• T5核酸外切酶融合的CRISPR-Cas12f系统exoCasMINI：基因编辑效率提升与肿瘤模型构建新工具

  基因编辑技术近年来在生物医学领域掀起革命浪潮，其中CRISPR-Cas系统因其精准的"分子剪刀"特性备受瞩目。然而主流核酸酶SpCas9和LbCas12a庞大的蛋白尺寸（分别超过1300和1200个氨基酸）成为AAV载体递送的"阿喀琉斯之踵"。虽然微型Cas12f蛋白（仅400-500个氨基酸）能解决递送难题，但其编辑效率低下严重制约临床应用。这一矛盾成为制约基因治疗发展的关键瓶颈。南方医科大学基础医学院肿瘤研究所的研究团队独辟蹊径，创新性地将噬菌体来源的T5核酸外切酶（T5 exonuclease）与工程化微型核酸酶CasMINI融合，开发出exoCasMINI系统。这项发表于《iScien

  来源：iScience

  时间：2025-08-02

• 玉米赤霉病菌微型染色体负调控致癌伏马毒素合成的分子机制研究

  玉米作为全球重要的粮食作物，长期受到玉米赤霉病菌(Fusarium verticillioides)的威胁。这种病原真菌不仅造成玉米穗腐和茎腐病，更严重的是会产生致癌性伏马毒素(fumonisins)，其中FB1被世界卫生组织列为2B类致癌物。目前全球每年因伏马毒素污染的玉米损失高达数亿美元，而现有防控手段难以有效解决毒素污染问题。在这一背景下，中国农业大学植物保护学院的研究团队开展了一项突破性研究，揭示了该病原菌中一个此前未被重视的遗传元件——微型染色体(Chr12)的关键调控作用。研究人员首先采用Oxford GridION和NovaSeq平台完成了FvSZ22菌株的染色体级别基因组组装，

  来源：Cell Reports

  时间：2025-08-02

• 番茄bHLH转录因子家族全基因组鉴定及其在花器官发育和果实成熟中的调控机制研究

  在植物生长发育过程中，转录因子如同精准的分子开关，调控着关键基因的表达。其中碱性螺旋-环-螺旋(basic helix-loop-helix, bHLH)作为植物第二大转录因子家族，在拟南芥(Arabidopsis thaliana)等模式植物中已被证实参与光信号转导、花器官发育等重要生物学过程。然而在重要经济作物番茄中，bHLH家族的系统性研究仍存在明显空白——先前报道的159个成员数量可能被低估，且多数成员功能尚未明确。特别是在番茄栽培改良过程中，花器官形态建成和果实品质形成等重要性状与bHLH转录因子的关联机制亟待解析。针对这一科学问题，温州科技职业学院浙南作物育种重点实验室的研究团队开

  来源：Scientia Horticulturae

  时间：2025-08-02

• CRISPR/Cas9基因组编辑解锁酿造酵母风味潜力：靶向CAR1基因增强水果与花香物质合成

  在啤酒、清酒等发酵饮品中，酵母代谢产生的风味物质直接决定了产品的感官品质。传统方法依赖随机诱变或异源基因导入来改造酵母，但前者效率低下，后者常面临严格的转基因监管限制。更棘手的是，当前对酵母天然风味合成网络的认知仍存在空白，尤其是氮代谢如何影响水果香（如异戊醇）和花香（如苯乙醇）等关键物质的合成尚不明确。与此同时，酿造过程中产生的氨基甲酸乙酯（EC）具有致癌性，其前体尿素正是由精氨酸酶（CAR1编码）催化生成——这使CAR1成为食品安全与风味调控的双重潜在靶点。首尔大学国际农业技术研究生院的研究团队在《LWT》发表的研究中，利用CRISPR/Cas9系统对三株遗传背景不同的酿酒酵母（Sacch

  来源：LWT

  时间：2025-08-02

• 番茄果实起始的时空调控：茉莉酸在花丝-胚珠转运中的关键作用及其通过赤霉素代谢调控的分子机制

  在园艺作物生产中，番茄果实发育是一个复杂而精妙的生物学过程。传统观点认为，番茄果实形成必须经过授粉受精过程，然而自然界中存在部分无需授粉就能形成无籽果实的现象，这种现象被称为单性结实(parthenocarpy)。虽然已知生长素和赤霉素(GA)在果实起始中起关键作用，但茉莉酸(JA)在这一过程中的功能仍不清楚。更令人困惑的是，JA在花器官发育中具有双重角色：既参与花药开裂等雄性发育过程，又影响胚珠发育等雌性功能。这种时空特异性的调控机制一直是植物生殖生物学研究的难点。日本筑波大学(University of Tsukuba)生命环境科学研究科的研究团队通过大规模EMS诱变筛选，获得了一个能在不

  来源：Journal of Experimental Botany

  时间：2025-08-02

• 原核生物与病毒军备竞赛中防御与反防御系统的数量上限研究

  在微生物世界的隐秘战场上，原核生物与病毒的军备竞赛已持续了数十亿年。这场进化博弈催生了令人眼花缭乱的防御武器库——从限制修饰系统(Restriction-Modification)到CRISPR-Cas免疫系统，再到新近发现的CBASS等防御机制。然而令人困惑的是，尽管自然界存在数十种已知防御系统，单个细菌通常仅携带5-6种防御机制。这种"选择性武装"现象背后隐藏着怎样的进化逻辑？智利圣地亚哥大学(University of Santiago of Chile)的Yaroslav Ispolatov团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次通过数学模型揭示了这一现象背后的定

  来源：Scientific Reports

  时间：2025-08-02

• 宿主编码microRNAs调控SARS-CoV-2感染的基因组水平分析揭示新型抗病毒靶点

  新型冠状病毒SARS-CoV-2引发的COVID-19疫情已成为本世纪最严重的公共卫生危机之一。尽管已有研究通过CRISPR筛选鉴定了多个宿主蛋白因子在病毒入侵中的作用，但作为基因表达关键调控者的microRNAs（miRNAs）在SARS-CoV-2感染中的系统性研究仍属空白。miRNAs作为长度约22nt的非编码RNA，可通过与靶mRNA的3'UTR结合调控约60%人类基因的表达，在病毒感染与免疫应答中扮演重要角色。此前研究发现，流感病毒可下调miR-30家族增强SOCS蛋白表达从而抑制I型干扰素信号，而SARS-CoV-2基因组可能具有"miRNA海绵"功能，可竞争性结合miR-15a-

  来源：Scientific Data

  时间：2025-08-02

• 综述：基因修饰乳酸菌：一种有前景的黏膜疫苗递送载体

  基因修饰乳酸菌：一种有前景的黏膜疫苗递送载体引言黏膜疫苗针对病原体主要入侵部位的特点正在革新免疫学领域。基因修饰乳酸菌(gmLAB)作为新型递送载体，凭借其固有的益生特性、胃肠道存活能力和与宿主免疫系统的高效互动脱颖而出。这类革兰氏阳性非致病微生物包含乳酸杆菌(Lactobacillus)和双歧杆菌(Bifidobacterium)等属，通过基因工程技术可表达多种抗原，同时激发系统性和黏膜免疫。与传统疫苗平台相比，gmLAB载体具有安全性高、稳定性好和生产成本低的显著优势。gmLAB的特性作为能发酵碳水化合物产乳酸的革兰氏阳性菌，gmLAB包含乳酸球菌(Lactococcus)、链球菌(Str

  来源：Probiotics and Antimicrobial Proteins

  时间：2025-08-02

• 人工智能设计的高功能基因组编辑器OpenCRISPR-1突破CRISPR-Cas9进化限制

  基因编辑技术正深刻变革生命科学领域，但现有CRISPR-Cas系统存在显著局限性：天然效应蛋白如SpCas9在人类细胞中常表现功能折衷，存在脱靶效应、免疫原性等问题。传统蛋白工程方法如定向进化受限于崎岖的适应度景观，而基于结构的理性设计则依赖难以获取的复杂功能态结构信息。这些瓶颈促使科学家寻求突破自然进化限制的新范式。Profluent Bio Inc的研究团队在《Nature》发表突破性研究，通过整合大规模数据挖掘与人工智能技术，开发出具有自主知识产权的新型基因编辑系统OpenCRISPR-1。该研究首先系统挖掘26.2 Tbp的微生物基因组数据，构建包含124.6万CRISPR-Cas操纵

  来源：Nature

  时间：2025-08-01

• 果蝇U3 snoRNA调控染色质动态与抗病毒反应的新机制

  在生命体与病毒的长期博弈中，宿主演化出了精密的防御系统。果蝇作为模式生物，其抗病毒机制研究为理解先天免疫提供了重要窗口。然而，传统研究多聚焦蛋白质编码基因，非编码RNA特别是小核仁RNA(snoRNA)在免疫调控中的作用仍属未知领域。近期，斯德哥尔摩大学（Stockholm University）的研究团队在《Nucleic Acids Research》发表的研究，首次揭示了snoRNA:U3:9B通过调控染色质动态介导抗病毒反应的全新机制。研究人员采用多组学联用策略：通过染色质相关RNA测序鉴定关键snoRNA；利用CRISPR/Cas9构建基因敲除品系；结合ATAC-seq分析染色质可及

  来源：Nucleic Acids Research

  时间：2025-08-01

• 增强型Eco1逆转录子编辑器实现无DNA双链断裂的人类细胞精准基因组编辑

  基因组编辑技术正在重塑生命科学研究的面貌，但现有工具仍面临诸多挑战。CRISPR-Cas9虽能精准定位基因组位点，但其依赖DNA双链断裂(DSB)的修复机制常导致非预期的插入缺失(indel)；碱基编辑器(base editor)虽可避免DSB，但每种突变类型都需要专门设计酶系统；而引物编辑器(prime editor)虽功能全面，但引导RNA(pegRNA)设计复杂，难以构建大规模文库。在这样的技术背景下，源自原核生物抗噬菌体防御系统的逆转录子(retron)因其能原位产生单链DNA(ssDNA)修复模板的特性，被视为极具潜力的编辑工具。然而，逆转录子在人类细胞中的编辑效率长期低下，其机制瓶

  来源：Nucleic Acids Research

  时间：2025-08-01

• 甲醛诱导的DNA-蛋白质交联全基因组图谱揭示哺乳动物细胞中独特的形成模式与转录偶联修复机制

  当细胞暴露于环境致癌物或化疗药物时，DNA与蛋白质会形成共价交联（DNA-protein crosslinks, DPC），这种"分子胶水"可能阻碍关键的转录和复制过程，导致基因组不稳定甚至细胞死亡。尽管已知核苷酸切除修复(NER)和同源重组等途径参与DPC修复，但基因组环境如何影响其形成和清除仍是未解之谜。甲醛作为一类致癌物和常见环境污染物，既能通过代谢过程内源性产生，也可通过工业暴露外源性摄入，是研究DPC的理想模型。美国明尼苏达大学（University of Minnesota）药理学系的Duha Alshareef等研究人员在《Nucleic Acids Research》发表研究，

  来源：Nucleic Acids Research

  时间：2025-08-01

• 深度突变扫描与碱基编辑技术在变异功能测量中的并行比较研究揭示基因组编辑新策略

  在基因组学时代，解读DNA序列变异的功能影响犹如破解生命密码的关键钥匙。然而，这把钥匙的铸造工艺却面临重大技术抉择：是采用传统的深度突变扫描(Deep Mutational Scanning, DMS)技术构建饱和突变库，还是依托新兴的CRISPR碱基编辑(Base Editing, BE)系统？这两种技术路线各具优势却又缺乏直接比较，使得研究人员在选择变异注释工具时如同站在分岔路口。更关键的是，碱基编辑技术存在"旁观者编辑"(bystander editing)和编辑效率不均等固有局限，其产生的表型数据能否直接用于变异功能注释始终存在争议。宾夕法尼亚州立大学Huck生命科学研究所(Unive

  来源：Nucleic Acids Research

  时间：2025-08-01

• 破解顽固植物体外转化难题：基于应激生物学视角的CRISPR基因组编辑优化策略

  基因组编辑技术正在革命性地推动作物改良进程，CRISPR相关蛋白9(CRISPR-associated protein 9)与单向导RNA(sgRNA)的组合工具，通过体外转化(in vitro transformation)实现精准靶向突变。尽管体内(in planta)方法日益兴起，体外转化因其高效性仍是不可或缺的关键技术。然而转化诱导的细胞应激——这个长期被忽视的障碍，特别是对顽固植物(recalcitrant plants)的转化成功率造成严重影响。最新研究从应激生物学视角提出了突破性解决方案：农杆菌介导转化(Agrobacterium-mediated transformation)

  来源：TRENDS IN Plant Science

  时间：2025-08-01

• 综述：基于CRISPR的脊椎动物模型功能基因组学工具

  CRISPR技术革新脊椎动物功能基因组学研究靶向诱变方法CRISPR-Cas9系统通过引导RNA（gRNA）定向产生双链断裂（DSB），利用非同源末端连接（NHEJ）或同源定向修复（HDR）实现基因敲除或敲入。斑马鱼研究中，Cas9核糖核蛋白（RNP）复合物注射可实现高达99%的突变效率，而小鼠模型通过胚胎注射成功构建1200余种基因敲除品系。双等位基因快速功能分析优化后的CRISPR-F090%的双等位基因敲除，显著缩短表型分析周期。精确基因组编辑的突破碱基编辑器（BE）如CBE（APOBEC1融合）和ABE（TadA进化体）实现单碱基转换（C→T或A→G），而先导编辑器（PE）通过逆转录酶

  来源：Experimental & Molecular Medicine

  时间：2025-08-01

• 综述：基因编辑与CRISPR依赖的同源介导末端连接

  引言科学史上少数技术能像CRISPR-Cas9这样引发研究范式变革。这种RNA可编程核酸酶自2013年应用于哺乳动物基因编辑后，使得精确靶向人类基因组任何位点变得前所未有的简单。与单克隆抗体技术和PCR技术类似，CRISPR-Cas9不仅革新了基础研究手段，更开辟了基因治疗新纪元。相关背景基因编辑简史从1985年Smithies首次尝试靶向人类β-珠蛋白位点，到2013年CRISPR-Cas9的横空出世，基因编辑技术经历了漫长进化。早期技术如锌指核酸酶（ZFN）和转录激活样效应因子核酸酶（TALEN）虽取得突破，但存在设计复杂、效率低下等局限。CRISPR-Cas9通过单链向导RNA（sgRN

  来源：Experimental & Molecular Medicine

  时间：2025-08-01

• 综述：精准基因组编辑中的先导编辑技术新兴趋势

  先导编辑技术的架构与机制先导编辑系统由nCas9(H840A)切口酶与工程化逆转录酶（MMLV RT）融合构成，通过特殊设计的pegRNA实现"搜索-替换"式编辑。pegRNA包含靶向序列和逆转录模板（RTT），当nCas9在非靶链产生切口后，3'-OH端启动逆转录，将编辑信息写入基因组。与依赖双链断裂（DSB）的传统CRISPR-Cas9不同，PE通过形成分支中间体（5' flap切除与3' flap连接）完成编辑，可实现12种碱基转换及小片段插入/缺失。先导编辑系统的版本演进从PE1到PE3的升级聚焦于编辑效率提升：PE1：原型系统在HEK293T细胞中效率仅10-20%PE2：优化RT热

  来源：Experimental & Molecular Medicine

  时间：2025-08-01

• 综述：多重CRISPR-Cas系统在基因组工程中的应用

  多重CRISPR-Cas系统的基因组工程革命引言CRISPR-Cas系统凭借其gRNA引导的精准切割能力，已成为基因组编辑的核心工具。相比锌指核酸酶（ZFN）和TALEN等技术，CRISPR仅需更换gRNA即可靶向不同位点，极大简化了操作流程。其模块化特性使其成为多重编辑的理想选择，可同时实现基因敲除、结构变异诱导和表观遗传调控。同步基因敲除早期研究通过双gRNA靶向同一基因（如EMX1），成功诱导大片段缺失（如CDKO文库），显著提高敲除效率。例如，Bassik团队利用人源和小鼠U6启动子表达双gRNA，在K562细胞中筛选出49万对合成致死组合。植物领域则通过多重编辑（如SWISS系统）实

  来源：Experimental & Molecular Medicine

  时间：2025-08-01

• 综述：揭示不可见的基因组动态

  引言染色质作为真核细胞核内DNA与蛋白质的复杂网络，其动态变化直接影响基因表达调控。传统成像技术如DNA-FISH（fluorescence in situ hybridization）存在样本破坏性强、分辨率低等局限。CRISPR-Cas9系统的出现开辟了基因组可视化新纪元——通过失活型Cas9（dCas9）与荧光标记结合，实现了活细胞内特定基因位点的实时观测。CRISPR成像系统的发展CRISPR源自细菌免疫机制，其核心是gRNA引导的Cas9蛋白靶向切割DNA。2013年，研究者将dCas9（D10A/H840A突变）与EGFP融合，首次实现端粒等重复序列的活细胞成像。该系统突破传统技术

  来源：Experimental & Molecular Medicine

  时间：2025-08-01

• 综述：CRISPR工程活体基因组成像的进展与挑战

  活体基因组成像的CRISPR工程：进展与挑战引言CRISPR-Cas技术从基因编辑工具发展为染色质动态研究的革命性手段，其核心在于利用核酸酶失活的dCas9/dCas12a蛋白与荧光标记系统结合，实现对特定基因组位点的实时追踪。早期技术依赖重复序列（如端粒、着丝粒）的冗余靶点，而近年突破则聚焦于非重复区域的单分子成像，为解析染色质三维组织与基因调控机制提供了新范式。技术进展信号放大与背景抑制多价RNA支架：如CRISPR-Sirius通过在sgRNA四环区插入MS2/PP7等RNA适配体，显著提升信噪比（SNR）。分裂荧光系统：Tripartite sfGFP将荧光蛋白拆分为三片段（GFP1-

  来源：Experimental & Molecular Medicine

  时间：2025-08-01

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