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家蝇Pirk基因缺失导致免疫持续激活驱动生命史与免疫权衡的资源重分配机制研究
在自然界中,生物体始终面临病原体侵袭与资源分配的进化难题。昆虫作为无脊椎动物的代表,其先天免疫系统虽能有效抵御感染,但过度免疫激活可能导致能量"入不敷出"——这种现象被生态免疫学称为"免疫代价"。然而,这种代价究竟源于病原体直接掠夺还是免疫系统自身耗能,始终缺乏精准的实验模型。河北大学生命科学学院的研究团队独辟蹊径,以与人类生活环境密切相关的家蝇为研究对象,通过基因编辑技术揭示了Pirk蛋白在调控这一精妙平衡中的分子开关作用,相关成果发表于《BMC Biology》。研究主要采用四种关键技术:1) CRISPR/Cas9基因编辑构建pirk-KO家蝇突变体;2) 呼吸代谢测量系统(SSI)定量
来源:BMC Biology
时间:2025-07-25
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综述:谷物作物耐热性的当前见解:从分子机制到基因组编辑策略
热胁迫对谷物作物的多维影响气候变暖导致南亚地区温度预计上升1.5–3.0°C,对小麦、水稻和玉米的生殖生长(如花粉育性、籽粒灌浆)和产量形成造成级联损伤。热胁迫触发细胞氧化应激,破坏抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环,同时激活渗透调节物质(如脯氨酸)和热激蛋白(HSPs)的表达。耐热性的分子调控网络研究发现多个定量性状位点(QTLs)与耐热性相关,例如控制籽粒重量和灌浆持续时间的遗传标记。microRNAs(miRNAs)表现出双向调控作用:miR398过表达会抑制抗氧化酶活性,加剧氧化损伤;而miR160和miR393通过上调HSPs增强耐热性。多组学联合分析揭示了热响应基因(如Hsf
来源:Journal of Plant Growth Regulation
时间:2025-07-25
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揭示D20S16卫星DNA在人类胚胎发育中的独特表达模式及其进化与疾病意义
在生命最初的奥秘中,胚胎发育如同一场精密的分子交响乐,而卫星DNA(satellite DNA)长期被视为乐谱中的"休止符"。这类占人类基因组8%的高度重复序列,曾因难以测序和注释而被归为"垃圾DNA"。随着T2T-CHM13(端粒到端粒完整人类基因组)的诞生,大阪大学(Osaka University)蛋白质研究所的研究团队揭开了D20S16卫星DNA的神秘面纱——这个位于20号染色体上的特殊重复序列,不仅在人类早期胚胎发育中扮演着"指挥家"角色,更在癌症和性腺发育中奏响异常音符。研究团队运用多组学技术破解了这一科学谜题。通过整合T2T-CHM13基因组数据与人类胚胎单细胞RNA-seq(S
来源:Scientific Reports
时间:2025-07-25
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综述:豌豆镰刀菌枯萎病抗性的遗传与分子研究进展及未来展望
豌豆镰刀菌枯萎病的危害与挑战作为重要的豆科作物,豌豆(Pisum sativum L.)通过生物固氮促进农业可持续发展,但其生产长期受尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. pisi,Fop)引发的枯萎病威胁。该病原菌已鉴定出1、2、5、6号生理小种,全球范围内可导致产量损失高达80%。传统防治方法如轮作、化学药剂等效果有限,宿主抗性成为最具潜力的解决方案。遗传学与分子育种技术突破近年研究通过全基因组关联分析(GWAS)定位到12个抗FW相关数量性状位点(QTL),其中位于3号染色体的Fw-3c位点对5号小种抗性具有主效作用。单核苷酸多态性(SNP)标记的开发使标记辅助
来源:Plant Molecular Biology
时间:2025-07-25
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印尼农业基因编辑技术的社会认知困境与多元视角解析
在基因组编辑(GE)技术快速发展的背景下,全球农业正面临"科学创新与社会接受度脱节"的经典困境。印尼作为人口第四大国,其93%的农业人口为平均仅0.6公顷耕地的小农户,粮食主权问题日益突出。尽管政府近期批准了转基因玉米、甘蔗等作物的商业化种植,并大量进口转基因大豆和棉花,但社会对生物技术的态度呈现两极分化:科学家群体积极推动监管改革,而农民组织则担忧专利垄断会剥夺生产自主权。这种矛盾在总统更替后更加凸显——新政府的"免费营养餐"计划需要稳定粮食供应,但"鱼奶"等创新食品引发的争议表明,技术推广必须考虑本土文化语境。阿德莱德大学农业食品与葡萄酒学院的研究团队联合印尼加查马达大学,首次对印尼基因技
来源:Plant Cell Reports
时间:2025-07-25
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综述:单细胞技术在干细胞研究中的应用
单细胞技术:打开干细胞研究的分子黑箱技术革命下的微观洞察单细胞技术(Single-cell Technology, SCT)正以前所未有的分辨率重塑生物学研究范式。这项突破性技术能够解析构成生物器官、组织和细胞的基本单元,尤其在干细胞研究领域展现出强大的工具属性。通过捕获单个细胞的完整分子图谱,SCT不仅揭示了传统批量检测无法发现的稀有干细胞亚群,更动态追踪了干细胞分化过程中的表观遗传修饰和转录调控事件。破解临床转化的瓶颈尽管干细胞疗法在遗传性疾病(如单基因缺陷)、退行性疾病(如帕金森病)和严重组织损伤修复中展现出巨大潜力,但临床获批方案仍寥寥无几。SCT技术清晰地揭示了这一困境的核心——干细
来源:Current Stem Cell Research & Therapy
时间:2025-07-25
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综述:用于监测干细胞分化和类器官的纳米生物传感器
1 引言再生医学领域正经历着干细胞与类器官技术的双重革命。传统检测方法如免疫染色和PCR只能提供静态的终点快照,而纳米生物传感器通过将遗传、代谢和机械信号转化为光学/电学/磁学读数,实现了对生命过程的连续观测。以金纳米棒分子信标为例,可在神经干细胞中连续数天追踪谱系特异性miRNA表达,碳量子点与金属有机框架(MOF)纳米颗粒更能同步递送分化因子并反馈细胞响应。这种"感知-调控"闭环系统为个性化医疗开辟了新路径。2 多能干细胞多能干细胞临床转化的最大安全瓶颈是残留未分化细胞导致的畸胎瘤风险。传统标记物如OCT4、NANOG仅能捕捉静态表达,却错过了决定细胞命运的亚小时级分子波动。2.1 CRI
来源:Frontiers in Nanotechnology
时间:2025-07-25
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揭示宿主胆固醇代谢通路中角鲨烯调控隐孢子虫生存的关键机制及其治疗潜力
隐孢子虫是一种导致婴幼儿致命性腹泻的肠道寄生虫,每年造成全球约20万儿童死亡。尽管危害巨大,目前唯一获批药物硝唑尼特对免疫缺陷患者无效,且寄生虫耐药性问题日益严峻。更棘手的是,这种病原体无法通过常规实验室培养,其依赖宿主细胞的分子机制长期成谜。英国弗朗西斯·克里克研究所(The Francis Crick Institute)的研究团队另辟蹊径,通过创新的显微成像CRISPR筛选技术,发现宿主细胞的胆固醇合成通路竟成为隐孢子虫的"阿喀琉斯之踵"。研究人员构建了包含18,466个人类基因的阵列式CRISPR-Cas9敲除库,结合高内涵成像定量分析感染参数,首次系统绘制了宿主基因调控寄生虫生长的多
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CRISPR-Cas9基因编辑TNFAIP3变异体在唾液腺上皮细胞中的功能研究揭示干燥综合征发病机制
1 引言干燥综合征(SD)是一种以唾液腺和泪腺功能障碍为特征的全身性自身免疫病,其发病与TNFAIP3基因多态性密切相关。TNFAIP3编码的A20蛋白通过抑制NF-κB信号通路调控炎症反应,而rs6920220(G/A)和rs2230926(T/C/G)等SNPs被报道与SD易感性相关。唾液腺上皮细胞(SGECs)在SD中并非被动靶点,而是通过表达CD80/CD86等共刺激分子主动参与T/B细胞活化,形成促炎微环境。2 材料与方法研究采用CRISPR-Cas9同源定向修复(HDR)技术,将rs6920220(A等位基因)和rs2230926(G/C等位基因)引入SGECs,并通过等位基因特异
来源:Frontiers in Genome Editing
时间:2025-07-24
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抑制RNA解旋酶DDX3X通过诱导氧化应激阻碍伯基特淋巴瘤异种移植瘤进展的研究
DDX3X抑制剂在伯基特淋巴瘤中的治疗机制探索DDX3X抑制剂诱导伯基特淋巴瘤细胞凋亡研究团队通过体外实验评估了两种DDX3X抑制剂RK-33和C1对9种BL细胞系的作用。携带野生型DDX3X的CA46细胞、依赖DDX3Y存活的Daudi细胞以及具有DDX3X功能缺失突变的Raji细胞表现出差异敏感性:Daudi细胞最敏感(CC50最低),而Raji细胞最耐药。24小时凋亡实验显示,新型抑制剂C1的效力比RK-33高10倍,但因其生物利用度差而选择RK-33进行后续体内实验。RK-33抑制异种移植瘤进展的疗效验证在免疫缺陷NSG小鼠模型中,RK-33显著延缓了三种BL细胞(CA46、Raji、
来源:Frontiers in Cell and Developmental Biology
时间:2025-07-24
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脂质纳米颗粒介导的CASP1/CASP5基因编辑靶向治疗银屑病:基于细胞焦亡相关基因的综合分析与治疗策略
银屑病中细胞焦亡相关基因的综合分析与靶向治疗引言银屑病作为一种慢性炎症性皮肤病,其发病机制涉及免疫失调与异常细胞死亡。尽管细胞焦亡(pyroptosis)作为炎症性程序性细胞死亡形式在炎症中起重要作用,但其在银屑病中的研究仍不充分。现有疗法如糖皮质激素和生物制剂存在局限性,亟需开发靶向性治疗策略。材料与方法研究整合GSE30999、GSE13355等公共数据集,通过limma标准化和DESeq2筛选差异表达基因(|log21,p<0.05)。46个焦亡相关基因(PRGs)经文献检索确定,LASSO回归构建风险评分模型。单细胞数据分析采用Seurat流程,小鼠实验使用IMQ诱导银屑病模型,通过L
来源:Frontiers in Bioengineering and Biotechnology
时间:2025-07-24
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异源四倍体棉花基因组组装揭示体细胞胚胎发生机制并实现精准基因编辑
科学家们成功破译了两个具有高再生能力的异源四倍体棉花品种——金668(Jin668)和YZ1的基因组密码。其中Jin668实现了端粒到端粒(T2T)级别的完美组装,首次揭示了约30.1兆碱基(Mb)的着丝粒区域被玉米着丝粒反转座子和Tekay反转座子入侵的奇特现象,还鉴定出包含25,190个拷贝的8.1Mb 5S核糖体DNA(rDNA)阵列,以及含有8,131个拷贝的75.1Mb巨型45S rDNA阵列。通过比较再生型和难再生型基因组的差异,研究团队捕捉到了植物再生初期动态变化的转录组景观和染色质开放状态。研究人员构建了层次分明的基因调控网络,发现AGL15等关键因子如同"再生开关"般调控着整
来源:Nature Genetics
时间:2025-07-23
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FAS配体-FAS自调控环路决定CAR工程化淋巴细胞持久性的机制研究
在肿瘤免疫治疗领域,CAR-T细胞疗法虽在B细胞恶性肿瘤治疗中取得突破,但有限的细胞持久性严重制约其疗效。临床数据显示,约40-60%患者因CAR-T细胞过早耗竭导致治疗失败,这一现象在实体瘤治疗中更为突出。传统观点认为肿瘤微环境中的抑制性因素导致细胞耗竭,但美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center, MSKCC)的研究团队通过单细胞分析发现,CAR-T细胞自身表达的FAS配体(FAS-L)可能通过"自杀式"机制限制其存活,这一创新假说为增强细胞疗法疗效提供了全新视角。研究人员整合10种血液肿瘤和27种实体瘤患者的244,809
来源:Nature Cancer
时间:2025-07-23
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HAX1通过线粒体凋亡通路和TLR2/PU.1信号轴调控中性粒细胞成熟与存活的新机制
中性粒细胞作为人体免疫系统的"第一反应部队",其发育异常会导致严重的先天性中性粒细胞减少症(CN)。目前临床上主要依赖粒细胞集落刺激因子(G-CSF)治疗,但约10%患者会发展为白血病,迫切需要寻找新的治疗靶点。HAX1基因作为CN的主要致病基因之一,虽然已知与细胞凋亡相关,但其在中性粒细胞成熟过程中的具体调控机制仍不清楚,这严重制约了靶向治疗策略的开发。中国医学科学院基础医学研究所的研究人员通过创新性的实验设计,揭示了HAX1调控中性粒细胞发育的双重机制。研究团队首先构建了髓系特异性Hax1条件性敲除(cKO)小鼠模型,克服了传统敲除小鼠早期死亡的局限性;同时建立了HAX1敲低和过表达的HL
来源:Cell Communication and Signaling
时间:2025-07-23
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摩洛哥农家乳制品源婴儿链球菌全基因组解析:揭示其乳品适应机制与生物技术潜力
在传统发酵食品领域,乳酸菌作为天然发酵剂和潜在益生菌备受关注。然而,源自特定地域的特色菌种——如摩洛哥农家乳制品中的婴儿链球菌(Streptococcus infantarius),其基因组特征与功能潜力长期缺乏系统研究。这类菌株在长期自然发酵过程中可能进化出独特的乳品适应机制,但对其基因组稳定性、代谢网络及安全性的认知空白,严重制约了其在食品工业中的应用开发。为填补这一研究空白,研究人员对6株分离自摩洛哥农家乳制品的S. infantarius菌株(B50–6、B50–7、B51–6、O53–2、T41–8、K85–8)展开全基因组测序(WGS),采用生物信息学方法进行多维度分析。通过Ill
来源:International Journal of Food Microbiology
时间:2025-07-23
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综述:角蛋白酶科学的革命性进展:生物催化突破、可持续创新与工业前景
Abstract角蛋白酶作为一类特异性降解角蛋白(keratin)的蛋白酶,因其在环境修复和循环生物经济中的潜力备受关注。这类酶能高效解聚羽毛、毛发等富含二硫键的顽固结构,其催化机制涉及丝氨酸蛋白酶(serine proteases)、金属蛋白酶(metalloproteases)及杂合型三类。近年来,蛋白工程(protein engineering)和人工智能(AI-assisted design)显著提升了其热稳定性和底物特异性,推动其在农业堆肥、皮革脱毛等领域的工业化应用。Introduction角蛋白酶的独特之处在于能水解传统蛋白酶难以处理的角质材料(如羽毛β-keratin)。早期研
来源:Biotechnology Advances
时间:2025-07-23
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基于RPA-CRISPR/Cas12b的一管式一步法检测平台在沙门氏菌高效检测中的应用研究
沙门氏菌作为全球最重要的食源性病原体之一,每年导致超过1.53亿例胃肠炎和5.7万例死亡,在中国更占据细菌性食物中毒事件的70%-80%。传统培养法需耗时4-5天,PCR技术虽缩短至1.5小时但仍依赖精密仪器。面对资源有限地区的检测需求,亟需开发更快速、精准且设备简化的检测方法。扬州大学的研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表研究,创新性地将重组酶聚合酶扩增(RPA)与CRISPR/Cas12b系统整合,建立了"一管式一步法"检测平台。该技术突破传统两步法操作模式,通过优化sgRNA设计、Cas12b浓度(250 nM)和反应温度(4
来源:Journal of Agriculture and Food Research
时间:2025-07-23
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利用TaWaxy基因编辑技术调控商业小麦淀粉特性及品质改良研究
淀粉作为小麦籽粒的主要成分,其直链淀粉含量(AC)直接决定了面制品的口感与加工性能。传统育种手段难以精准调控AC,而完全无直链淀粉的"蜡质小麦"又存在加工适应性局限。如何通过基因编辑技术获得AC适度降低且农艺性状优良的小麦材料,成为产业亟待突破的瓶颈。中国农业科学院作物科学研究所的研究团队在《Carbohydrate Polymers》发表重要成果。他们利用TaWOX5基因显著提升的转化效率,在商业化品种济麦22中成功构建了CRISPR/SpCas9基因编辑体系,获得7种无外源基因的TaWaxy突变体,与春小麦宁春4号的3种突变体共同构成了AC梯度为0-19.05%的研究材料。研究揭示了不同等
来源:Carbohydrate Polymers
时间:2025-07-23
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人类特异性基因扩张驱动大脑进化的分子机制研究
这项突破性研究解码了人类大脑进化的遗传密码。科研团队采用革命性的端粒到端粒(T2T)完整基因组测序技术,在CHM13基因组中精准定位了1,002个人类特异性复制基因,其中148个基因家族显示出强烈的脑进化选择特征。令人惊讶的是,免疫相关基因CD8B+ T细胞标记物竟也携带着显著的选择信号。为验证这些基因的神经发育功能,研究者构建了精妙的斑马鱼模型:先用CRISPR敲除保守基因,再通过mRNA注射引入人类特异性旁系同源基因,成功实现"人源化"改造。实验发现G蛋白偶联受体89B(GPR89B)通过基因剂量调控促进脑容量扩张,而FERM-PDZ结构域蛋白2B(FRMPD2B)则能重塑突触信号传导网络
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综述:利用CRISPR技术在安全港位点和内源基因构建人类报告细胞系的现代方法
Abstract部分解析报告系统在现代分子生物学中日益重要,其通过稳定表达荧光蛋白或荧光素酶(luciferase)等标记基因,为细胞水平和活体(in cellulo/in vivo)实验提供可视化检测手段。传统随机整合方法可能导致邻近基因表达异常,而CRISPR/Cas9介导的靶向整合——特别是定位在安全港位点时——能最大限度维持基因组稳定性。关键技术突破安全港位点筛选研究证实人类基因组中ROSA26、AAVS1等位点适合外源基因整合。通过全基因组测序和转录组分析验证,这些区域具备以下特征:• 远离致癌基因和必需基因• 具有开放染色质结构• 支持报告基因长期稳定表达内源基因标记策略利用同源定
来源:Critical Reviews in Biotechnology
时间:2025-07-22