• 深度解析LbCas12a稳定突变组合的分子机制与进化景观

  科学家们对广泛应用于基因编辑和体外诊断的Cas12a核酸酶展开深入研究。以Lachnospiraceae bacterium来源的LbCas12a为研究对象，通过深度学习模型成功筛选出90个稳定性提升的突变体。有趣的是，这些突变体表现出"温度适应性转移"现象——在高温下展现出更强的反式切割活性（trans-cleavage），却在母本蛋白最适温度下活性降低。研究揭示了突变间复杂的上位效应（epistatic effects）。以S962K突变为例，该突变单独作用时稳定性提升有限，但在其他稳定突变背景下效果显著。更令人惊讶的是，对S962位点进行饱和突变时，野生型（WT）LbCas12a（Tm=

  来源：Protein Science

  时间：2025-08-24

• CRISPR/Cas9双基因敲除Tk1-SST和Tk1-FFT显著提升蒲公英橡胶草天然橡胶积累的分子机制研究

  引言菊糖作为（2,1）-连接的果聚糖，是菊科植物重要的储备碳水化合物，其合成由蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶（1-SST）和果聚糖:果聚糖1-果糖基转移酶（1-FFT）催化。俄罗斯蒲公英（Taraxacum kok-saghyz, TKS）根部可同时合成高分子量天然橡胶（NR）和菊糖，但菊糖含量（25%-40% DW）远高于NR（3%-28% DW），两者存在碳源竞争。前期研究发现抑制菊糖降解酶1-FEH可提升NR含量，但菊糖合成通路关键基因的遗传调控机制尚不明确。结果双基因纯合突变体的创制研究团队从TKS 1152品系克隆获得Tk1-SST和Tk1-FFT基因（均含7个外显子），针对保守性最高的

  来源：Plant Biotechnology Journal

  时间：2025-08-24

• 综述：多维策略提升黑曲霉异源蛋白高效表达

  基因编辑与表达系统优化CRISPR-Cas9和Cas12系统通过多靶点编辑和多拷贝整合策略显著提升黑曲霉的基因表达效率。合成生物学工具如动态诱导型强启动子（如PgpdA和Ptef1）实现了基因表达的时空控制，而组蛋白修饰（H3K4me3和H3K27ac）的表观遗传调控揭示了染色质状态对异源蛋白产量的影响。分泌途径与蛋白质质量控制当基因表达效率提升后，分泌瓶颈成为关键挑战。研究采用信号肽工程（如α-淀粉酶信号肽变体）优化蛋白质转运，通过内质网（ER）伴侣蛋白（BiP和PDI）过表达减少错误折叠，并调控细胞壁β-1,3-葡聚糖合成酶基因（fksA）以增强分泌通量。糖酵解与TCA循环的节点调控定向改

  来源：Biotechnology Advances

  时间：2025-08-24

• 基于转角双层石墨烯超晶格的超灵敏光电生物传感器阵列：CRISPR-Cas12a介导的44.63 aM级核酸检测新策略

  在生物传感领域，实现超灵敏、快速且特异的核酸检测一直是重大挑战。传统表面等离子体共振(SPR)技术受限于光学检测原理，难以突破飞摩尔级检测极限；而基于二维材料的电学传感器虽具潜力，但普遍面临光响应弱、需要高强度光照等问题。转角双层石墨烯(tBLG)因其独特的可调电子特性成为研究热点——通过控制层间扭转角(θ)，可精确调控范霍夫奇点(VHS)能量位置，从而增强光物质相互作用。然而，如何将这种量子特性转化为实用化生物传感平台，并实现临床相关检测灵敏度，仍是悬而未决的科学难题。针对这一挑战，Bowen Du、Xilin Tian等研究团队在《National Science Review》发表创新成

  来源：National Science Review

  时间：2025-08-24

• 紫花苜蓿MsWOX13-2基因下调通过增强抗氧化与光合效率提升耐涝性的分子机制

  研究背景随着气候变化导致全球涝渍事件频发，紫花苜蓿作为重要牧草面临严重生产威胁。该研究聚焦WUSCHEL-related homeobox（WOX）转录因子家族中功能未知的MsWOX13-2基因，其在涝渍胁迫21天后表达显著下调13倍，暗示其可能参与应激响应。基因特征与表达模式MsWOX13-2在四倍体紫花苜蓿基因组中存在4个等位基因，编码含64-131位氨基酸同源域的蛋白。组织特异性分析显示，该基因在根中表达最高，但根瘤中显著降低。值得注意的是，在野生型植株中，涝渍处理三周后叶片MsWOX13-2转录水平急剧下降，而短期处理（1-14天）无显著变化。遗传修饰与表型验证通过RNAi技术构建的转

  来源：The Plant Journal

  时间：2025-08-24

• Piezo1通道通过Ca2+依赖性KCa通道激活调控胶质母细胞瘤细胞体积的机制研究

  Piezo1在胶质母细胞瘤细胞体积调控中的核心机制引言细胞体积调节是维持稳态的关键过程，尤其在胶质母细胞瘤（GBM）等侵袭性肿瘤中，动态体积变化直接影响其迁移能力。本研究聚焦机械敏感通道Piezo1，通过基因编辑和电生理技术，系统解析了其在GBM细胞体积调控中的分子机制。方法创新：CRISPR构建Piezo1 KO模型研究团队利用CRISPR-Cas9技术，在U87-MG细胞中敲除Piezo1基因第三外显子的31bp片段（ΔP5克隆），导致蛋白翻译提前终止。Western blot和全细胞膜片钳实验证实，KO细胞完全丧失Piezo1蛋白表达及Yoda1诱导的电流反应，电流密度从WT细胞的5.5

  来源：The Journal of Physiology

  时间：2025-08-24

• Piezo1通道通过Ca2+依赖性激活KCa通道调控胶质母细胞瘤细胞体积的机制研究

  Piezo1在胶质母细胞瘤细胞体积调控中的核心作用生成与验证U87-MG Piezo1 KO细胞模型研究团队采用CRISPR/Cas9双切割策略，在U87-MG细胞第三外显子引入31bp缺失，获得稳定表达的Piezo1敲除克隆（ΔP5）。Western blot显示286kDa的Piezo1蛋白条带在野生型（WT）细胞中清晰可见，而在KO细胞中完全消失。电生理实验进一步验证：10μM Yoda1在WT细胞中诱发5.5±3.3 pA/pF的内向电流，而KO细胞无响应，证实基因编辑成功消除了Piezo1功能。Piezo1对调节性体积减小（RVD）的贡献低渗刺激（30%低渗溶液）下，WT细胞表现出典

  来源：Journal of Physiology

  时间：2025-08-24

• 硅藻中两种主要叶黄素循环协同调控非光化学淬灭的分子机制研究

  在海洋生态系统中，硅藻作为主要的初级生产者，面临着水体湍流导致的光强剧烈波动挑战。这类单细胞藻类进化出了独特的非光化学淬灭(NPQ)机制，通过将过剩光能转化为热能防止光损伤。传统认知认为硅藻依赖硅藻黄质循环(Dd cycle)进行光保护，而广泛存在于绿色植物中的紫黄质循环(Vx cycle)仅作为色素合成前体存在。然而，Phaeodactylum tricornutum等硅藻中始终检测到微量Vx循环色素，其功能谜团长期未解。为揭示这一科学问题，德国康斯坦茨大学Chiara E. Giossia*团队在《Plant Physiology》发表重要研究。通过系统分析硅藻中两种叶黄素循环酶的协同作用

  来源：Plant Physiology

  时间：2025-08-24

• Maspin/SerpinB5作为细胞骨架结合蛋白调控上皮细胞形态的分子机制研究

  在生命科学领域，细胞骨架的动态调控一直是理解细胞形态变化和肿瘤转移的核心问题。Maspin/SerpinB5作为丝氨酸蛋白酶抑制剂(SERPIN)家族成员，虽被命名为蛋白酶抑制剂却缺乏蛋白酶抑制活性，这种"名不副实"的特性使其成为研究热点。既往研究表明，这种主要在上皮细胞表达的蛋白具有抑制肿瘤转移的多重功能，但其分子机制始终未能阐明。尤其令人困惑的是，Maspin既能抑制细胞迁移又能促进细胞黏附，这种看似矛盾的现象暗示其可能通过未知途径调控细胞骨架。为揭开这一谜团，Luiz E. da Silva等研究团队在《Communications Biology》发表的研究中，创新性地将多种前沿技术相

  来源：Communications Biology

  时间：2025-08-24

• 大鼠-小鼠异种嵌合体中肺上皮细胞成熟状态研究：基于囊胚互补技术的跨物种功能重建

  这项突破性研究揭示了囊胚互补技术(Blastocyst Complementation, BC)在跨物种器官再生中的应用潜力。科研人员采用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建了Fgfr2b基因敲除小鼠模型，随后将绿色荧光蛋白标记的大鼠胚胎干细胞(ES cells)注入小鼠囊胚，最终通过假孕母鼠完成胚胎发育。通过对比野生型大鼠胚胎期(E19.5-E21.5)与BC嵌合体的气道空间组织学特征，发现嵌合体肺部发育达到相当于大鼠胚胎晚期(E20.5-E21.5)的成熟度。定量PCR检测显示，上皮细胞成熟标志物——包括上皮钠通道(ENaC)亚基、水通道蛋白5(Aqp5)和表面活性蛋白基因——在野生型大

  来源：Genes to Cells

  时间：2025-08-24

• Kir1通道调控小菜蛾(Plutella xylostella)交配行为的遗传与药理学机制研究

  内向整流钾通道1(Kir1)在蚊子中已被证实是理想的杀虫靶标，但其在鳞翅目害虫小菜蛾中的生理机制尚属空白。最新电生理研究显示，小菜蛾PxKir1通道具有典型的内向整流特性，可被纳摩尔级VU590、VU625和氟啶虫酰胺(flonicamid)特异性抑制。研究团队运用CRISPR/Cas9系统首次构建PxKir1-KO品系，发现基因敲除同时破坏雌蛾性信息素合成和雄蛾信息素感知能力。与野生型(WTF×WTM)相比，PxKir1-KOF×PxKir1-KOM、PxKir1-KOF×WTM及WTF×PxKir1-KOM组的产卵量分别骤降86.92%、84.78%和67.99%，孵化率也呈现52.76%

  来源：Pest Management Science

  时间：2025-08-24

• 通过增强子激活调控PGR亚型平衡重塑子宫内膜基质细胞孕酮响应转录组

  孕酮（Progesterone）作为女性生殖系统的核心调控激素，其受体PGR的异常表达与子宫内膜异位症、反复流产等疾病密切相关。传统观点认为PGR-A和PGR-B亚型的调控主要发生在启动子水平，但临床观察发现子宫内膜病变组织中常出现亚型比例异常，这种失衡如何影响细胞功能始终是未解之谜。Skylar G. Montague Redecke团队的研究首次将目光投向远端基因组调控元件，试图揭示增强子介导的亚型特异性调控机制。研究采用三大关键技术：1）在端粒酶永生化人子宫内膜基质细胞（T-HESCs）中进行CRISPR激活筛选定位远端增强子；2）通过Western blot和RNA-seq分析PGR亚

  来源：F&S Science

  时间：2025-08-24

• ATP结合盒转运蛋白介导的杀虫剂抗性分子机制研究进展：从基因调控到结构功能解析

  ATP结合盒转运蛋白介导的杀虫剂抗性分子机制1 引言ATP结合盒（ABC）转运蛋白作为高度保守的跨膜蛋白超家族，广泛分布于真核和原核生物中。这类蛋白通过水解ATP提供的能量实现底物跨膜转运，其典型结构包含两个胞质核苷酸结合域（NBDs）和两个跨膜结构域（TMDs）。NBDs含有特征性的Walker A/B模体，通过ATP结合与水解驱动TMD构象变化完成转运。根据结构特征可分为全转运体（含双TMD-NBD）和半转运体（需形成二聚体）。自1974年在Escherichia coli中发现首个ABC转运蛋白以来，该家族在人类肿瘤多药耐药、昆虫抗药性等领域展现出重要生物学意义。2 昆虫ABC转运蛋白研

  来源：New Plant Protection

  时间：2025-08-24

• 番茄系统素受体拮抗剂antiSYS的发现揭示植物免疫稳态调控新机制

  在植物与环境的持续互动中，免疫系统的精确调控关乎生存与繁衍的终极平衡。番茄作为模式植物，其系统素(systemin, SYS1)是最早发现的植物细胞因子(phytocytokine)，通过SYR1/2受体激活防御反应。然而，与动物IL-1家族类似，植物如何避免过度免疫反应导致的"自伤"始终是未解之谜。这项发表于《Cell》的研究，犹如发现植物免疫系统的"刹车装置"，揭示了受体拮抗剂antiSYS通过精密调控系统素信号网络维持免疫稳态的分子图景。研究团队采用多学科交叉方法：通过活性导向纯化从番茄细胞中分离抑制因子；运用合成肽扫描鉴定关键功能域；建立稳定表达SYR1/2的烟草体系进行受体特异性分析

  来源：Cell

  时间：2025-08-23

• TCF25作为营养感应器通过增强葡萄糖饥饿下的溶酶体酸化协调代谢适应与细胞死亡

  在生命活动中，细胞如何应对营养匮乏是一个根本性的科学问题。葡萄糖作为主要能量来源，其缺乏会触发细胞启动一系列适应性反应。然而，当饥饿持续时，这些保护机制却可能转变为致命的"双刃剑"。这种从生存到死亡的转变机制长期以来是细胞生物学领域的未解之谜。近期发表在《Cell Reports》的研究首次揭示了转录因子TCF25在这一过程中的核心调控作用，为理解代谢应激与细胞命运决定提供了全新视角。研究人员采用全基因组CRISPR-Cas9筛选、分子互作分析、细胞死亡检测、溶酶体功能评估等技术手段，结合基因敲除小鼠模型和肝脏缺血再灌注损伤(IRI)实验。特别值得注意的是，研究团队建立了原代小鼠皮肤成纤维细胞

  来源：Cell Reports

  时间：2025-08-23

• 胰腺导管腺癌的整合基因组学分析揭示CDS2酶作为EMT特征癌细胞的合成致死靶点

  胰腺癌被称为"癌中之王"，其中胰腺导管腺癌(PDAC)占所有病例的90%以上。尽管近年来癌症治疗取得显著进展，但PDAC患者的5年生存率仍不足10%。这种恶劣预后主要归因于两个关键因素：一是缺乏有效的靶向治疗方案，目前标准治疗仍以化疗为主；二是肿瘤异质性极高，导致治疗耐药频发。更令人沮丧的是，虽然已知超过92%的PDAC存在KRAS突变，但针对这一经典致癌基因的抑制剂在PDAC中的疗效远不如在其他癌种中显著。这些严峻现实凸显了寻找新治疗靶点和克服耐药机制的迫切需求。针对这一重大临床挑战，由Jimmy A. Guo、Dennis Gong和Kyle Evans等来自Broad研究所和哈佛医学院的

  来源：Cell Reports

  时间：2025-08-23

• 综述：Cas13介导的液体活检在癌症诊断应用中的全面综述

  Cas13介导的液体活检：癌症诊断的技术革命Abstract过去十年间，基于CRISPR的分子编辑技术已广泛应用于疾病诊断领域。其中，CRISPR-Cas13作为家族重要成员，通过分析血液、尿液等生物体液中的ctDNA、CTC、miRNA（微RNA）及EV，成为肿瘤液体活检的关键工具。本文综述了不同Cas13亚型的结构特征、反应系统优化策略（如crRNA设计、纳米材料整合），并探讨了其在体内外肿瘤检测中的创新潜力。Introduction癌症作为全球第二大死因，其早期诊断至关重要。液体活检凭借微创、低成本等优势，可动态监测肿瘤异质性，指导免疫检查点疗法（如EGFR/KRAS突变检测）。传统技术

  来源：TrAC Trends in Analytical Chemistry

  时间：2025-08-23

• 辣椒疫霉SET结构域蛋白调控孢子形成与致病性的分子机制研究

  辣椒疫霉是一种毁灭性植物病原体，可引发辣椒、番茄等作物的根腐病和叶枯病，每年造成全球数十亿美元损失。尽管已知效应蛋白和表观调控因子在病原体发育中起关键作用，但SET结构域蛋白（一类通过组蛋白甲基化调控基因表达的蛋白家族）在疫霉菌中的功能仍属空白。更令人困惑的是，这类蛋白是否直接作为效应子参与致病过程尚无人探索。为解答这些问题，海南大学热带农林学院Justice Norvienyeku团队联合多位研究者，在《Microbiological Research》发表重要成果。研究团队首先通过生物信息学从辣椒疫霉中鉴定出56个SET结构域蛋白，其中35个被预测为潜在效应蛋白。通过CRISPR-Cas9

  来源：Microbiological Research

  时间：2025-08-23

• 通过双敲除DYRKP1激酶与ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（AGP）增强莱茵衣藻脂质积累的代谢工程研究

  研究背景与科学问题微藻作为"绿色细胞工厂"，其将CO2转化为生物燃料的潜力备受关注。然而，细胞内碳流在淀粉和脂质间的自然分配效率低下，成为产业化的主要瓶颈。传统策略如敲除淀粉合成关键酶ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（AGP）虽能提高脂质产量，但常伴随生长抑制。2016年，法国团队在细胞壁完整的莱茵衣藻137AH株中发现，植物特异性DYRKP1激酶缺失会导致淀粉超积累，但其在无细胞壁株系中的代谢调控机制尚不明确。更关键的是，DYRKP1与AGP的双重调控能否产生协同效应，仍是未解之谜。关键技术方法研究采用细胞壁缺失株CC4349为亲本，通过CRISPR-Cas9核糖核蛋白复合体（RNP）构建DYRKP

  来源：Microbial Cell Factories

  时间：2025-08-23

• 草鱼TRIM25通过增强RIG-I/MDA5介导的抗病毒天然免疫抑制GCRV感染的研究

  Highlight• gc-trim25通过酶活性依赖方式增强抗病毒基因表达• gc-trim25促进K63连接的rig-i/mda5泛素化• trim25缺陷斑马鱼对GCRV-II感染更敏感分子特征草鱼trim25编码序列（NCBI登录号：XM_051898103.1）包含2001个核苷酸，编码666个氨基酸，具有E3泛素连接酶催化结构域（1-57aa）。系统分析显示，gc-trim25与人类TRIM25相似度达51.6%，与斑马鱼trim25相似度高达89.8%（附图1A）。讨论草鱼出血病严重威胁水产养殖业。本研究发现gc-trim25在GCRV感染组织中显著上调，通过催化rig-i/md

  来源：Aquaculture

  时间：2025-08-23

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