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无肌间骨鲫鱼(Carassius auratus)对碳酸盐碱度的适应性评估:形态、生化及组织学参数的启示
随着全球气候变化加剧,淡水生态系统盐碱化问题日益严峻。中国约4600万公顷盐碱水域因高碳酸盐碱度特性,导致传统经济鱼类面临渗透压失衡、生长抑制等挑战,养殖效率低下。如何开发适应盐碱环境的新品种,成为水产养殖业可持续发展的关键命题。中国水产科学研究院黑龙江水产研究所的研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术靶向敲除bmp6基因,成功培育出全球首例无肌间骨鲫鱼新种质。为评估其在盐碱水养殖中的应用潜力,团队系统研究了该品种在0-60 mmol/L碳酸盐碱度梯度下的适应性机制,相关成果发表于《Aquaculture Reports》。研究采用多维度评价体系:通过测定形态指标(VSI/HSI/CF
来源:Aquaculture Reports
时间:2025-07-20
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基于生物信息学与CRISPR检测的RNA病毒抗病毒crRNA靶点高效筛选平台开发
RNA病毒如同自然界中的"变形大师",通过快速突变和重组不断逃逸人类免疫系统的追捕。从席卷全球的SARS-CoV-2到周期性爆发的登革病毒(DENV),这些微小病原体给公共卫生安全带来持续挑战。更棘手的是,传统疫苗研发需要12-18个月,当疫苗问世时,病毒可能早已变异出新的亚型。在这场与病毒进化的赛跑中,军事医学科学院病原微生物生物安全国家重点实验室的研究人员将目光投向了CRISPR基因编辑技术。CRISPR-Cas系统因其强大的可编程性被视为最有前景的抗病毒工具,但传统细胞筛选方法耗时费力。为解决这一瓶颈问题,研究团队创新性地将CaSilico生物信息学分析与CRISPR体外检测技术相结合,
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-07-20
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家蚕Jun基因通过调控S期细胞周期基因参与丝腺细胞内复制机制研究
在生物发育过程中,细胞周期调控存在一种特殊形式——内复制(endoreplication),这种只复制DNA而不进行细胞分裂的过程,能形成多倍体细胞,对维持组织和器官的正常功能至关重要。然而,内复制的调控网络仍存在大量未解之谜。家蚕作为完全变态昆虫,其丝腺细胞经历10次有丝分裂后转入内复制阶段,基因组重复复制17-19次却不分裂,最终形成巨大多倍体细胞,这种特性使家蚕丝腺成为研究内复制的理想模型。西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室的研究人员聚焦JNK信号通路关键转录因子BmJun,通过构建中丝腺特异性敲除品系SerP-BmJun-KO,系统解析了该基因在家蚕细胞周期和丝腺内复制中的调控作用
来源:Journal of Advanced Research
时间:2025-07-20
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铜(II)与铬(VI)胁迫下绿藻Scenedesmus sp.的生理与代谢组学解析及其环境修复潜力
随着工业废水排放加剧,铜(Cu2+)和铬(Cr6+)等重金属污染已成为全球性环境挑战。传统物理化学处理方法存在成本高、二次污染等问题,而微藻-细菌共生系统因其既能净化水质又能生产生物燃料的特性备受关注。然而,重金属胁迫下藻类的生理适应机制尚不明确,且现有技术存在脂质提取能耗高、系统稳定性差等瓶颈。研究人员通过整合生理学表征与代谢组学分析,系统研究了模式绿藻Scenedesmus sp.在Cu2+和Cr6+胁迫下的应激响应网络。研究采用CRISPR-Cas9技术构建高脂藻株,结合ZnO/TiO2纳米颗粒强化污染物吸附,并开发AI控制系统实时调节光生物反应器参数。论文发表在《Algal Resea
来源:Algal Research
时间:2025-07-20
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微藻-细菌协同系统在废水处理与生物燃料生产中的研究进展:挑战、创新与可持续发展路径
随着全球水资源短缺与能源危机加剧,传统废水处理技术的高能耗与低资源回收率成为突出矛盾。微藻-细菌共生系统因其能同步净化污水并生产生物燃料的特性备受关注,但实际应用中仍面临菌藻协同稳定性差、脂质提取成本高、规模化工艺不成熟等挑战。为突破这些瓶颈,研究人员在《Algal Research》发表综述,系统梳理了该领域最新进展。研究聚焦四大技术突破:一是利用CRISPR-Cas9对小球藻(Chlorella vulgaris)进行基因改造,使其脂质含量提升至干重的40-50%;二是开发AI动态调控系统,通过实时优化光照、pH及营养输入,将氮磷去除率稳定在90%以上;三是引入氧化锌(ZnO)和二氧化钛(
来源:Algal Research
时间:2025-07-20
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微藻-细菌协同系统:基于CRISPR和AI优化的废水处理与生物柴油联产技术
随着全球面临水资源污染和能源危机的双重挑战,传统废水处理工艺的高能耗特性与生物柴油生产的成本瓶颈形成了难以调和的矛盾。微藻-细菌共生系统因其独特的"以废治废"潜能近年来备受关注——这些微观联盟既能净化污水,又能将污染物转化为脂质资源。然而现实困境在于:实验室里表现优异的Chlorella vulgaris藻株在真实废水环境中脂质产量会骤降40-50%,而依赖传统方法提升处理效率又会导致能耗呈指数级增长。研究人员通过多学科交叉手段破解了这一困局。在生物技术层面,采用CRISPR-Cas9基因编辑定向改造微藻代谢通路,使碳流向优先合成三酰甘油(TAG);在工程优化方面,引入ZnO/TiO2纳米材料
来源:Algal Research
时间:2025-07-20
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GSH通过ABCC1促进肾脏镉外排的分子机制研究及其在镉肾毒性干预中的潜在应用
镉作为一种具有强蓄积性的环境污染物,其肾脏毒性一直是公共卫生领域的重大挑战。由于人体缺乏有效的镉排泄途径,长期低剂量暴露即可导致近端肾小管不可逆损伤,最终发展为肾功能衰竭。尽管已知金属硫蛋白(MT)在镉的肝脏-肾脏转运中起关键作用,但肾脏自身清除镉的分子机制始终是未解之谜。这促使九江大学的研究团队在《Toxicology Letters》发表了一项突破性研究,首次证实ABCC1(又称多药耐药相关蛋白1/MRP1)是肾脏镉外排的关键膜转运蛋白,并发现临床常用保肝药物谷胱甘肽(GSH)可通过该靶点增强排镉效率。研究团队采用多组学联用策略:通过6 mg/kg CdCl2灌胃8周的SD大鼠模型结合基因
来源:Toxicology Letters
时间:2025-07-20
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基于CRISPR/Cas9核糖核蛋白与体细胞核移植技术的无外源DNA整合型MSTN基因敲除犊牛培育
肌肉生长抑制素(Myostatin, MSTN)作为调控骨骼肌发育的关键因子,其功能缺失会导致动物出现"双肌"表型,显著提升产肉性能。传统育种手段需耗时数代才能实现的目标,如今通过基因编辑技术可在一代内完成。然而,现有方法如ZFN(锌指核酸酶)和TALEN(转录激活样效应因子核酸酶)存在效率低、成本高的问题,而CRISPR/Cas9系统虽高效但可能引发外源DNA整合风险。更棘手的是,受精卵显微注射产生的嵌合体问题,以及体细胞核移植(SCNT)技术固有的低出生率(仅1-5%),都制约着基因编辑牲畜的推广应用。Kheiron Biotech S.A的研究团队在《Reproductive Biolo
来源:Reproductive Biology
时间:2025-07-20
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基于Cas13a辅助熵驱动系统与荔枝状Fe-TiO2的SERS生物传感器实现miRNA-21超灵敏检测
癌症已成为全球健康重大挑战,而微小RNA(miRNA)作为基因调控的关键分子,其异常表达与多种癌症密切相关。其中miRNA-21被证实与甲状腺癌、乳腺癌等恶性肿瘤的发生发展直接相关,但由于其极低表达水平,传统检测方法往往难以满足临床需求。与此同时,半导体表面增强拉曼光谱(SERS)技术虽具有高灵敏度优势,但常用基底材料二氧化钛(TiO2)存在带隙宽、电荷转移(CT)效率低等瓶颈。重庆大学的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表创新成果,通过将CRISPR/Cas13a基因编辑系统与无需酶的熵驱动电路(EDC)相结合,并开发新型荔枝状铁掺杂TiO2(Fe-TiO2)SER
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-07-20
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基于CRISPR相关转座酶(BACTRINS)的精准毒力灭活系统:靶向改造产志贺毒素肠道病原体的治疗新策略
在复杂微生物群落中实现靶向基因操控是精准编辑微生物组的关键技术。这项研究提出的BACTRINS平台,创新性地利用接合转移(conjugation)递送CRISPR相关转座酶(CRISPR-associated transposases),通过RNA引导实现治疗载荷的基因组精准整合,同步中和病原体毒力而不导致细胞死亡。针对肠道内产志贺毒素(Shiga toxin)的肠杆菌科病原体,该系统通过细菌接合作用递送转座酶,特异性灭活志贺毒素基因,同时整合可破坏病原体黏附的纳米抗体(nanobody)治疗模块。动物实验显示,单次给药即可实现志贺毒素基因的高效灭活,显著提升产毒病原体感染小鼠模型的生存率。该
来源:Nature Biomedical Engineering
时间:2025-07-19
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线粒体基因敲除文库mtKO揭示IDH1突变癌症中SOD2介导的线粒体抗氧化通路关键作用
这项研究构建了名为mtKO的革命性线粒体基因敲除文库,专门靶向1,034个核编码的线粒体相关基因。通过CRISPR-Cas9高通量筛选,团队在携带IDH1R132H突变的视网膜色素上皮细胞中发现了令人惊奇的代谢弱点——线粒体超氧化物歧化酶2(SOD2)展现出强烈的基因依赖性。深入机制研究发现,SOD2如同线粒体的"消防员",在IDH1突变背景下对维持细胞氧化还原平衡至关重要。当研究人员敲除SOD2后,IDH1突变型胆管癌细胞JJ012立即陷入代谢危机:线粒体活性氧(ROS)水平飙升,膜电位崩溃,对铁死亡诱导剂RSL3的敏感性显著增强。更引人注目的是,在患者来源的胶质瘤干细胞中,SOD2的缺失选
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-19
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基于碱基编辑介导的定向蛋白进化与功能筛选优化获得高效AID 2.1降解系统
在生命科学研究中,精确操控蛋白质水平对于理解基因功能至关重要。传统基因敲除技术存在耗时长、无法研究必需基因等局限,而可诱导蛋白降解系统(Inducible protein degradation systems)为解决这些问题带来了希望。然而现有系统普遍存在基础降解泄漏、靶蛋白恢复慢等缺陷,严重制约了它们在动态生物学过程研究和必需基因功能解析中的应用。针对这一技术瓶颈,来自西北大学(Northwestern University)的研究团队在《Nature Communications》发表重要研究成果。研究人员首先系统比较了五种主流蛋白降解技术(dTAG、HaloPROTAC、IKZF3和两
来源:Nature Communications
时间:2025-07-19
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综述:Tafamidis在转甲状腺素蛋白心肌病中的革命性作用?安全性与有效性的系统评价与荟萃分析
AbstractTafamidis作为首个获FDA批准的转甲状腺素蛋白心肌病(ATTR-CM)靶向药物,通过稳定转甲状腺素蛋白(TTR)四聚体结构,显著降低患者全因死亡率(OR 0.55, 95% CI 0.42-0.73)和心力衰竭急性加重风险(OR 0.71, 95% CI 0.51-0.99)。这一结论源自对7项临床研究的荟萃分析,与里程碑式ATTR-ACT试验结果相互印证。IntroductionATTR-CM是一种由错误折叠TTR蛋白在心肌沉积引发的罕见进行性疾病,分为野生型(wt-ATTR)和遗传型(hATTR)。Val122Ile是最常见的致病突变,多见于非裔人群。诊断依赖99m
来源:Current Problems in Cardiology
时间:2025-07-19
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细胞穿透肽修饰纳米载体实现高效、批量、非侵入性胚胎转染技术在水产基因工程中的应用
水产养殖作为全球增长最快的食品生产领域,正面临基因编辑技术应用的重大瓶颈——传统显微注射等技术难以穿透甲壳类生物的坚硬卵膜,且存在操作复杂、胚胎死亡率高等问题。这种技术困境严重制约了通过基因编辑培育抗病、速生等优良性状水产品种的进程。中国作为贡献全球三分之二水产产量的养殖大国,亟需建立适应不同水生生物特性的高效基因递送平台。中国水产科学研究院南海水产研究所的研究团队在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》发表的研究中,开创性地将纳米载体技术与细胞穿透肽相结合。他们设计的新型TNP纳米载体系统,以FDA批准的药用辅料PEG-b-PLGA为基础骨架,表面修
来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
时间:2025-07-19
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基于de Bruijn图的宏基因组CRISPR阵列分析新工具MCAAT的开发与应用
在微生物与病毒的永恒军备竞赛中,CRISPR-Cas系统作为原核生物的"分子免疫系统"一直备受关注。然而现有研究存在明显局限:约99%的微生物难以培养,导致CRISPR系统多样性认知严重不足;宏基因组测序数据中,传统组装方法会丢失10-30%的原始reads;现有分析工具或依赖完整基因组序列,或受限于读长和质量要求。这些瓶颈严重制约着对自然界CRISPR系统全貌的探索。德国斯图加特大学RNA生物学与生物信息学系(Dept. RNA Biology and Bioinformatics, University of Stuttgart)的Fikrat Talibli和Bjorn VoB团队开发了
来源:microLife
时间:2025-07-19
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综述:图像激活的细胞分选技术
图像激活细胞分选(Image-activated cell sorting, IACS)技术正掀起细胞分析领域的革命浪潮。传统荧光激活细胞分选(FACS)虽广泛应用,但其依赖一维荧光强度的检测方式难以捕捉细胞的空间形态特征。IACS通过整合高速显微成像、实时图像处理和微流控分选三大模块,构建起全新的"细胞表型-基因型"研究桥梁。技术原理与核心组件98%)。95%,为后续培养研究创造条件。创新应用场景在微生物研究领域,IACS成功实现土壤微生物群落中特定代谢活性菌株的分选,较传统培养法效率提升100倍。免疫学研究方面,通过捕捉T细胞免疫突触形成动态,首次实现抗原特异性T细胞亚群的直接分选。肿瘤生
来源:Nature Reviews Bioengineering
时间:2025-07-19
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综述:解锁作物抗逆性:分子工具如何增强非生物胁迫耐受性
引言环境胁迫正日益威胁全球作物产量,盐碱化、干旱、极端温度和重金属等非生物胁迫通过破坏细胞渗透平衡、诱导氧化应激等方式阻碍植物生长发育。面对2050年全球人口增长带来的粮食需求激增,传统育种方法因周期长、效率低等局限性,促使研究者转向分子工具开发抗逆作物。纳米技术增强抗逆性纳米颗粒通过独特物理化学特性调控植物应激响应:硅基纳米颗粒:SiO2处理使黄瓜在干旱和盐胁迫下改善养分吸收,增强光合作物效率金属纳米颗粒:Ag纳米颗粒提升豌豆种子在盐胁迫下的萌发率,ZnO纳米颗粒使马铃薯增产20%递送系统:碳纳米管与CRISPR/Cas9结合实现基因组精准编辑,突破传统农杆菌转化的物种限制关键遗传元件解析Q
来源:Plant Stress
时间:2025-07-19
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葡萄叶片叶绿素荧光与暗绿色胁迫特异性指纹在干旱和盐胁迫下的再分析研究
随着全球气候变化加剧,干旱和盐胁迫已成为威胁农作物产量的主要非生物胁迫因素。据统计,到2050年全球人口将增加23亿,农业产量需提高70%才能满足需求,而环境胁迫导致作物减产高达50%以上。植物在面对这些胁迫时,会启动复杂的分子和生理响应机制,包括激活特定的转录因子(TFs)如NAC、MYB、WRKY等,以及调控microRNAs的表达。然而,这些响应机制是否具有胁迫特异性,以及如何利用这些机制培育抗逆作物,仍是当前研究的难点和热点。研究人员通过整合多组学分析和前沿生物技术,对葡萄叶片在干旱和盐胁迫下的叶绿素荧光特性与暗绿色胁迫标记进行了系统性研究。研究发现,不同胁迫会诱导特异性的叶绿素荧光指
来源:Plant Stress
时间:2025-07-19
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通过代谢工程与培养优化策略实现莱茵衣藻高效合成玉米黄质
在人类健康领域,玉米黄质(zeaxanthin)作为视网膜核心色素,其抗氧化和蓝光过滤功能对防治年龄相关性黄斑变性(AMD)具有不可替代的作用。然而传统从万寿菊中提取的方法面临提取率低(仅0.1%花瓣干重)、季节性供应限制等瓶颈,而化学合成产物又难以满足高端医疗市场需求。这一矛盾促使科学家将目光转向微藻生物合成——莱茵衣藻因其完善的光合系统、清晰的遗传背景,成为理想的"细胞工厂"候选者。韩国汉阳大学(Hanyang University)生命科学系Junhwan Jang团队联合德国比勒菲尔德大学(Bielefeld University)的研究人员,在《Biotechnology for B
来源:Biotechnology for Biofuels and Bioproducts
时间:2025-07-19
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环孢素23(CpCyP23)作为微小隐孢子虫发育与致病性新型因子的功能解析
隐孢子虫病是全球范围内严重威胁人类和动物健康的寄生虫病,其中微小隐孢子虫(Cryptosporidium parvum, C. parvum)是最主要的致病种属。这种单细胞寄生虫能引发婴幼儿、老年人和免疫功能低下者的严重腹泻,目前唯一获批药物硝唑尼特对高危人群疗效有限。更棘手的是,作为人畜共患病原体,C. parvum还导致新生犊牛腹泻,造成畜牧业重大经济损失。面对这一公共卫生挑战,科学家们将目光投向了寄生虫的"分子帮凶"——肽脯氨酰顺反异构酶(Peptidyl-prolyl cis/trans isomerases, PPIases),这类酶在疟原虫、弓形虫等寄生虫中已被证实参与致病过程,但
来源:Veterinary Microbiology
时间:2025-07-19