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综述:基于适配体的PSA生物传感技术:从纳米材料到CRISPR诊断技术
基于适配体的PSA生物传感技术:从纳米材料到CRISPR诊断技术引言近年来,可持续材料开发与环境污染控制的需求推动了生物传感技术的革新。适配体(Aptamer)作为一种通过体外筛选技术获得的单链DNA或RNA分子,因其高亲和力、易修饰性和稳定性,成为前列腺特异性抗原(PSA)检测的核心识别元件。结合纳米材料与CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)基因编辑技术,生物传感平台在灵敏度、选择性和便携性方面实现了突破性进展。导电墨水的可持续创新本研究开发了一种以木薯淀粉(Tapioca Flour, TP)和山
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基于壳聚糖气凝胶-水凝胶复合膜的诺如病毒高效现场检测预处理装置研发与应用
Reagents and instruments所有核苷酸链由生工生物工程(上海)股份有限公司合成(序列详见表S1)。RPA反应使用的TwistAmp Basic试剂盒购自英国TwistDx公司;病毒RNA/DNA提取试剂盒(MiniBEST系列)和逆转录试剂(PrimeScript RT with gDNA Eraser)来自北京Takara公司;RNase抑制剂(人胎盘来源)、M-MuLV逆转录酶及Lba Cas12a (Cpf1)蛋白均采购自New England Biolabs公司。Assembly of pretreatment enrichment devices本研究设计的TSM
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利用CRISPR/Cas9系统敲除mstnb基因培育速生型草鱼
作为世界上养殖产量最高的淡水鱼类,草鱼在中国水产养殖业中占据举足轻重的地位。2023年全球草鱼产量达到587万吨,其中中国是主要生产国。然而,传统的育种方法已接近其极限,难以进一步显著提升草鱼的生长性能。草鱼性成熟周期长达5年,通过传统育种方法培育新品种需要15-20年时间,这严重制约了遗传改良的进程。肌肉生长抑制素(myostatin,mstn)是转化生长因子β(TGF-β)超家族成员,在脊椎动物中作为骨骼肌发育和生长的负调控因子发挥着关键作用。该基因通过抑制生肌通路关键基因myod1的转录来限制肌肉生长。在哺乳动物中,mstn基因敲除可导致著名的"双肌"表型,肌肉质量增加2-3倍。近年来,
来源:Reproduction and Breeding
时间:2025-09-21
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综述:基于CRISPR/Cas的RNA检测技术进展
Classification of CRISPR/Cas systemsCRISPR/Cas系统根据效应蛋白复合物的组成被分为两大类:Class I系统使用多蛋白效应复合物(包括I型、III型和IV型),Class II系统使用单蛋白效应复合物(包括II型、V型和VI型)。各亚型具有不同的操纵子结构和功能,为RNA检测提供了多样化的分子工具。Mechanism of CRISPR/Cas-based nucleotide detectionClass II系统(特别是VI型)的Cas蛋白(如Cas13)在RNA检测中展现出独特优势。这些蛋白与向导RNA(gRNA)结合后形成复合物,在识别靶RN
来源:Microchemical Journal
时间:2025-09-21
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单链DNA供体修复模板结合CRISPR/Cas9实现马铃薯高频靶向插入:结构优化与修复机制解析
1 引言马铃薯(Solanum tuberosum L.)作为全球重要粮食作物,面临气候变化带来的生物与非生物胁迫挑战。传统育种受限于其四倍体遗传特性、高杂合度和近交衰退。CRISPR/Cas9系统通过向导RNA(sgRNA)介导的Cas9核酸酶在特定位点产生双链断裂(DSB),为作物遗传改良提供了精准工具。DSB主要通过易错的非同源末端连接(NHEJ)修复,导致小片段插入或缺失(indels);若存在微同源区域,则触发微同源介导末端连接(MMEJ),产生更大缺失。然而,许多农艺性状需要精确的编码区或调控区修饰,而非简单基因敲除。当存在供体修复模板(DRT)时,可激活同源定向修复(HDR)途径
来源:Frontiers in Genome Editing
时间:2025-09-20
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巨噬细胞分化新机制:PSTPIP1与Pyrin在自身炎症性疾病中的关键作用
在免疫系统的精密调控网络中,单核细胞与巨噬细胞作为先天免疫的重要防线,其分化过程一直备受关注。这些细胞由造血干细胞发育而来,迁移至组织后分化为具有特定炎症功能的巨噬细胞。然而,前体细胞向巨噬细胞分化过程中炎症功能的发育机制尚未完全阐明,这成为免疫学领域的一个重要科学问题。尤其值得注意的是,细胞骨架相关衔接蛋白PSTPIP1(proline-serine-threonine phosphatase interacting protein 1)和Pyrin炎症小体的突变会导致家族性地中海热(FMF)和化脓性关节炎、坏疽性脓皮症和痤疮综合征(PAPA)等自身炎症性疾病,但传统观点将这些疾病的发病机制
来源:European Journal of Cell Biology
时间:2025-09-20
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靶向PSPC1增强鼻咽癌放射敏感性并抑制上皮间质转化与转移的机制研究
亮点解析细胞系与培养人鼻咽癌细胞系CNE2由福建省肿瘤医院放射生物学与肿瘤学实验室培养。放射性抵抗细胞系R743通过既往报道方法[24]从原始CNE2细胞中衍生,同样培养于福建省肿瘤医院放射生物学与肿瘤学实验室。细胞采用含10%胎牛血清的RPMI-1640培养基(Gibco盖瑟斯堡MD),在37℃、5% CO2的湿润培养箱中培养。PSPC1敲除R743与过表达CNE2细胞系的构建PSPC1参与包括基因表达调控和应激反应在内的多种细胞过程。本研究通过RT-qPCR和蛋白质印迹分析检测放射性敏感细胞CNE2与放射性抵抗细胞R743中PSPC1的表达水平。结果显示,与放射性抵抗的R743细胞相比,放
来源:Experimental Cell Research
时间:2025-09-20
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工业酵母中细胞周期调控与PPP通路协同作用增强木糖发酵和乙酸耐受性的表观遗传机制研究
随着全球能源需求增长和化石燃料消耗对环境的不利影响,开发可持续技术已成为当务之急。木质纤维素生物质作为第二代(2G)生物技术原料,能够生产各种生物产品,是极具前景的可持续替代方案。然而,要实现木质纤维素生物炼制的工业化潜力,仍面临重大瓶颈:酵母菌株需要高效利用复杂的生物质衍生糖类,同时耐受预处理过程中产生的抑制剂。在木质纤维素水解液中,乙酸是一个主要挑战。在发酵过程的低pH条件下,乙酸以未解离形式存在,能够扩散穿过细胞膜,导致胞质酸化。细胞通过膜ATP酶活性(Pma1p)输出质子来抵抗pH下降,但这会消耗ATP,直接影响细胞生长和生产率。除了影响细胞内pH和能量水平外,乙酸还会抑制核酸合成和修
来源:Bioresource Technology
时间:2025-09-20
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遗传背景依赖性调控FlbE提升黑曲霉形态调控与柠檬酸生产
HighlightFlbE在不同遗传背景的黑曲霉菌株中表现出功能多样性:在蛋白生产菌株MA70.15中调控产孢,而在柠檬酸生产菌株D353.8中主要影响菌丝球形态与代谢流。The divergent effect of FlbE on conidiophore development in A. niger MA70.15 and D353.8尽管FlbE在曲霉属中被广泛认为是通过关键转录因子BrlA调控分生孢子形成的上游发育调节因子,但本研究发现在黑曲霉中其功能具有显著的菌株特异性。在蛋白生产菌株MA70.15中,flbE缺失导致产孢缺陷,而在柠檬酸生产菌株D353.8中,flbE缺失并未影
来源:Bioresource Technology
时间:2025-09-20
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探索外显子切除作为ADGRV1相关视网膜色素变性的未来治疗策略:从蛋白质结构预测到功能验证
在遗传性视网膜疾病研究领域,ADGRV1基因相关视网膜色素变性(RP)一直缺乏有效的治疗手段。这种由ADGRV1基因突变引起的Usher综合征2C型(USH2C)疾病,全球约4万人受影响,患者不仅先天听力受损,还会在青少年时期出现夜盲症状,随后视野逐渐缩小,最终在五六十岁时可能完全失明。更令人棘手的是,ADGRV1基因编码的蛋白长度达6,306个氨基酸,是目前已知最大的人类细胞表面蛋白,其巨大的尺寸超出了当前病毒载体的包装能力,使得传统的基因增强疗法难以实施。面对这一挑战,研究人员将目光转向了外显子特异性治疗策略。类似针对杜氏肌营养不良症(DMD)和USH2A相关视网膜病变的外显子跳跃疗法,科
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-09-20
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综述:CRISPR碱基编辑与先导编辑技术的下一代T细胞免疫疗法:挑战与机遇
T细胞免疫疗法的现状与挑战当前基于转基因抗原识别受体(如嵌合抗原受体CAR和T细胞受体TCR)的T细胞疗法已在部分血液肿瘤患者中展现显著疗效。然而该领域仍面临多重挑战:包括体内功能与持久性不足、靶向抗原范围受限、实体瘤治疗效果不佳以及复杂耗时的生产工艺。这些局限性促使科学家寻求更先进的基因编辑技术来突破瓶颈。CRISPR 2.0技术的革命性突破传统CRISPR-Cas9系统虽能实现基因敲除或转基因敲入,但存在染色体易位和截断等不可控编辑风险。新一代碱基编辑(Base editing)与先导编辑(Prime editing)技术——被统称为CRISPR 2.0——能够在原代T细胞中实现单碱基级别
来源:Nature Reviews Clinical Oncology
时间:2025-09-20
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利用CRISPR/Cas9敲除BrDFR基因重定向花青素代谢通路培育高黄酮醇紫甘蓝新种质
在东亚传统食品泡菜的主要原料——紫甘蓝中,紫色的形成主要归因于花青素的积累,这与植物中保守的类黄酮生物合成通路密切相关。然而,尽管二氢黄酮醇4-还原酶(dihydroflavonol 4-reductase, DFR)是花青素生物合成中的关键酶,但在芸薹属作物中其功能验证和调控机制仍不明确。特别是在二倍体芸薹属物种中,与拟南芥TT3基因同源的DFR基因的功能尚未通过遗传学实验得到证实,这阻碍了通过代谢工程手段改良芸薹属作物品质的进程。为了解决这一问题,研究人员以紫色结球甘蓝(Brassica rapa subsp. pekinensis)为材料,聚焦于推定的DFR基因Bra027457。通过体
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-09-20
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综述:水分如何影响害虫入侵和疾病爆发:水的作用机制
摘要水分可利用性及其在植物组织内的分布显著影响光合作用(photosynthesis)、代谢(metabolism)、蒸腾作用(transpiration)以及作物对害虫(pests)和疾病(diseases)的敏感性。非生物胁迫(如干旱、盐碱、高温)和生物胁迫(如害虫、病原体)均会破坏植物水分状态,从而在生理、代谢和行为层面塑造植物响应。这些响应具有高度变异性,取决于胁迫强度、植物适应能力、害虫或病原体特性以及与天敌的相互作用。本综述聚焦水分动态在害虫侵袭与疾病发展中的复杂互作机制,尤其关注其对作物抗逆性(resilience)的联合效应。水分胁迫与植物易感性的关系水分胁迫(如干旱或盐碱)可
来源:Physiologia Plantarum
时间:2025-09-20
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利用CRISPR/Cas9技术实现叙利亚仓鼠基因敲入——突破胚胎操作瓶颈并建立冷冻胚胎复苏技术
1 引言叙利亚仓鼠(Mesocricetus auratus)因其独特的生物学特性——规律的四天性周期、短暂的16天妊娠期以及对人类疾病特有的药理学反应,长期以来在肿瘤学、免疫学和生理学研究中被视为重要模型动物。尽管胚胎操作技术如胚胎采集、原核显微注射和胚胎移植已在仓鼠中建立,但基因敲入(KI)仓鼠至今未见报道。仓鼠胚胎对体外环境异常敏感,甚至短暂暴露于人工光源即可导致2细胞期发育停滞,这成为基因编辑技术应用的主要障碍。2 材料与方法2.1 动物实验使用SPF级金色叙利亚仓鼠,在严格控制的光照(7:00-21:00)、温度(22°C±2°C)和湿度(40%-60%)条件下饲养。2.2 胚胎操作
来源:Genesis: The Journal of Genetics and Development
时间:2025-09-20
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细菌感染与噬菌体防御的协同动力学模型:序参量视角下的多物种网络构建与爆发机制分析
1 引言流行病学系统通常由不同物种相互作用的复杂网络构成。虽然孤立种群通常表现出相对简单的动力学行为,但网络生理学领域的挑战在于理解不同类型物种间的相互作用如何塑造整体网络动力学。在此背景下,重要的第一步是考虑基于常微分方程(ODE)和耦合微分方程模型的平均场近似,这些模型由于其相对简单性常常允许解析求解方法。对于病毒感染,ODE三物种TIV模型捕捉了靶细胞、感染细胞和病毒颗粒相互作用的基本动力学。同样,在噬菌体感染背景下,我们处理的是靶细菌、感染细菌和噬菌体——后者充当病毒角色。研究细菌感染和噬菌体的作用是一项重要任务,也是尝试在现代医学中使用噬菌体治疗人类某些疾病不可或缺的一步。为此,文献
来源:Frontiers in Network Physiology
时间:2025-09-20
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高效原生质体再生与转染方案提升埃塞俄比亚芥(Brassica carinata)CRISPR基因组编辑效率的研究
引言Brassica carinata(埃塞俄比亚芥)是一种重要的油料作物,具有显著的食品和工业应用潜力。CRISPR/Cas9基因组编辑工具在该物种中的应用可加速其育种进程。然而,目前缺乏高效的无DNA编辑方法。基于原生质体的CRISPR编辑虽具有潜力,但在许多作物中仍面临挑战,尤其是原生质体再生体系尚未完善。本研究旨在系统研究影响埃塞俄比亚芥原生质体再生的关键因素,并开发高效再生与转染方案。材料与方法研究使用三个基因型的埃塞俄比亚芥种子(G1、G2、G3),其中G1和G3用于大部分实验。种子经表面灭菌后播种于发芽培养基,在可控气候室中培养。原生质体分离参照Li等(2021)的方案,使用完全
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2025-09-20
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综述:克服辣椒再生和遗传转化顽拗性的新兴方法以加速作物改良
2. 解析植物生长调节剂在辣椒再生中的作用植物生长调节剂(PGRs)是调控辣椒离体再生的核心因子。细胞分裂素如BAP(1–5 mg·L−1)可有效促进芽器官发生,与AgNO3(5 mg·L−1)联用时可显著提升再生效率。天然细胞分裂素玉米素(ZT,7.5–10 mg·L−1)与赤霉素GA3(0.5–2 mg·L−1)组合可协同诱导芽伸长。合成调节剂TDZ(0.5–18.16 μmol·L−1)虽能诱导体细胞胚胎发生,但高浓度易导致畸形芽。生长素中IAA(0.5 mg·L−1)多用于芽诱导阶段,而IBA(0.5–1 mg·L−1)和NAA(0.1–0.5 mg·L−1)对根原基分化更具优势。无机
来源:Horticultural Plant Journal
时间:2025-09-20
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海胆成体组织转录组图谱揭示Lytechinus variegatus性腺早期发育的关键转变
在发育生物学研究领域,海胆长期以来作为受精和胚胎发育分子机制的经典模型,其透明胚胎和体外培养特性为细胞命运决定、基因调控网络和细胞信号转导研究提供了独特优势。然而令人惊讶的是,科学界对海胆成体组织的分子特征认知却存在显著空白,这种认知缺陷在近年来跨代突变分析研究取得突破后显得尤为突出。特别是在性腺发育领域,关于幼体何时以及如何获得生殖能力的关键问题一直未能得到解答。由于海胆幼体不透明的钙质外壳(test)遮挡了内部结构的直接观察,研究人员缺乏可靠的非侵入性指标来判断个体是否达到性成熟。这个问题在需要开展跨代遗传学研究的实验室中显得尤为迫切——不当的催产操作可能对幼体健康造成不可逆损伤。更重要的
来源:Developmental Biology
时间:2025-09-20
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Isl1增强子冗余性调控小鼠后肢发育的遗传学证据
亮点Isl1 HLPE-/-新生鼠未表现显著形态缺陷为探究Isl1 HLPE对后肢发育的必要性,我们通过CRISPR/Cas9技术对C57BL/6受精卵中的Isl1 HLPE序列进行删除。F0代小鼠与野生型C57BL/6杂交后,在F1代确认了缺失等位基因的种系传递。通过基因组DNA PCR和桑格测序,我们证实了CR1和CR2的双重缺失(图S1)。经Isl1 HLPE+/- F1代小鼠交配,我们获得了野生型、Isl1 HLPE+/-和Isl1 HLPE-/-的出生当日(P0)新生鼠(品系1)。Isl1 HLPE-/-新生鼠存活至成年期且具有生育能力,其体型、体重和后肢形态与野生型同胞无明显差异(
来源:Developmental Biology
时间:2025-09-20
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肌肉生长抑制素基因敲除鸡出生后骨骼肌纤维组成的动态变化及其对禽类肌肉发育机制的重构
在畜禽育种领域,肌肉生长抑制素(Myostatin, MSTN)作为肌肉生长的负调控因子一直备受关注。虽然哺乳动物中MSTN缺失会导致典型的"双肌"表型,但关于禽类MSTN缺失如何影响出生后肌肉纤维类型转化的时空动态规律,仍存在显著的知识空白。解决这一问题对家禽产业具有重要意义——肌肉纤维特性直接关系到生长速率、饲料效率和肉质性状。当前商业肉鸡育种中快速生长品系的选育虽然提高了产肉量,但过度生长的IIB型糖酵解纤维优势也引发了肌病、肉质下降和代谢应激等问题。为系统解析MSTN在禽类肌肉发育中的作用机制,韩国首尔大学的研究团队在《Poultry Science》发表了最新研究成果。他们利用CRI
来源:Poultry Science
时间:2025-09-20