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USP1-WDR48去泛素化酶复合体:调控肿瘤相关巨噬细胞活化的分子开关及其抗肿瘤治疗潜力
在肿瘤微环境(TME)这个"黑暗森林"中,M2样肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)犹如潜伏的"特洛伊木马",通过免疫抑制功能助纣为虐。科学家们运用CRISPR-Cas9这把"基因剪刀",精心打造了USP1fl/flLyz2cre/+和WDR48fl/flLyz2cre/+2"的抗肿瘤效果。临床数据分析显示,USP1在乳腺癌间质中的表达水平就像"分子预言家",能独立预测患者预后。这项研究不仅揭示了TAM活化的新机制,更为乳腺癌治疗提供了"双靶点狙击"的新策略。
来源:Cell Death & Differentiation
时间:2025-07-26
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噬菌体递送CRISPR相关转座酶实现靶向细菌基因组编辑
研究背景微生物群落研究面临原位编辑技术瓶颈,现有方法如抗生素处理或益生菌引入存在特异性不足等问题。噬菌体因其天然宿主特异性成为理想递送载体,但传统CRISPR-Cas抗菌策略无法实现稳定遗传修饰。本研究突破性整合CRISPR相关转座系统(CAST)与噬菌体递送平台,通过λ噬菌体搭载DNA编辑全集成RNA引导CRISPR-Cas转座酶(DART),实现细菌染色体的靶向改造。技术突破团队首先构建温度敏感型λ噬菌体(cI857 Sam7突变体),利用Cas13a反选策略完成基因组大规模改造:精准编辑验证:通过同源重组实现7 bp微小修饰(如Sam7突变),并成功删除1.6-12.3 kb非必需区域(
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-26
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TSPEAR S475TfsX79突变小鼠模型揭示Notch/Wnt通路调控新机制:听觉与表皮发育未受影响
在遗传学研究领域,TSPEAR基因始终笼罩着神秘面纱——这个编码癫痫相关重复(EAR)蛋白家族成员的基因,既被报道与遗传性耳聋(DFNB98)相关,又被认为可能导致外胚层发育不良(EDs)。然而人类遗传学研究却呈现矛盾结果:伊朗家族中发现的p.V576LfsX37突变与听力丧失共分离,但其他族群携带相同突变的个体却表现正常;同样,虽然部分患者出现牙齿畸形和毛发异常,但致病机制仍不明确。更棘手的是,既往仅有的斑马鱼双敲除(tspeara-/-;tspearb-/-)模型仅显示鳍再生缺陷,无法解释人类表型异质性。这种基因型-表型关联的混乱局面,亟需哺乳动物模型来破局。山东大学的研究团队选择从分子结
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靶向剪接位点的CRISPR/Cas9基因敲除技术显著提升鱼类基因编辑效率与新种质创制
在基因编辑领域,CRISPR/Cas9技术虽已广泛应用于模式生物,但在具有长生殖周期的养殖鱼类中仍面临重大挑战——传统靶向编码区(CDS)的编辑策略因移码突变效率不足,导致F0代表型外显率低,而建立纯合突变系又需耗费数年时间。这一瓶颈严重制约了鱼类基因功能研究和育种应用。西南大学的研究团队在《Aquaculture and Fisheries》发表的研究中,创新性地将CRISPR/Cas9的靶点转向基因剪接位点(SS)。通过设计靶向tyrb、hps4等8个基因内含子-外显子边界"GT-AG"保守序列的gRNA,结合胚胎显微注射、转录组测序和表型统计等方法,系统比较了SS与CDS靶向策略的编辑效
来源:Aquaculture and Fisheries
时间:2025-07-26
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斑马鱼pfkma/pfkmb基因敲除揭示PFKM在糖代谢紊乱及能量代谢障碍中的调控机制
糖尿病作为一种以持续高血糖为特征的代谢性疾病,其发病机制中胰岛素分泌缺陷与葡萄糖代谢异常的关系始终是研究热点。前期临床研究发现,糖尿病患者尿液外泌体中肌肉型磷酸果糖激酶(Phosphofructokinase, muscle, PFKM)表达显著降低,这个调控糖酵解限速步骤的关键酶可能成为连接糖代谢紊乱与能量代谢障碍的重要分子线索。然而,PFKM究竟如何参与糖尿病发生发展?其调控网络涉及哪些代谢通路?这些问题亟待解答。北京世纪坛医院(Beijing Shijitan Hospital)的研究团队创新性地选择斑马鱼作为模式生物,利用其pfkma/pfkmb基因与人类PFKM的高度同源性,通过全胚
来源:General and Comparative Endocrinology
时间:2025-07-26
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微藻转录因子工程:破解脂质代谢调控网络以开发生物能源新原料
随着全球能源危机加剧,微藻因其高效固碳和脂质积累能力被视为第三代生物燃料的理想原料。然而,现有技术面临两大困境:传统代谢工程靶向单基因(如DGAT)改造常导致代谢失衡,而环境胁迫诱导虽能提升脂质含量却以牺牲生物量为代价。更棘手的是,微藻脂质合成涉及多酶协同网络,包括GPAT、LPAAT等限速酶,其调控机制远比高等植物复杂。SRM理工学院(SRM Institute of Science and Technology)的研究团队在《Renewable Energy》发表综述,系统阐释了转录因子工程破解这一困局的新路径。通过整合137篇前沿文献,研究揭示bZIP家族TF NobZIP1可使微拟球藻
来源:Renewable Energy
时间:2025-07-26
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基于甘油一锅法RAA/CRISPR-Cas12a技术的铜绿假单胞菌快速检测新策略
1 引言铜绿假单胞菌(PA)作为革兰阴性条件致病菌,其多重耐药性和环境适应力导致院内感染高发。传统培养法耗时48-72小时,qPCR依赖精密仪器,亟需开发快速精准的检测技术。近年来,等温扩增技术(如RAA、RPA)与CRISPR-Cas12a的联用成为研究热点,但传统两步法存在气溶胶污染风险,而常规一锅法因Cas12a提前激活导致效率降低。本研究创新性引入甘油作为物理屏障,构建单管封闭式检测体系。2 材料与方法2.1 试剂与菌株采用ATCC标准菌株(PA 27853等)及64例临床分离株,通过VITEK®2系统鉴定。核心试剂包括RAA扩增基础试剂盒、LbCas12a酶及荧光报告探针(5′-FA
来源:Frontiers in Chemistry
时间:2025-07-26
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利用蚊子 FREP1 基因保护性等位基因 FREP1^Q224 对抗疟疾的新策略
疟疾,这个至今仍在全球范围内肆虐的疾病,每年夺走约数十万人的生命。过去十年,通过杀虫剂处理的蚊帐、室内滞留喷洒和抗疟药物等手段,疟疾死亡人数下降了约 50%,但随着蚊子对杀虫剂抗性增强和疟原虫出现抗药性,这些成果正逐渐被侵蚀。人们迫切需要新的、互补的方法来应对这一挑战,而遗传工程改造蚊子使其无法传播疟原虫,成为了备受关注的方向。在这一背景下,美国加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)等机构的研究人员开展了一项关键研究,相关成果发表在《Nature》杂志上。他们发现蚊子的纤维蛋白原相关蛋白 1(FREP1)基因的一种天然等位基因 FREP1
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单细胞多组学测序技术CRAFTseq精准解析CRISPR编辑疾病变异的分子效应
基因组学研究已鉴定数千个与非编码区域相关的疾病变异位点,但确定这些变异的具体功能仍是当前研究的重大挑战。传统方法面临编辑效率低、细胞异质性高以及培养条件干扰等多重限制,难以准确捕捉单个核苷酸变异带来的微妙调控变化。特别是在免疫细胞中,许多自身免疫疾病相关变异表现出复杂的细胞状态依赖性效应,亟需开发能够同时获取基因型与多维度表型数据的新技术。哈佛大学医学院的研究团队在《Nature》发表的研究中,开发了名为CRAFTseq(CRISPR by ADT, flow cytometry and transcriptome sequencing)的革命性技术平台。这项四模态单细胞检测方法可同步获取:1
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丹麦土壤与沉积物纳米孔测序揭示15,000种微生物新物种:原核生物系统发育多样性扩展8%
基因组解析的长读长测序拓展陆地生境微生物多样性认知摘要高通量长读长DNA测序技术的出现使得环境样本中微生物基因组的规模化回收成为可能。丹麦"Microflora Danica"项目对154份土壤和沉积物样本进行深度纳米孔测序,通过定制化mmlong2工作流程获得15,314个未描述微生物物种的基因组。这些基因组涵盖1,086个新属,将原核生物系统发育多样性扩展8%。长读长组装还实现了数千个完整核糖体RNA操纵子、生物合成基因簇和CRISPR-Cas系统的回收。将这些基因组纳入公共数据库后,土壤和沉积物宏基因组数据的物种级分类率显著提升。主体内容传统微生物基因组获取依赖分离培养,但绝大多数微生物
来源:Nature Microbiology
时间:2025-07-25
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单细胞图像组学CRISPR筛选揭示埃博拉病毒(EBOV)感染动态的关键宿主调控因子
当致死率极高的埃博拉病毒(EBOV)等丝状病毒(filoviruses)频繁引发疫情时,科学家们正苦于治疗手段的匮乏。传统遗传筛选方法难以完整捕捉病毒生命周期,而这项研究另辟蹊径:在39,085,093个单细胞中开展图像组学CRISPR筛选,犹如为病毒与宿主细胞的"攻防战"安装了超高清监控。深度学习模型精准定位了998个宿主调控因子各自的主战场——有的影响病毒入侵,有的调控RNA复制。其中线粒体复合体III亚基UQCRB的表现尤为亮眼,作为病毒RNA复制的"后勤部长",当其被小分子抑制剂阻断时,病毒军团立刻出现补给困难。更有趣的是随机森林模型发现的"平衡大师"STRAP,这个剪接体相关因子通过
来源:Nature Microbiology
时间:2025-07-25
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噬菌体基因必要性高通量解析:跨宿主条件性功能图谱构建与应用
科研团队开发了一项名为噬菌体基因必要性图谱分析(PhageMaP)的革命性技术,利用混合CRISPR基因编辑技术(CRISPR gene editing)批量构建带有条形码的噬菌体功能缺失突变体文库。这项研究在T7、T4和Bas63等多种噬菌体模型中系统绘制了基因必要性图谱,首次实现跨宿主条件下噬菌体基因功能的全局性解析。研究发现噬菌体基因组中存在显著的条件必要性现象(conditional essentiality)——某些基因在特定宿主中不可或缺,而在其他宿主中却可有可无。通过筛选携带不同抗噬菌体防御系统(anti-phage defense systems)的宿主菌株,研究人员成功鉴定出
来源:Cell Host & Microbe
时间:2025-07-25
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CRISPR/Cas系统与个人血糖仪联用:核酸即时检测(POC)新策略
这项突破性研究巧妙地将分子剪刀CRISPR/Cas系统与家用血糖仪(PGMs)相结合,创造出一种革命性的核酸检测工具。CRISPR/Cas系统就像精准的分子探针,能快速识别特定核酸序列并放大检测信号;而血糖仪则变身成为便携式检测终端,将复杂的分子检测结果转化为直观的血糖数值显示。这种跨界组合充分发挥了CRISPR的高特异性与PGMs的便携优势,让核酸检测变得像测血糖一样简单快捷。研究人员通过这种创新整合,成功突破了传统核酸检测对专业设备的依赖,为偏远地区和基层医疗机构的即时诊断(POC)提供了全新解决方案。该技术不仅保留了CRISPR/Cas系统的基因编辑精准度,还继承了血糖仪操作简便、成本低
来源:TRENDS IN Biotechnology
时间:2025-07-25
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子宫内膜癌分子分型揭示亚型特异性靶向治疗新策略
子宫内膜癌作为发达国家最常见的妇科恶性肿瘤,其传统病理分型与临床预后存在显著不一致性。随着TCGA(癌症基因组图谱)等研究的推进,基于分子特征的分类系统(POLEmut、MMRd、p53abn和NSMP)逐渐成为临床决策的新标准。然而,高度恶性的未分化/去分化子宫内膜癌(DD/UDEC)——特别是伴随ARID1A和ARID1B双缺失的亚型——仍缺乏有效的治疗策略。这一临床困境催生了对精准模型体系和靶向治疗方案的迫切需求。不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的研究团队在《npj Precision Oncology》发表的重要研究中,通过整合全外显子
来源:npj Precision Oncology
时间:2025-07-25
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果蝇精原细胞早期发育的增强子基因调控网络解析揭示干细胞微环境调控新机制
在生命科学领域,干细胞如何通过复杂的基因调控网络维持自我更新和分化平衡,一直是未解之谜。果蝇睾丸作为经典的干细胞研究模型,其顶端微环境包含生殖系干细胞(GSC)、体细胞囊泡干细胞(CySC)和静止的hub细胞,为研究多细胞互作提供了理想体系。虽然已知JAK-STAT、BMP等信号通路参与调控,但染色质层面的调控机制仍如"黑箱"。海德堡大学的研究团队在《Nature Communications》发表的研究,通过创新性的单细胞多组学技术,首次绘制了果蝇睾丸早期发育的全景式调控图谱。研究采用10x Genomics Multiome平台对10,335个睾丸顶端细胞进行snRNA-seq和snATA
来源:Nature Communications
时间:2025-07-25
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E3泛素连接酶RFFL内源性底物JMJD6与DNAJB11的定量蛋白质组学鉴定及其在脂质代谢中的新功能
在细胞这个精密运转的"蛋白质工厂"中,泛素-蛋白酶体系统(UPS)如同质量监督员,通过给错误折叠或功能异常的蛋白质贴上泛素"标签"(ubiquitination),引导它们进入蛋白酶体(proteasome)这个"粉碎机"。其中E3泛素连接酶作为特异性识别底物的关键分子,其功能紊乱与多种疾病密切相关。然而,目前对RING型E3连接酶RFFL(又称RNF189L)的生理底物认知仍存在巨大空白,这种认知缺失严重阻碍了针对蛋白质降解异常相关疾病的治疗开发。研究人员通过构建RFFL基因敲除(KO)、回补(rescue)和野生型(WT)三组同源细胞系,采用非标记定量质谱(label-free quant
来源:Journal of Proteome Research
时间:2025-07-25
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CRISPR-Cas9构建载脂蛋白B(apoB)缺陷型肝癌Huh-7细胞模型揭示脂蛋白分泌调控新机制
高胆固醇血症是心血管疾病的重要诱因,而载脂蛋白B(apoB)作为脂蛋白颗粒的核心结构蛋白,是降低血浆胆固醇的关键靶点。然而,apoB基因缺陷如何系统性影响细胞功能尚不明确。由于apoB基因敲除小鼠存在胚胎致死性问题,且患者样本难以获取,开发可靠的体外模型成为迫切需求。针对这一挑战,国外研究团队通过CRISPR-Cas9基因编辑技术,在人类肝癌Huh-7细胞中成功构建了apoB缺陷型细胞系(Ako细胞)。研究发现,这些细胞虽完全丧失apoB分泌能力,但微体甘油三酯转移蛋白(MTP)的表达和活性未受影响。当转入apoB48表达质粒时,Ako细胞能正常分泌apoB48脂蛋白,证实其脂蛋白组装机制完整
来源:Journal of Lipid Research
时间:2025-07-25
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利用患者特异性类器官预测FAP患者结直肠癌风险:APC基因突变的结构功能解析与CRISPR修复策略
结直肠癌(CRC)作为全球高发恶性肿瘤,其发生发展与APC基因突变密切相关。在家族性腺瘤性息肉病(FAP)患者中,APC种系突变导致结肠腺瘤的早期发生,若不干预将100%进展为CRC。尽管已知APC是Wnt/β-catenin通路的"守门人",但不同突变位点如何影响疾病严重程度仍不清楚。尤其令人困惑的是,某些APC突变患者临床表现轻微,而另一些则呈现爆发性息肉生长,这种基因型-表型关联的分子机制亟待解析。以色列特拉维夫Sourasky医学中心(Tel Aviv Sourasky Medical Center, TASMC)的研究团队在《Cancer Gene Therapy》发表的研究中,利用
来源:Cancer Gene Therapy
时间:2025-07-25
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综述:自然的实验室:以苯丙素类化合物为例探讨植物代谢工程方法
植物代谢产物的潜力生物体的代谢组包含维持生命所需的初级代谢物(如氨基酸、核苷酸)和参与生态互作的次生代谢物(如苯丙素类)。后者因其结构多样性和生物活性,在医药(如吗啡、紫杉醇)、农业(如除虫菊酯)、化妆品(如白藜芦醇)等领域具有重要价值。然而,植物中目标化合物含量低(如1g地高辛需4kg毛地黄叶片)及提取纯化困难,促使研究者转向代谢工程策略。聚焦苯丙素类代谢苯丙素类以苯环-C3侧链为核心结构,通过苯丙氨酸解氨酶(PAL)启动合成,形成香豆酸、咖啡酰辅酶A等中间体,最终衍生出木质素、黄酮、香豆素等产物。该通路具有物种特异性(如辣椒素仅存在于辣椒属)和环境响应性(如UV辐射诱导黄酮积累)。表1列举
来源:Biotechnology for Biofuels and Bioproducts
时间:2025-07-25
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TEX30基因缺失通过干扰减数分裂和精子形成导致雄性小鼠生育力下降
作为睾丸特异性表达基因家族成员,TEX30在生殖细胞发育中的具体功能长期未明。研究者运用CRISPR/Cas9基因编辑技术成功构建了TEX30敲除小鼠模型,系统揭示了该基因在雄性生殖中的重要作用。在雄性敲除小鼠中观察到三大典型表型:减数分裂I中期精母细胞凋亡显著增加、晚期精母细胞中XY染色体异常提前解离、以及精子形成过程出现严重缺陷。这些病理变化直接导致精子产量锐减和运动能力下降,最终表现为生育力降低。值得注意的是,雌性敲除小鼠的卵巢功能和生育能力未受影响。通过免疫沉淀-质谱联用技术(IP-MS)分析发现,TEX30在睾丸中主要参与RNA代谢调控和细胞骨架动态调节。基因敲除导致的这些通路紊乱很
来源:Biology of Reproduction
时间:2025-07-25