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秀丽隐杆线虫spe-21基因编码的棕榈酰转移酶在精子形成中的关键作用及其分子机制
在生命繁衍的奥秘中,精子如何从圆形静止的 spermatid(精细胞)转变为具有运动能力的 spermatozoa(精子)一直是发育生物学的核心问题。秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)作为模式生物,其精子形成过程涉及独特的膜细胞器(membranous organelles, MOs)与质膜融合事件,这一过程与哺乳动物的顶体反应功能相似,但分子机制尚未完全阐明。尤其令人困惑的是,在减数分裂完成后,精子发生的基因表达完全停止,所有后续变化仅依赖预先合成的蛋白质和翻译后修饰,其中蛋白质棕榈酰化(palmitoylation)的作用尤为关键却研究不足。美国罗格斯大学瓦克斯曼
来源:Desalination
时间:2025-08-09
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基于PDA@CNT-K+纳米杂化水凝胶的超灵敏应变/压力传感器,用于人体运动检测与信息传输
甜薯(*Ipomoea batatas* L.)作为一种全球重要的粮食作物,以其丰富的营养价值和农业适应性而闻名。它在热带地区排名第五,在世界粮食生产中位列第七,仅次于水稻、小麦、玉米、马铃薯、大麦和木薯,全球年产量超过1.23亿吨[[1], [2], [3], [4], [5]]。根据国际马铃薯中心(CIP,2011年)的报告,甜薯是东非和中非七个国家最重要的粮食作物之一,在南部非洲国家中则位列第四。甜薯对粮食安全的重要性,尤其是在发展中国家,源于其富含碳水化合物、纤维、维生素(尤其是维生素A前体)和矿物质,并且能够适应多种农业环境,包括经常被忽视的边缘地带[[2], [3], [5]]。然
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人类细胞基因表达调控的形态学图谱解析及功能网络新发现
这份形态学图谱揭示了人类细胞中基因表达异常(包括低表达与过表达)的全局影响。通过联合形态特征分析计划(JUMP Cell Painting Consortium)的系统性研究,科学家们对人类骨肉瘤细胞系(U-2 OS)进行了大规模扰动实验:利用开放阅读框(ORF)过表达12,609个基因,同时采用CRISPR-Cas9技术敲除7,975个基因,累计完成13.6万次化学与遗传干预。研究团队通过优化数据处理流程有效降低了技术噪声,验证了该数据库在揭示基因功能网络方面的可靠性。表型特征分析不仅重现了已知的生物学通路,更发现了与线粒体功能、肿瘤发生和神经活动相关的新颖基因集群。这些单细胞水平的形态特征
来源:Nature Methods
时间:2025-08-08
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CRISPR-Cas9筛选揭示调控脂肪细胞增殖与脂质代谢的微蛋白新机制
这项突破性研究运用革命性的CRISPR-Cas9基因编辑技术,如同在基因组中安插了精准的"分子探针",成功绘制出脂肪细胞中神秘的小型开放阅读框(smORFs)功能图谱。这些能编码微蛋白的DNA序列虽短小精悍,却在脂肪细胞增殖和脂滴形成过程中扮演着关键角色。研究团队创新性地设计了特异性单导向RNA(sgRNA)文库,通过"淘汰赛"式的筛选策略和荧光激活细胞分选技术,在3T3-L1前脂肪细胞模型中捕获到数十个功能各异的smORFs。有趣的是,这些微蛋白编码位点分布极具特色:有的潜伏在MDM2等基因的5'非翻译区(uORFs),通过顺式调控影响主开放阅读框功能;有的则独立存在于长链非编码RNA 92
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-08-08
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SC35介导的bZIP49可变剪接调控K+通道AKT1促进杨树盐胁迫适应的分子机制
土壤盐渍化正严重威胁全球农业生态系统,每年造成超过10%的可耕地生产力损失。当植物遭遇盐胁迫时,细胞内过量的Na+会竞争性抑制K+的吸收,破坏细胞离子平衡,导致光合作用受阻、膜系统损伤等一系列生理紊乱。虽然已知钾离子通道AKT1在维持K+稳态中发挥关键作用,但植物如何通过转录调控网络精确协调AKT1活性以应对盐胁迫,仍是悬而未决的科学难题。中国林业科学研究院的研究团队在《Nature Communications》发表的研究成果,首次在毛白杨(Populus tomentosa)中发现转录因子bZIP49通过可变剪接产生两种异构体:膜定位的bZIP49L和核定位的bZIP49S。盐胁迫显著诱导
来源:Nature Communications
时间:2025-08-08
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植物核膜与线粒体定位的OPENER复合体调控核糖体生物发生的分子机制
核糖体作为细胞中负责蛋白质合成的分子机器,其组装过程在真核生物中高度保守但存在物种特异性差异。长期以来,科学家们对酵母和动物细胞中核糖体生物发生的研究较为深入,但对植物这一重要过程的认识仍存在显著空白。特别是在植物特有的生长发育过程中,核糖体组装如何适应其独特的细胞结构和能量需求,一直是悬而未决的科学问题。更引人注目的是,植物细胞中存在一个特殊的细胞器——线粒体,其与核糖体生物发生之间的潜在关联从未被揭示。瑞典农业科学大学的研究人员通过系统的遗传学、细胞生物学和结构生物学研究,发现了一个定位在核膜和线粒体上的OPENER(OPNR)蛋白复合体,该复合体在拟南芥60S核糖体亚基组装过程中发挥关键
来源:Nature Communications
时间:2025-08-08
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条件性表达Hoxa7建立具有红系和巨核系双向分化潜能的小鼠造血祖细胞系
在成人造血过程中,骨髓中的造血干细胞(HSC)经过多级分化最终形成各类血细胞。其中,巨核-红系祖细胞(MEP)作为双向潜能祖细胞,既能分化为负责氧气运输的红细胞(RBC),又能形成参与止血的血小板。然而,MEP在骨髓中含量稀少且难以体外扩增,这严重制约了对其分化机制和相关疾病的研究。为解决这一难题,圣犹达儿童研究医院(St. Jude Children's Research Hospital)等机构的研究团队开发了一种创新性方法。他们发现同源盒基因Hoxa7在MEP发育中起关键调控作用——Hoxa7基因缺失会导致小鼠MEP数量减少,而异常激活则与白血病发生相关。基于此,研究人员构建了雌激素受体
来源:Nature Communications
时间:2025-08-08
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ABCC10介导的cGAMP外排驱动肿瘤放疗抵抗机制及靶向干预策略
在肿瘤治疗领域,放疗是超过50%癌症患者的重要治疗手段,但肿瘤细胞固有的放疗抵抗严重制约了临床疗效。这种抵抗现象与肿瘤细胞的代谢适应性密切相关,然而其深层机制尚未完全阐明。更令人困惑的是,放疗过程中cGAS-STING通路展现出双重角色——既能通过激活免疫应答发挥抗肿瘤作用,又可能通过非经典NF-κB信号促进免疫抑制。这种"双刃剑"效应的分子开关究竟在哪里?2'3'-cGAMP作为该通路的核心信使分子,其跨膜转运机制更是悬而未决的科学问题。针对这些关键科学问题,江苏大学的研究团队在《Cell Death & Differentiation》发表了突破性研究成果。他们首先采用人类代谢CR
来源:Cell Death & Differentiation
时间:2025-08-08
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工程化耐酸东方伊萨酵母通过木糖发酵过程中的乙酸代谢增强3-羟基丙酸生物合成
Highlight亮点本研究开发了具有乙酸耐受性的工程化东方伊萨酵母(I. orientalis)菌株IoDY01H,能利用葡萄糖、木糖和乙酸生产生物塑料关键前体3-羟基丙酸(3-HP)。通过潮霉素B抗性标记的Cas9基因组编辑系统,成功将木糖利用途径和基于β-丙氨酸的3-HP生物合成途径异源导入酵母基因组。Tolerance to acetate and 3-HP in I. Orientalis 东方伊萨酵母对乙酸和3-HP的耐受性为评估酵母对富含乙酸的木质纤维素生物质(如大麻生物质)的耐受性,我们比较了东方伊萨酵母和模式酵母酿酒酵母(S. cerevisiae)的耐受性。考虑到乙酸(pK
来源:Bioresource Technology
时间:2025-08-08
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CRISPR/Cas9介导的BjTT8基因敲除调控芥菜种子黄化性状及类黄酮代谢通路研究
HighlightCRISPR/Cas9介导的靶向基因组编辑技术已广泛应用于多倍体作物的多拷贝基因精准修饰。在油菜籽-芥菜类作物中,该技术此前主要用于甘蓝型油菜(B. napus)的产量、含油量和油脂品质改良(Zaman等,2019;Gocal 2022)。而在芥菜(B. juncea)中,该技术此前仅用于过敏原和抗营养因子的去除研究(Raipuria等,2021)。Discussion本研究首次在芥菜中实现CRISPR/Cas9介导的TT8基因双同源体同步敲除,成功创制黄色种皮材料。值得注意的是,黄化表型在T1代种子中即可显现,实现了单世代育种突破。突变体种皮颜色性状在T2/T3代仍稳定遗传
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-08-08
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前体mRNA剪接因子ZOP1调控植物免疫的新机制及其在SNC2信号通路中的作用
植物在面对病原体威胁时,进化出了复杂的先天免疫系统。其中,细胞表面定位的模式识别受体(PRRs)能够感知病原体相关分子模式(PAMPs),激活模式触发免疫(PTI)。然而,病原体可通过分泌效应子干扰PTI,导致效应子触发的易感性(ETS)。作为反击,植物通过细胞内抗性(R)蛋白识别特定效应子,激活强烈的效应子触发免疫(ETI)。在这一过程中,受体样蛋白(RLPs)如拟南芥的SNC2(SUPPRESSOR OF NPR1-1, CONSTITUTIVE 2)在基础抗性和PTI中发挥关键作用。但SNC2下游的信号转导机制,尤其是转录后调控环节仍有许多未知。不列颠哥伦比亚大学(University
来源:Plant Physiology
时间:2025-08-08
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红甜菜BvHP4b基因调控块根膨大并增强对Pst DC3000抗性的分子机制研究
植物在生长过程中面临着发育与抗病性的平衡难题。红甜菜作为重要的经济作物,其块根膨大程度直接影响产量,而由Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000(Pst DC3000)引起的病害则严重威胁作物健康。传统育种中,抗病性与产量往往呈负相关,如何打破这种"此消彼长"的关系成为研究热点。组氨酸磷酸转移蛋白(Histidine phosphotransferase, HP)作为细胞分裂素信号转导的关键元件,可能在这一平衡中扮演重要角色,但其在红甜菜中的具体功能尚不明确。郑州大学生命科学学院和农业科学院的研究团队通过系统分析红甜菜HP基因家族,发现BvHP4b在6-苄氨
来源:BMC Genomics
时间:2025-08-08
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CRISPR-Cas9靶向敲除蓝莓开花抑制基因VcCEN实现四倍体高丛蓝莓早花性状创制
开花标志着植物从营养生长向生殖生长的关键转变,是植物生命周期中最重要的事件。与一年生植物不同,多年生果树需经历漫长的幼年期才能开花结果,这严重制约了育种效率和基因功能研究。科研人员通过农杆菌介导的遗传转化,将靶向蓝莓开花抑制基因VcCENTRORADIALIS(VcCEN)的CRISPR-Cas9系统导入四倍体高丛蓝莓基因组。研究发现,顶端分生组织中VcCEN的表达水平与花芽形成呈显著负相关。在春秋两季开花的特殊品种中,VcCEN表达量不仅更低,其下降时间也早于仅春季开花的常规品种。基因编辑获得的稳定转化体中检测到1-10碱基对的插入缺失突变(indels),部分株系甚至实现了四倍体基因组所有
来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)
时间:2025-08-08
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综述:应对作物细菌性病害:现有及新兴管理策略
背景植物细菌性病害每年造成全球粮食减产约10%,涉及200多种病原菌,主要来自黄单胞菌属(Xanthomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和拉尔氏菌属(Ralstonia)等。这些病原体通过侵染水稻、番茄、柑橘等重要作物,引发枯萎病、溃疡病和叶斑病等症状,导致严重经济损失。例如,柑橘黄龙病(HLB)和葡萄皮尔斯病分别造成数亿美元损失,凸显防控策略创新的紧迫性。现有管理策略文化实践通过轮作、灌溉调控和有机覆盖等措施降低病原菌初始接种量。滴灌可有效抑制Ralstonia solanacearum的传播,而及时清除病株能减少二次感染。但环境依赖性限制了其稳定性。生物防治荧光假单胞菌(P
来源:Phytopathology Research
时间:2025-08-08
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非同源末端连接(DNA-NHEJ)修复系统在汉逊德巴利酵母抗DNA损伤及氧化应激中的关键作用
在极具工业价值的耐盐酵母汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)中,科学家们揭开了DNA双链断裂修复的神秘面纱。通过精准的CRISPR/Cas9基因剪刀技术,研究团队成功敲除了NHEJ(非同源末端连接)修复通路的三员大将——DhKU70、DhKU80和DhLIG4基因。这些基因缺陷型酵母在面临DNA损伤性化学物质时显得格外脆弱,就像失去盔甲的战士。有趣的是,当遭遇氧化应激这个细胞"头号公敌"时,突变株同样败下阵来。但令人意外的是,这些看似娇弱的突变体却对咖啡因展现出"超能力",其耐受性甚至超越野生型菌株。虽然高盐和渗透压环境未能显著影响突变株的生长,但研究清晰地表明:NHE
来源:Molecular Biology
时间:2025-08-08
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基于qPCR与dPCR技术的CRISPR/Cas9诱导甘蓝原生质体突变检测方法开发与比较研究
1 引言基因组编辑技术正通过精准修饰遗传物质改变农业育种格局。CRISPR/Cas9系统凭借其简单高效的特点,成为最广泛应用的基因编辑工具。该系统通过向导RNA(gRNA)引导Cas9核酸酶在靶位点产生双链断裂,随后通过非同源末端连接(NHEJ)或同源重组(HR)机制修复。在真核细胞中,NHEJ是主要修复途径,常导致小片段插入或缺失(indel)。原生质体瞬时转化技术因其可直接摄取CRISPR试剂、快速表达构建体等优势,成为基因组编辑构建体快速测试的重要工具。然而,如何高效检测混合群体中的低频编辑事件仍是挑战。传统方法如PCR-RFLP、T7E1检测灵敏度有限,而克隆测序又过于繁琐。本研究首次
来源:Annals of Applied Biology
时间:2025-08-08
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CRISPR.BOT:革命性自主基因工程平台在分子生物学应用中的突破性进展
在合成生物学领域,传统实验流程正面临严峻挑战。手工操作不仅耗时费力,还容易引入人为误差;而商业自动化系统虽然精度高,但动辄数万美元的价格和维护成本让大多数实验室望而却步。更棘手的是,在涉及SARS-CoV-2等高致病性病原体的研究中,实验人员的安全风险与样本污染问题始终如影随形。这些现实困境呼唤着一种兼具高精度、低成本和安全性的革命性解决方案。Üsküdar大学(土耳其)转基因细胞技术与表观遗传应用研究中心(TRGENMER)的研究团队另辟蹊径,将目光投向了意想不到的工具——乐高积木。他们开发的CRISPR.BOT系统,通过巧妙改造LEGO Mindstorms机器人组件,构建出能自主完成复杂
来源:Scientific Reports
时间:2025-08-08
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通过PEG介导的转化以及CRISPR/Cas9基因编辑技术对椰子原生质中的CnPDS基因进行改造
### 一、研究背景与意义椰子(*Cocos nucifera*)是一种在热带地区广泛种植的重要经济作物和生态资源。它不仅在农业和食品行业中占据重要地位,还被广泛用于饮料、建筑材料以及制药、生物燃料等多个领域。椰子的多功能性使其成为全球数百万热带居民赖以生存的植物之一。在中国海南地区,椰子种植对当地的社会经济具有显著的贡献,不仅促进了食品生产和相关产业的收入增长,还通过其优美的树形为旅游业提供了重要支持。然而,尽管椰子具有广泛的用途和重要的经济价值,其遗传改良仍面临诸多挑战。传统的育种方法在引入精确且目标性的性状方面存在局限性,而分子育种和基因组学技术的发展为椰子的改良提供了新的可能性。近年来
来源:Industrial Crops and Products
时间:2025-08-08
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转录因子系统性激活重构成纤维细胞状态图谱揭示炎症调控新靶点
细胞图谱计划揭示常见细胞类型往往包含独特的、反复出现的转录状态,但这些状态的功能调控机制仍是未解之谜。最新研究突破性地证明,通过系统性激活转录因子(TFs)可在体外重现这些状态,为机制和功能研究提供理想模型。研究者构建了可扩展的CRISPR激活(CRISPRa) Perturb-seq平台,在两种细胞类型中激活1,836个转录因子。实验显示CRISPRa诱导的基因表达处于生理范围内,且染色质特征可预测细胞响应性。通过与图谱数据比对发现,转录因子扰动成功重现了成纤维细胞关键状态:KLF2和KLF4调控的"通用状态"广泛存在于多种组织,而PLAGL1则主导疾病相关的炎症状态。更令人振奋的是,诱导通
来源:Nature Genetics
时间:2025-08-07
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胰岛微环境影响1型糖尿病发展的机制研究:基于BioBreeding大鼠模型及apoCIII靶向干预策略
在全球范围内,1型糖尿病(T1D)发病率呈现令人担忧的上升趋势,且发病年龄不断提前。这种自身免疫性疾病的核心特征是胰腺β细胞的进行性破坏,导致胰岛素绝对缺乏。虽然胰岛移植被视为潜在治疗方案,但移植后的胰岛存活率始终不理想——即使采用免疫抑制治疗,移植到肝脏门静脉系统的胰岛仍难以长期存活,患者往往需要多次移植才能维持胰岛素分泌功能。这一临床困境引出了两个关键科学问题:是否存在更优化的移植位点?能否通过生物工程手段增强胰岛对免疫攻击的抵抗力?来自卡罗林斯卡医学院(Karolinska Institutet)和西华医院(West China Hospital)的联合研究团队在《Signal Tran
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy
时间:2025-08-07