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  • D-半胱氨酸通过抑制半胱氨酸脱硫酶NFS1选择性抑制肿瘤生长的机制研究

    在癌症治疗领域,如何选择性靶向肿瘤细胞一直是重大挑战。许多癌细胞会过表达胱氨酸/谷氨酸逆向转运体xCT/CD98,这种L-胱氨酸运输系统能增强抗氧化防御,促进肿瘤存活和进展。然而,目前针对这一代谢弱点的治疗策略仍显不足。更引人深思的是,氨基酸的立体化学特性在生物系统中的功能差异长期被忽视——虽然L-氨基酸专用于核糖体蛋白质合成,但D-氨基酸在癌症发生中的作用却鲜有探索。瑞士日内瓦大学分子与细胞生物学系的研究团队在《Nature Metabolism》发表的重要研究中,揭示了D-半胱氨酸(D-Cys)这种特殊分子对肿瘤生长的抑制作用。研究人员通过CRISPR-Cas9全基因组筛选、蛋白质组学分析

    来源:Nature Metabolism

    时间:2025-08-13

  • 原核与真核免疫系统的进化纽带:从细胞死亡机制到生物技术潜力

    免疫作为生物冲突的典型表现生物复制体在进化长河中发展出从宿主-寄生关系到微观免疫防御的多层次冲突策略。研究揭示,免疫系统在生命之树各分支间共享操作框架:入侵者识别(如LRR重复结构域)、信号传导(如STAND NTPases)和效应器部署(如核酸酶)。原核生物通过表观遗传修饰(如DNA硫代磷酸化)实现自我-非我识别,而真核生物则发展出Toll样受体(TLRs)等膜感受器。值得注意的是,植物R蛋白与动物TLRs共享LRR结构域,暗示着深远的进化联系。免疫发现的殊途同归十九世纪末开始的免疫学研究在动物、植物和细菌中分别揭示了适应性免疫与先天免疫的双臂系统。突破性发现包括:细菌限制修饰系统(R-M)

    来源:Annual Review of Genetics

    时间:2025-08-13

  • 细菌效应蛋白的遗传学解析:从致病机制到宿主互作新视角

    细菌效应蛋白的遗传学解析引言细菌病原体与宿主协同进化数百万年,发展出以效应蛋白为核心的致病策略。这些通过III型(T3SS)、IV型(T4SS)或VI型(T6SS)分泌系统注入宿主细胞的蛋白质,能够重编程宿主通路以促进细菌增殖。值得注意的是,许多效应蛋白编码基因(EEGs)通过水平基因转移从宿主获得,其功能解析不仅揭示致病机制,还可能发现真核细胞的新型生化反应。为何研究细菌效应蛋白?效应蛋白是病原体在宿主细胞内建立"感染生态位"的关键武器。例如嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)携带超过300个EEGs,而贝氏柯克斯体(Coxiella burnetii)也有150余个。

    来源:Annual Review of Genetics

    时间:2025-08-13

  • 高精度C-to-G碱基编辑器的工程化开发:拓展位点选择性与靶标兼容性

    在基因组编辑领域,实现精确的单碱基替换一直是科学家追求的目标。虽然CRISPR-Cas9系统 revolutionized基因编辑技术,但其依赖DNA双链断裂的特性限制了在精细编辑中的应用。碱基编辑器(base editors, BEs)的出现为这一难题提供了解决方案,其中C-to-G碱基编辑器(CGBEs)能够实现碱基颠换,将遗传修饰范围从传统的转换突变扩展到更广泛的序列空间。然而,现有CGBEs存在明显局限:编辑窗口主要集中在PAM远端第6位点,编辑效率高度依赖AT-rich序列背景,这严重制约了其在治疗性应用中的潜力。针对这些技术瓶颈,南京农业大学三亚研究院/江苏省植物基因组编辑工程研究

    来源:Nucleic Acids Research

    时间:2025-08-13

  • CRISPR/Cas9基因编辑靶向修复CYBA和CYBB基因治疗慢性肉芽肿病的研究突破

    慢性肉芽肿病(CGD)是一种威胁生命的先天性免疫缺陷疾病,患者由于NADPH氧化酶缺陷导致吞噬细胞无法产生杀菌的活性氧(ROS)。目前治疗方法局限,异体造血干细胞移植面临供体匹配困难和高风险并发症,而传统基因治疗难以实现生理性基因调控。这一临床困境亟待突破性解决方案。A,开发了多重优化的CRISPR/Cas9基因编辑策略。通过系统比较单链寡核苷酸(ssODN)、整合酶缺陷型慢病毒载体(IDLV)和重组腺相关病毒6型(rAAV6)三种修复模板的递送效率,研究人员建立了高效安全的基因校正方案。关键技术包括:1)使用高保真Cas9(HiFi Cas9)和配对Cas9切口酶(D10A Cas9n)降低

    来源:Nature Communications

    时间:2025-08-13

  • ICAM-1基因敲除人源多能干细胞通过降低免疫细胞黏附实现免疫逃逸

    在再生医学领域,人类多能干细胞(hPSC)疗法为心肌梗死等疾病带来希望,但免疫排斥仍是重大挑战。现有低免疫原性策略主要针对适应性免疫(如MHC敲除),却忽视了中性粒细胞等先天免疫细胞在早期排斥中的关键作用。这就像只加固城门却忘了修补城墙——当大量免疫细胞通过黏附分子"攀爬"入侵时,移植物仍难逃被清除的命运。威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的研究团队将目光投向细胞间黏附分子-1(ICAM-1)——这个在免疫细胞"攀爬"过程中起"抓手"作用的蛋白。通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,他们成功构建了ICAM-1完全敲除的hPSC系,并证实这

    来源:Nature Communications

    时间:2025-08-13

  • 蔷薇科水果成熟机制新突破:长链非编码RNA调控乙烯依赖性果实形成的比较基因组学研究

    水果成熟过程中是否存在乙烯释放高峰是区分乙烯依赖型与非依赖型果实的关键特征,这一现象在蔷薇科水果中尤为显著。梨作为同时存在两种成熟类型的典型物种,其遗传机制长期未明。传统观点认为乙烯生物合成系统II(System II)的激活是形成乙烯高峰的核心,但调控该系统的上游遗传因子始终未被揭示。这一科学问题的解答不仅对理解果实成熟进化机制至关重要,更为分子育种提供理论依据。中国的研究团队选择具有代表性的乙烯依赖型"南果梨"(P. ussuriensis)和非依赖型"二十世纪梨"(P. pyrifolia),采用PacBio HiFi长读长测序结合Hi-C技术,构建了单倍型分辨的染色体级别基因组,其质量

    来源:Nature Communications

    时间:2025-08-13

  • 原噬菌体与可移动遗传元件中广泛存在的多样化抗噬菌体防御机制解析

    1. 引言细菌与噬菌体在进化过程中形成了复杂的共生关系。温和噬菌体通过整合为原噬菌体(prophage)进入溶原周期,其生存与宿主细胞紧密关联。为保护宿主免受其他噬菌体感染,原噬菌体进化出多样化的抗噬菌体防御武器库,包括通过噬菌体moron基因(如增强抗生素耐药性和代谢调控基因)间接提升宿主适应性。近年研究发现,原噬菌体相关元件如噬菌体诱导染色体岛(PICI)同样携带防御系统,揭示了移动遗传元件(MGE)在细菌免疫网络中的关键作用。2. 噬菌体抗性研究简史自20世纪初噬菌体疗法探索时期,研究者便观察到细菌对噬菌体的抗性现象。早期发现包括原噬菌体介导的免疫排斥(如λ噬菌体cI阻遏蛋白)和DNA限

    来源:Annual Review of Virology

    时间:2025-08-13

  • 小鼠生精小管内基因递送方法的优化及其在不育治疗中的应用研究

    基因编辑技术照亮男性不育治疗新曙光全球约15%夫妇面临不孕不育困扰,其中男性因素占比近半。传统辅助生殖技术对生精阻滞型无精症束手无策,而基因编辑为这类遗传性疾病带来希望。然而,体内基因递送始终面临三大难题:复杂组织的转染效率低、生殖干细胞靶向性差、编辑效果难以可视化评估。南京医科大学的研究团队独辟蹊径,以小鼠睾丸为模型,展开了一场突破生精小管"铜墙铁壁"的基因治疗攻坚战。研究人员采用电穿孔技术结合四种递送形式(质粒、mRNA、蛋白、RNP),通过mTmG双荧光报告系统实时监测编辑效率。实验选用3-5周龄和16日龄C57BL/6J小鼠,建立Ythdc2-/-(精母细胞期阻滞)和CK137956-

    来源:BMC Biotechnology

    时间:2025-08-13

  • 基因驱动与共生体技术:控制蚊媒传染病的新型策略

    1. 引言蚊媒传染病(如登革热、疟疾)是全球公共卫生的重大威胁。传统杀虫剂因抗药性加剧而效果受限,亟需创新控制策略。共生微生物(如细菌Wolbachia、真菌Beauveria)和基因驱动技术通过调控蚊虫繁殖力、寿命或病原体传播能力,展现出巨大潜力。2. 共生体与蚊媒疾病控制2.1 共生细菌Wolbachia及其他Wolbachia通过细胞质不相容性(CI)和病原体阻断双重机制发挥作用。CI导致感染雄蚊与未感染雌蚊交配后后代死亡,而病原体阻断可抑制登革病毒在蚊体内复制。田间试验显示,wMel和wAlbB菌株可将登革热发病率降低70%以上,但高温环境可能削弱其稳定性。其他细菌如Serratia

    来源:Annual Review of Entomology

    时间:2025-08-13

  • 昆虫肠道表面分子互作:病原体入侵的关键门户与防控新靶点

    1. 引言节肢动物中肠是大多数病原体(如疟原虫Plasmodium、登革热病毒、植物病毒)入侵的首要门户。尽管其关键作用已被认知,但病原体与肠道上皮表面特异性分子互作的机制仍知之甚少。近年蛋白质组学技术的进步(如定量质谱)和噬菌体展示文库筛选,为鉴定病原体受体蛋白(如介导内吞作用的氨基肽酶N/APN)提供了新工具。2. 中肠生理学特征昆虫中肠上皮由柱状细胞(含微绒毛形成的刷状缘)、干细胞、杯状细胞和内分泌细胞组成。刷状缘膜囊泡(BBMVs)富集了表面蛋白(如GPI锚定蛋白和跨膜蛋白),其中42%的蛋白定位于脂筏微域——这些区域富含糖鞘脂和固醇,是病原体(如细菌杀虫蛋白)入侵的热点。例如,亚洲柑

    来源:Annual Review of Entomology

    时间:2025-08-13

  • PRPK缺失通过抑制PD-L1表达和增强CD8+T细胞浸润抑制紫外线诱导的皮肤癌发生

    皮肤作为人体最大的器官,长期暴露在紫外线辐射下,导致非黑色素瘤皮肤癌(NMSC)发病率居高不下。尽管防晒措施日益普及,NMSC仍是美国最常见的恶性肿瘤,每年新增病例超过500万例。更棘手的是,紫外线不仅直接损伤DNA,还会创造免疫抑制性肿瘤微环境(TME),通过PD-L1等检查点分子麻痹免疫系统,使得传统治疗方法效果有限。这种双重打击机制,加上老龄化社会免疫衰老的加剧,使得开发同时靶向肿瘤细胞和免疫微环境的疗法成为当务之急。美国明尼苏达大学The Hormel Institute的研究团队将目光投向了一个鲜为人知的蛋白激酶——p53相关蛋白激酶(PRPK)。此前研究发现,PRPK在结肠癌、多发

    来源:Journal of Investigative Dermatology

    时间:2025-08-13

  • 表观遗传调控与ENCODE策略在园艺作物改良中的整合应用

    随着全球人口预计到本世纪中叶将达到100亿,气候变化导致的极端天气事件频发,传统育种方法依赖DNA序列变异的局限性日益凸显。园艺作物作为营养安全和农民收入的重要来源,其生长发育和胁迫响应受到表观遗传机制的精细调控,这为作物改良提供了全新视角。扬州大学园艺与景观建筑学院的研究团队在《Horticulture Research》发表综述,系统阐述了如何借鉴人类ENCODE项目的策略,通过表观遗传工程培育适应气候变化的园艺新品种。研究采用多组学整合分析策略,包括:1) 全基因组亚硫酸盐测序(WGBS)绘制DNA甲基化图谱;2) ATAC-seq和ChIP-seq技术鉴定染色质开放区域和组蛋白修饰;3

    来源:Horticulture Research

    时间:2025-08-13

  • 综述:胶原蛋白疾病的基因编辑治疗进展

    胶原蛋白概述作为脊椎动物和无脊椎动物中最丰富的蛋白质,胶原蛋白在维持组织结构完整性和生理过程中发挥关键作用。最新研究颠覆了传统认知——小鼠模型中胶原蛋白仅占雌性总蛋白的12%和雄性的17%,且组织分布差异显著:脑和肝脏仅含0.1%,而肌腱高达40-50%。人类基因组编码28种胶原蛋白(I-XXVIII型),由至少45个基因组成,其标志性的Gly-Xaa-Yaa三肽重复序列通过脯氨酸和赖氨酸残基的羟基化、糖基化等翻译后修饰稳定三螺旋结构。胶原蛋白突变可导致多系统病变,从局部组织异常到严重全身并发症。超过1000种已知致病突变影响17种胶原蛋白,临床表现包括皮肤病变、关节疼痛、心血管异常等。值得注

    来源:Gene Therapy

    时间:2025-08-13

  • 高效毛根转化系统在玫瑰蛋白互作与基因编辑分析中的应用与优化

    玫瑰作为全球最重要的观赏作物之一,其复杂的基因组和低效的遗传转化技术长期制约着基因功能研究。传统农杆菌介导的稳定遗传转化需要长达6个月的体细胞胚胎诱导,且转化率不足10%,更棘手的是不同品种间转化效率差异显著。这些技术瓶颈使得玫瑰在分子育种和功能基因组学研究领域远落后于模式植物。中国农业大学观赏园艺系的研究人员突破性地建立了一套高效的毛根转化系统(HRTS)。该系统创新性地结合绿色荧光蛋白(GFP)和新型可视化标记RUBY(一种通过酪氨酸合成甜菜红素的报告基因),在75%相对湿度和K599菌株条件下,仅需30天即可获得转化效率高达74.1%的转基因毛根。值得注意的是,该系统成功跨越了倍性障碍,

    来源:Horticultural Plant Journal

    时间:2025-08-13

  • 水稻OsJAZ12与OsJAZ13在非生物胁迫响应中的功能分化:揭示茉莉酸信号与脱落酸通路的交叉调控机制

    在全球气候变化加剧的背景下,水稻作为养活世界半数人口的主粮作物,其生产正面临日益严重的盐碱化和干旱威胁。传统育种手段难以快速培育抗逆品种,而植物激素调控网络的研究为解决问题提供了新思路。茉莉酸(JA)作为关键的防御激素,其在水稻抗逆中的作用机制尚不明确,特别是JA信号核心组分JAZ蛋白家族成员的功能分化仍存在大量知识空白。针对这一科学问题,研究人员通过系统分析发现,位于水稻10号染色体上的OsJAZ12和OsJAZ13基因虽具有高度同源性,但在胁迫响应中表现出显著差异。酵母双杂交实验首次揭示OsJAZ12能特异性结合JA受体OsCOI1b,而OsJAZ13则通过适配蛋白OsNINJA发挥作用。

    来源:Plant Growth Regulation

    时间:2025-08-13

  • 综述:CRISPR/Cas系统介导的植物无转基因或无DNA基因组编辑

    AbstractCRISPR/Cas基因组编辑技术正推动农业育种进入精准调控时代。与传统转基因技术不同,通过自交分离或瞬时递送系统可产生不含外源基因的基因组编辑生物体(GEOs),这种特性使其在监管政策严苛的市场展现出独特优势。技术策略突破稳定转化体系中,通过花粉自交或杂交可分离获得无转基因编辑后代。而核糖核蛋白(RNP)复合体或RNA瞬时递送系统则能直接产生无外源DNA的编辑植株。最新研究显示,病毒载体递送CRISPR组分可在植物体内实现高效编辑后自然降解。脱靶控制与优化高保真Cas9变体(如HypaCas9)和双切口酶(nickase)系统显著降低脱靶风险。sgRNA设计算法优化及全基因组

    来源:Theoretical and Applied Genetics

    时间:2025-08-13

  • 综述:矮小且强壮:通过分子、激素和育种创新应对避荫综合征的矮化栽培种战略

    Abstract矮化性状作为作物育种的关键靶标,赋予植株抗倒伏性、高密度适应性和资源利用效率提升。尽管绿色革命基因sd1在水稻(Oryza sativa)育种中成效显著,但单一基因的过度依赖可能引发遗传多样性危机。最新研究发现,水稻D18、EUI1等GA/BR相关基因与番茄SlGAI、SlRR6等共同构成复杂的株高调控网络。激素通路中DELLA蛋白与转录因子PIFs、BZR1的互作,被证实是避荫反应的核心开关,通过动态调节细胞伸长相关基因表达决定节间架构。Plain Language Summary面对气候变化与耕地缩减,矮化作物通过优化光能利用展现独特优势。现代基因编辑工具如CRISPR加速

    来源:Agronomy Journal

    时间:2025-08-13

  • 双价组蛋白修饰的复合转座子作为RNA依赖性增强子调控细胞命运

    基因组中离散的DNA单元可以重组形成复合转座子(composite transposons),这类特殊序列能够作为整体进行转录和转座。最新研究发现,在人类特异的SVA(SINE-VNTR-Alu)复合转座子中,激活型(如H3K4me3)和抑制型(如H3K27me3)组蛋白修饰在转座子不同区域共存,形成独特的双价染色质(bivalent chromatin)结构。通过全基因组CRISPR-Cas9筛选技术,研究人员系统鉴定了调控SVA双价修饰的关键基因网络。有趣的是,SVA转录本(transcripts)本身对其顺式调控功能至关重要——这些RNA分子像"基因组GPS"一样,引导转座子与远端靶基因

    来源:Cell

    时间:2025-08-12

  • NcROP2基因缺失通过调控寄生虫阶段分化与宿主免疫逃逸机制显著降低犬新孢子虫毒力

    引言犬新孢子虫(N. caninum)是导致牛新孢子虫病的主要病原体,其棒状体蛋白2(NcROP2)在宿主细胞入侵和纳虫空泡形成中起关键作用。本研究通过基因编辑技术探索NcROP2在寄生虫毒力调控中的分子机制。方法利用CRISPR/Cas9系统构建NcROP2敲除株(NcΔROP2)及回补株(NcΔROP2::ROP2)。通过孕鼠模型评估毒力表型,结合牛单核巨噬细胞(BMDMs)感染实验分析增殖动力学。采用双RNA-seq技术解析宿主与寄生虫转录组互作,并通过功能实验验证干扰素-γ(IFN-γ)敏感性和缓殖子转化能力。结果NcROP2敲除显著减弱寄生虫毒力在孕鼠模型中,NcΔROP2感染组子代

    来源:Frontiers in Immunology

    时间:2025-08-12


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