达影响脓肿分枝杆菌生长和细胞形态的机制研究及其对β-内酰胺类抗生素敏感性的增强作用
在微生物感染领域,脓肿分枝杆菌(Mycobacterium abscessus)作为一种快速生长的非结核分枝杆菌(NTM),已成为肺部感染和软组织感染的重要病原体。由于其固有的和获得性耐药机制,该菌对多种抗菌药物表现出广泛耐药性,常常导致治疗失败和不良预后,成为临床治疗的重大挑战。细菌细胞分裂是细菌生存的核心过程,也是新型抗生素开发的潜在靶点。在分枝杆菌中,细胞分裂系统与大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等模式生物存在显著差异,尽管许多保守的细胞分裂蛋白已被鉴定,但其调控机制在不同菌种间可能有所变化。目前,对分枝杆菌细胞分裂的研究主
来源:BMC Microbiology
时间:2025-10-03
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OsFLN2基因敲除通过降低水稻叶片水分状况与光合性能削弱干旱适应性机制研究
随着全球气候变化加剧,干旱胁迫已成为制约农作物产量的主要环境因素。植物通过复杂的生理与分子机制应对水分短缺,其中叶绿体作为能量转换的核心场所,其基因表达调控在环境适应性中起决定性作用。水稻作为全球半数人口的主粮作物,解析其抗旱机制具有重要战略意义。然而,目前关于叶绿体基因转录调控因子在干旱响应中的具体功能仍存在研究空白。在这项发表于《BMC Plant Biology》的研究中,巴西农业研究所Contiliani等学者聚焦于水稻FRUCTOKINASE-LIKE 2(OsFLN2)基因的功能解析。该基因编码的蛋白是叶绿体编码RNA聚合酶(PEP)复合体的关键组分,此前研究表明其与热胁迫和盐胁迫
来源:BMC Plant Biology
时间:2025-10-03
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一种基于肝素钠的单管RPA/SCas12a扩增策略,以及一种可通过智能手机读取的、经过硫代磷酸修饰的G-四链体驱动的比色检测器,用于在现场废水样本中检测猴痘病毒DNA
这项研究聚焦于开发一种便携式、灵敏且适用于现场检测的生物传感器,用于在城市污水中快速识别猴痘病毒(MPXV)的DNA。该技术结合了多种先进的分子诊断手段,包括重组酶聚合酶扩增(RPA)、CRISPR/Cas12a信号放大机制以及基于G-四链体(G4)的比色检测方法,旨在提升对新兴传染病的预警能力,优化公共卫生响应,并推动基于污水的流行病学研究。MPXV是一种由啮齿动物传播给人类的病毒,属于正痘病毒属,其基因组为双链DNA,长度约为200千碱基对。该病毒可以通过呼吸道飞沫、体液以及与感染者或动物的皮肤病变接触传播。尽管MPXV的临床表现通常比天花病毒更为温和,但其仍可能导致严重的并发症和死亡,尤
来源:Microchemical Journal
时间:2025-10-03
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无测序单分子分辨率全基因组空间转录组技术RAEFISH的开发与应用
在生物医学研究领域,理解基因表达的空间分布对于揭示细胞功能、组织发育及疾病机制至关重要。近年来,空间转录组技术的迅猛发展让科学家能够在组织原位观察基因活动,但现有技术仍存在明显局限:基于空间捕获/标记的方法(如Slide-seq)虽能覆盖全基因组,但空间分辨率仅达细胞群水平,无法解析单细胞及亚细胞结构;而基于成像的方法(如MERFISH、STARmap)虽具备单分子分辨率,却因技术限制仅能靶向数百至数千个预选基因,难以进行无偏见的全基因组探索。这一矛盾严重制约了在复杂组织中系统性发现空间转录组特征的能力。为突破这一瓶颈,耶鲁大学Siyuan Wang团队在《Cell》杂志发表了题为“Seque
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组蛋白H3K4me2异常甲基化驱动三阴性乳腺癌恶性表型的多组学机制与靶向治疗新策略
乳腺癌作为全球女性发病率最高的恶性肿瘤,其不同分子亚型具有显著异质性。其中三阴性乳腺癌(TNBC)因缺乏雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和HER2受体表达,成为临床治疗的难点,患者预后显著差于其他亚型。尽管化疗仍是TNBC主要治疗手段,但耐药和复发问题突出,迫切需要开发新的靶向治疗策略。近年来,表观遗传调控在肿瘤发生发展中的作用日益受到关注,组蛋白翻译后修饰(PTMs)作为染色质结构和基因表达的关键调控因子,其异常改变与肿瘤恶性表型密切相关。在这项发表于《Nature Communications》的研究中,研究人员通过质谱技术对200余例乳腺癌临床样本进行了系统性的表观蛋白质组学分析,
来源:Nature Communications
时间:2025-10-02
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mTORC1与GSK3双相调控B细胞转录组:揭示淋巴瘤与自身免疫疾病新靶点
在免疫调控领域,一个核心问题在于细胞如何协调转录程序以响应代谢和信号线索。尽管单个转录因子(TF)和信号通路已被充分表征,但基因表达究竟是由离散的基因特异性机制控制,还是通过整合的高阶调控程序运作,仍然存在巨大知识空白。这种调控架构的解析对于理解免疫细胞如何解读和响应环境刺激至关重要,特别是在B细胞活化过程中——当B细胞进入生发中心(GC)反应,经历亲和力成熟并分化为抗体分泌浆细胞或记忆B细胞时,任何调控异常都可能导致免疫缺陷、自身免疫或B细胞恶性肿瘤。以往研究多局限于动物模型和细胞系,虽然发现了B细胞功能的关键效应因子,但全球范围内解析B细胞基因转录调控的策略仍然有限。尽管CRISPR功能基
来源:Cell Reports
时间:2025-10-02
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基于CRISPR-Cas9筛选的领鞭毛虫基因敲除新方法揭示Hippo信号通路调控多细胞发育的保守机制
在探索动物起源的奥秘时,科学家们将目光投向了动物最亲近的单细胞亲戚——领鞭毛虫。其中Salpingoeca rosetta因其能够形成类似动物胚胎发育早期阶段的多细胞团簇(rosette)而成为研究多细胞化进化的重要模型。尽管十年前S. rosetta就已成为遗传操作可行的模型,但现有的基因敲除方法存在效率低、耗时长的问题,成功率仅0.3%-16.5%,通常需要分离和基因分型数百个克隆才可能获得敲除株系,这严重限制了功能遗传学研究进展。发表在《Cell Reports》的这项研究开发了一种快速、高效的基因敲除方法,通过CRISPR-Cas9介导的同源重组(HDR)将带有抗生素抗性基因的终止/抗
来源:Cell Reports
时间:2025-10-02
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靶向S100A8的CRISPR-Cas9纳米递送系统通过调控JAK/STAT3通路促进骨关节炎治疗
骨关节炎(Osteoarthritis, OA)作为一种常见的退行性关节疾病,严重影响患者的生活质量。其病理特征包括滑膜炎、软骨降解和软骨下骨改变。目前临床治疗手段如非甾体抗炎药、关节腔注射糖皮质激素或手术干预等,仅能缓解症状,无法逆转疾病进程。炎症因子在OA发展中起着关键作用,其中S100A8作为一种重要的炎症介质,在OA滑膜组织中显著上调,可能通过激活JAK/STAT3信号通路促进炎症反应和软骨破坏。然而,如何实现S100A8的特异性靶向干预并提高治疗安全性,仍是当前研究的难点。基因编辑技术尤其是CRISPR/Cas9系统的发展为OA治疗提供了新思路,但其临床应用仍面临诸多挑战,包括递送效
来源:Materials Today Bio
时间:2025-10-02
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靶向S100A8的CRISPR-Cas9@PLGA-适配体微粒通过调控JAK/STAT3通路减轻骨关节炎软骨降解和软骨下骨异构
骨关节炎(Osteoarthritis, OA)作为一种常见的退行性关节疾病,严重影响患者的生活质量,其典型特征包括关节疼痛、僵硬和功能受限。滑膜炎症在OA进展中扮演关键角色,会导致关节肿胀、局部发热和压痛,最终引发不可逆的关节软骨和软骨下骨退化。目前OA的治疗方法包括运动、类固醇注射以及使用非甾体抗炎药(NSAIDs)或疾病修饰抗风湿药(DMARDs)等抗炎药物。当保守治疗无效时,可能需要进行滑膜切除术或关节置换手术,但这些手术存在出血、术后疼痛、感染以及深静脉血栓(DVT)等风险。因此,开发有效且安全的新型治疗策略迫在眉睫。基因编辑技术尤其是CRISPR/Cas9的出现为OA治疗带来了新希
来源:Materials Today Bio
时间:2025-10-02