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小麦DCC1-DCCR1植物细胞因子-受体激酶对激活基础免疫的分子机制研究
植物在面对病原体入侵时,进化出了精密的免疫识别系统。其中,细胞表面定位的模式识别受体(PRRs)能够识别病原体相关分子模式(PAMPs)、损伤相关分子模式(DAMPs)和植物细胞因子(PCKs)来激活免疫反应。植物细胞因子作为一类内源性免疫调节肽,在病原体侵染时过量产生并释放到质外体,通过激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联、胞质钙离子内流、活性氧(ROS)爆发等信号通路,构建精确调控的免疫网络。虽然在水稻和拟南芥中已有多个PCKs被鉴定,但小麦中PCKs的功能研究仍属空白。为解析小麦免疫调控机制,山东潍坊北京大学现代农业研究院侯树国团队在《Plant Communications》发表了重
来源:Plant Communications
时间:2025-09-16
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靶向脂肪酸延长酶ELOVL6诱导KRAS-G12V突变体降解:开辟KRAS驱动癌症治疗新途径
这项突破性研究揭示了KRAS癌蛋白令人惊讶的代谢软肋。KRAS作为癌症中最常突变的原癌基因,其G12V热点突变一直缺乏有效靶向策略。通过CRISPR-Cas9全基因组筛选,科学家们意外发现脂肪酸延长酶ELOVL6对KRAS-G12V蛋白具有神奇的"清除"能力——不仅能特异性降低突变蛋白水平,更能破坏KRAS依赖的磷脂代谢网络。机制研究表明,抑制ELOVL6会截断特定长链脂肪酸的合成,这些脂肪酸分子恰是KRAS突变体维持膜定位和致癌活性的"生命线"。更妙的是,这种代谢干预还能触发KRAS-G12V的蛋白酶体降解途径,实现"一石二鸟"的治疗效果。动物实验证实,靶向ELOVL6可显著抑制肿瘤生长,为
来源:Nature Chemical Biology
时间:2025-09-16
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辣椒风味与色泽的遗传密码:整合TWAS-mGWAS与空间转录组解析Capsicum chinense次级代谢网络
辣椒作为全球重要的调味作物,其独特的风味和色泽主要由三类关键代谢物决定:带来灼烧感的辣椒素类物质(capsaicinoids)、决定颜色的类胡萝卜素(carotenoids),以及构成香气的挥发性有机物(VOCs)。然而这些性状的遗传调控网络复杂,传统育种面临周期长、效率低的瓶颈。尤其对于Capsicum chinense(黄灯笼辣椒)这类具有极端辛辣和特殊风味的品种,其代谢多样性形成的分子机制更是一片亟待探索的领域。为系统解析这些重要性状的遗传基础,由Umesh K. Reddy和Padma Nimmakayala领衔的国际团队开展了多组学整合研究。研究人员首先构建了包含244份地理来源多样
来源:Horticulture Research
时间:2025-09-16
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综述:转座子相关TnpB系统在细菌中的应用:耐辐射奇球菌
1 引言耐辐射奇球菌(D. radiodurans)是地球上已知辐射抗性最强的生物之一,能耐受15 kGy的γ射线辐射,其卓越的生存能力源于多层次的防御机制:独特的六层细胞壁结构可阻挡辐射;紧凑的环状染色体能防止DNA碎片扩散;完善的修复系统包括五种DNA修复途径;强大的抗氧化体系能清除辐射产生的活性氧(ROS)。这些特性使其成为研究极端环境适应和基因编辑工具的宝贵资源。该菌的ISDra2转座子编码的TnpB蛋白被证实具有RNA引导的核酸内切酶活性,能特异性切割5'-TTGAT转座子相关基序(TAM)相邻的DNA。进化分析表明,TnpB是广泛应用的CRISPR-Cas12核酸酶的功能祖先,两者
来源:Frontiers in Microbiology
时间:2025-09-16
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CRISPR/Cas9介导鸡DF-1细胞TOP1基因敲除揭示其在凋亡调控与基因组稳定性中的关键作用
这项突破性研究利用CRISPR/Cas9基因剪刀技术,在鸡胚成纤维细胞(DF-1)中精准敲除拓扑异构酶I(TOP1)基因。实验设计了三组向导RNA(sgRNA),通过脂质体递送系统实现高达50%的敲除效率,经T7核酸内切酶I(T7E1)检测和桑格测序验证,且未发现脱靶效应。功能分析显示,TOP1的缺失如同拆除细胞的"基因组维稳工程师",导致DNA损伤标志物γH2AX+细胞比例激增,凋亡执行者Caspase 8和乳腺癌易感基因BRCA1显著上调。这些发现证实TOP1是维持禽类体细胞基因组稳定的关键守门人,其功能缺失会引发"DNA损伤-凋亡"级联反应。虽然未直接验证合成致死(Synthetic L
来源:Journal of Animal Science
时间:2025-09-16
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综述:植物免疫系统动态的微型综述:生物和非生物胁迫的现代见解
1. 引言植物在生命周期中持续面临病原体(生物胁迫)和干旱/盐碱/极端温度(非生物胁迫)的双重挑战。研究表明,这些胁迫通过活性氧(ROS)、激素信号和次级代谢物激活重叠但独特的防御通路。例如,干旱触发ABA介导的气孔关闭,而病原体侵袭则激活由模式识别受体(PRRs)和NLR蛋白介导的双层免疫系统(PTI/ETI)。2. 非生物胁迫2.1 细胞内应激信号细胞器如叶绿体和线粒体通过逆行信号调控核基因表达。内质网(ER)应激引发未折叠蛋白反应(UPR),而线粒体复合物I突变会导致ROS积累和ABA信号缺陷。2.2 胁迫互作•干旱:通过TaGSTU6-TaCBSX3复合体提升抗氧化酶活性,玉米中ZnO
来源:Phyton-International Journal of Experimental Botany
时间:2025-09-16
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综述:揭示水稻与稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)的宿主-病原体互作关系
稻瘟病菌的侵染武器:附着胞稻瘟病菌通过附着胞这一特殊结构突破水稻表皮屏障。当孢子接触水稻叶片时,会形成富含黑色素和甘油的穹顶状附着胞,产生高达8.0MPa的膨压,机械穿透植物角质层。侵入钉随后形成侵染菌丝(IH),在24-36小时内扩散至邻近细胞,72-96小时后显现典型病斑并产生新孢子。水稻的防御体系水稻通过双层免疫系统抵御侵染:1.模式触发免疫(PTI):识别病原体相关分子模式(PAMPs),激活MAPK级联反应2.效应子触发免疫(ETI):由NLR受体识别效应蛋白触发超敏反应3.激素调控:水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)通路协同调控防御基因4.次生代谢物:植保素和酚类化合物直接抑制病原生长
来源:Physics of Life Reviews
时间:2025-09-16
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综述:DNA纳米技术介导的细胞外囊泡生物分析
适配体识别技术DNA纳米技术通过设计特异性适配体(aptamer)实现对EV表面蛋白的高灵敏度识别。此类核酸探针可精准结合肿瘤衍生EVs的特定膜蛋白(如CD63、EpCAM),为癌症早期诊断提供分子基础。无酶催化放大策略通过杂交链反应(HCR)和催化发夹组装(CHA)等无酶扩增技术,显著提升低丰度核酸标志物(如miRNA-21、mRNA突变体)的检测信噪比。这类等温扩增方法避免了传统PCR的热循环需求,适用于即时检测场景。酶辅助信号放大滚环扩增(RCA)与CRISPR-Cas系统协同工作,可实现单分子级别核酸检测。Cas12a/cas13a在激活后非特异性切割报告分子,产生级联荧光信号,尤其适
来源:Nanoscale Horizons
时间:2025-09-16
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综述:滚环扩增技术在下一代分子诊断、基因组分析和空间转录组分析中的应用
技术原理与演进滚环扩增(Rolling Circle Amplification, RCA)是一种基于环状DNA模板和噬菌体DNA聚合酶的等温核酸扩增技术。其核心机制是通过引物与环状模板的特异性结合,在Φ29 DNA聚合酶作用下实现沿环状模板的持续复制,生成包含数十至数百个重复单元的长链DNA产物。这种独特的扩增方式使其具备单分子级灵敏度、超高扩增效率(109倍扩增)和卓越序列保真度等优势。近年来发展出的固相RCA、水凝胶RCA和数字RCA等技术变体,进一步拓展了其在复杂生物样本中的适用性。分子诊断创新应用RCA技术与CRISPR-Cas系统、功能化纳米材料及微流控芯片的融合,推动了下一代分子
来源:Nanoscale
时间:2025-09-16
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RyR2 S5与S6区段CPVT1点突变对钙信号传导的影响及其致心律失常机制研究
心脏的规律收缩依赖于精确的钙离子信号传导,其中钙诱导钙释放(CICR)机制是核心环节:动作电位期间少量钙离子通过L型钙通道(Cav1.2)内流,触发肌浆网(SR)通过兰尼碱受体2(RyR2)释放大量钙离子,从而激活收缩蛋白。然而,RyR2的点突变常导致异常钙释放,引发儿茶酚胺敏感性多形性室性心动过速(CPVT1),这是一种常致命的心律失常疾病。尽管已有超过200个CPVT1相关突变被报道,但位于RyR2 S5-S6跨膜区段的突变如何影响钙信号传导仍缺乏系统研究。为了深入解析S5-S6区突变的分子机制,研究团队选取了两个临床鉴定的CPVT1相关突变——位于S5-S6胞外环邻近离子选择滤器的R48
来源:Cell Calcium
时间:2025-09-15
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智能手机集成三模式RCA-CRISPR/Cas12a生物传感器与Fe3O4@Au纳米酶实现甘蔗黑穗病菌阿托摩尔级现场检测
Reagents, instruments, and biosensor fabrication本实验所用试剂、仪器及电极的详细制备流程均列于支持信息中。Preparation of Au/S-GDY根据先前文献,通过热处理法合成S-石墨二炔(S-GDY)(Kong等人,2021)。将0.02克石墨二炔与4克二苄基二硫醚分别置于坩埚中混合,在氩气氛围下于管式炉中加热至900°C并保持3小时,得到S-GDY。将80毫升1%氯金酸溶液煮沸,加入900微升1%柠檬酸钠,持续搅拌回流15分钟,形成金纳米颗粒(AuNPs)溶胶。将10毫克S-GDY分散于20毫升去离子水中,与上述AuNPs溶胶混合,搅拌
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-09-15
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ROS响应性聚(β-氨基酯)-聚(β-硫醚酯)共聚物增强基因递送与基因治疗的研究
基因治疗作为现代医学的重要方向,长期以来受限于基因载体的递送效率与安全性。尽管非病毒载体如聚(β-氨基酯)(PBAE)因其低毒性和可调控性受到广泛关注,但其转染效率仍不理想,部分原因在于细胞内高水平的活性氧(ROS)会干扰载体与基因的稳定性及释放行为。因此,开发一种能够响应ROS并提升基因递送效率的新型载体,成为基因治疗领域亟待解决的关键问题。为此,研究人员设计并合成了一类新型ROS响应性共聚物——聚(β-氨基酯)-聚(β-硫醚酯)共聚物(PBAE-TE),通过引入硫醚键赋予其ROS响应特性,以期在细胞内高ROS环境下实现更高效的基因释放与表达。该研究发表于《Biomacromolecules
来源:Biomacromolecules
时间:2025-09-15
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综述:微生物源性风味化合物在肉、鱼和禽类产品中的应用与健康益处
微生物风味化合物的生物合成机制微生物通过发酵和生物转化途径合成多种挥发性风味化合物。细菌(如乳酸菌)、酵母(如酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae)和真菌(如曲霉属Aspergillus)在代谢过程中分解蛋白质、脂质与碳水化合物,生成有机酸(如乳酸、乙酸)、酯类(如乙酸乙酯)、醇类(如乙醇)以及醛类(如乙醛)。这些化合物共同构成肉、鱼、禽类产品的独特风味轮廓。例如,乳酸菌发酵产生的乳酸可增强酸味并抑制腐败微生物,而酵母衍生的酯类赋予果香气息。应用技术与加工策略传统加工方法(如腌制、烟熏、盐渍)与现代技术(真空滚揉、注射接种)均依赖微生物活动提升食品品质。在发酵香肠、干腌火腿
来源:Food Reviews International
时间:2025-09-15
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基于级联信号放大与双信号读出的肠炎沙门氏菌高灵敏检测平台开发及应用
方法使用的试剂与仪器详见支持信息。检测原理本研究开发了一种集成识别、信号放大与信号输出功能的肠炎沙门氏菌多功能检测系统(图1)。设计的DNA检测探针包含三个关键区域:用于识别肠炎沙门氏菌的适体域(黄色标注)、启动扩增过程的引物杂交域(蓝色标注)以及Nt.BbvCI切割酶识别域(红色标注)。结论本研究开发了一种利用多功能DNA探针与CRISPR/Cas12a系统的双平台检测系统,用于肠炎沙门氏菌的高灵敏度实时检测。该方法将基于适体的细菌识别与DNA切割聚合循环扩增有效结合,显著提升了检测灵敏度与特异性。Cas12a介导的反式切割作用放大了检测信号,确保了复杂样本中目标病原体的精准识别。未引用参考
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-09-15
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综述:人工智能与基因组编辑的融合:分子植物育种的新纪元
Artificial Intelligence (AI) Meets Genome Editing in Plant Breeding人工智能(AI)与基因组编辑的交叉正通过引入前所未有的精准性、速度和效率,彻底改变植物育种领域。传统育种方法虽然基础,但通常耗时且难以预测复杂性状。以澳大利亚种子公司InterGrain与美国合作伙伴的案例为例,AI整合的基因组编辑技术通过机器学习模型分析海量基因组数据,精准预测最佳基因编辑靶点,显著缩短了小麦抗病品种的开发周期,较传统方法效率提升数倍。Role of Artificial Intelligence (AI) in Molecular Plant
来源:Physiology & Behavior
时间:2025-09-15
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抑制性tRNASUAG通过泛素-蛋白酶体途径降解HBc核心蛋白抑制乙型肝炎病毒复制
引言乙型肝炎病毒(HBV)感染仍是全球重大健康问题,约2.54亿人患有慢性HBV感染,每年约110万人死于HBV相关的终末期肝病,包括肝硬化和肝细胞癌。目前抗HBV药物,包括核苷(酸)类似物和聚乙二醇化干扰素α,在实现慢性乙型肝炎的功能性治愈方面仍面临挑战。因此,有必要探索新的治疗方法和联合治疗策略。HBV核心蛋白(HBc)在HBV复制中起关键作用,并与严重肝炎的细胞病变效应相关,这使其成为HBV感染及相关肝病的有希望的治疗靶点。目前,针对HBc组装过程的衣壳组装调节剂(CAMs)已在临床试验中得到广泛探索。尽管CAMs能有效抑制HBV复制,但仍存在一定局限性,例如出现耐药HBV变异株导致病毒
来源:Advanced Science
时间:2025-09-14
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磁性微球辅助一锅法RCA激活CRISPR/Cas12a电化学发光生物传感器检测柑橘黄龙病病原体
Reagents, instruments, and biosensor fabrication实验所用试剂、仪器及电极的详细制备流程均列于支持信息中。Preparation of Au/S-GDY根据既往文献,S-石墨二炔(S-GDY)通过热处理方法合成(Kong et al., 2021)。将0.02 g石墨二炔与4 g二苄基二硫醚分别置于坩埚中,在氩气环境下于900°C加热3小时获得S-GDY。将80 mL 1%氯金酸溶液煮沸后,加入900 μL 1%柠檬酸钠溶液,持续搅拌回流15分钟。冷却后加入0.01 g S-GDY,超声处理2小时,离心收集Au/S-GDY复合材料,最终重悬于超纯水
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-09-14
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泛素E2基因多组学分析揭示其在谷子发育、胁迫耐受及驯化中的关键作用
通过多组学整合分析,研究人员在谷子(Setaria italica)中鉴定出52个泛素E2(Ubiquitin E2, E2)基因,并依据49个物种的系统发育关系将其划分为UBC、UEV、SCE和RCE四个亚家族。研究显示谷子E2基因家族存在显著扩张。组织特异性表达谱分析表明E2基因在生长发育中具有功能分化。单倍型与数量性状位点(QTL)分析发现包括SiUBC39在内的多个E2基因与株高、开花时间及胁迫耐受性等关键农艺性状相关。利用CRISPR/Cas9技术敲除SiUBC39后,植株表现出类似野生绿狗尾草(Setaria viridis)的表型,如早花、株高降低和籽粒产量下降。免疫沉淀-质谱(
来源:The Plant Journal
时间:2025-09-14
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生长素通过调控染色质可及性及再生进程显著提升植物基因编辑效率
在作物遗传改良领域,CRISPR/Cas9基因编辑技术的出现带来了革命性的突破,它能够实现精准的基因敲除、碱基替换和小片段插入缺失等操作,且通常不需要引入外源基因,从而获得非转基因产品。然而,该技术在应用过程中仍面临诸多挑战:编辑效率在不同植物物种间差异显著,一些物种如菊花(Chrysanthemum morifolium)经常出现嵌合编辑事件,导致遗传不稳定和编辑效率低下;此外,大量T0代编辑植株为杂合子,需要经过繁琐的后代分离筛选才能获得纯合突变体,这对于遗传背景复杂的多倍体植物和通过无性繁殖的作物尤为困难。更深入的问题在于,真核生物的DNA在细胞核内以染色质形式存在,基因组DNA紧密缠绕
来源:Horticulture Research
时间:2025-09-14
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转基因牛滋养层干细胞系的建立及其基因编辑与分泌组学特征解析
研究人员通过慢病毒介导的猴空泡病毒40大T抗原(simian vacuolating virus 40 large T antigen)转导,从牛囊胚中成功获得转化型滋养层干细胞系(bTSC)。这些细胞在 Rho 关联蛋白激酶(ROCK)抑制条件下保持快速增殖能力,并保留牛滋养层干细胞的典型形态学特征和转录组特征。经转化生长因子β(TGF-β)诱导分化后,细胞表现出与滋养层成熟过程一致的形态变化和分子表型。通过慢病毒载体稳定导入tdTomato和EGFP报告基因,并运用CRISPR/Cas9基因编辑技术靶向切除慢病毒整合的EGFP位点,研究团队验证了在该细胞系中实现高效基因敲除的可行性。对条件
来源:Biology of Reproduction
时间:2025-09-14