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综述:盐胁迫响应转录因子对提升大麦改良的启示
Abstract盐胁迫正随着气候变化持续加剧,已成为制约大麦生长发育和产量的主要环境因子。提高大麦耐盐性对保障全球粮食安全具有重要意义。研究表明,转录因子(TFs)通过调控下游基因表达网络,在植物盐胁迫响应中发挥核心调控作用。Main conclusion盐胁迫显著抑制大麦生长发育,而转录因子通过基因表达调控在植物耐盐机制中扮演关键角色。研究发现,bZIP、DREB、NAC、bHLH、MYB、ERF和WRKY等TF家族成员通过多重分子机制参与胁迫应答:调控Na+/K+离子平衡维持细胞膜稳定性激活渗透调节物质(如脯氨酸、甜菜碱)合成通路介导活性氧(ROS)清除相关酶系的表达调控胁迫信号转导关键组
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CRISPR介导的DNA甲基化编辑调控免疫细胞命运与炎症反应:从表观遗传机制到疾病干预新策略
在免疫系统中,细胞命运决定与功能调控始终是核心科学问题。尽管已知DNA甲基化(DNAm)伴随免疫细胞分化全过程,但特定甲基化事件是否直接指导基因表达和细胞命运仍缺乏因果证据。传统方法如DNMTs/TETs基因敲除或甲基化抑制剂存在全基因组效应,难以区分直接与间接影响。更关键的是,DNAm如何参与人类髓系细胞命运决定及其在炎症疾病中的作用机制亟待阐明。为破解这些难题,研究人员选择人B白血病细胞向巨噬细胞转分化模型,结合CRISPR表观遗传编辑技术开展研究。通过全基因组甲基化测序(WGBS)发现,IL1RN启动子区在转分化过程中发生显著去甲基化,且与基因表达呈强负相关。利用CRISPR-dCas9
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-07-17
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TIGIT阻断联合BCMA-CAR-T疗法在多发性骨髓瘤小鼠模型中的疗效评估:单靶点抑制的局限性探索
TIGIT阻断策略在BCMA-CAR-T疗法中的系统性验证ABSTRACT靶向BCMA的CAR-T疗法在多发性骨髓瘤(MM)中展现出前景,但患者仍面临复发问题。本研究基于ARI0002h(一种4-1BB共刺激域的第二代CAR-T)的临床试验数据,发现T细胞耗竭伴随TIGIT表达升高是耐药机制之一。通过三种方法阻断TIGIT——外源性抗TIGIT抗体、分泌TIGIT阻断性scFv的第四代CAR-T(ARITIGIT)及CRISPR/Cas9敲除TIGIT,研究者系统评估了其对ARI0002h疗效的影响。Introduction尽管idecabtagene vicleucel和ciltacabta
来源:OncoImmunology
时间:2025-07-17
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利用多重CRISPR激活技术实现细胞特异性黄酮醇高效合成的新策略
在植物合成生物学领域,如何实现多基因的精准时空调控一直是重大技术挑战。传统方法依赖转录因子过表达,但这种方式会同时激活数百个下游基因,犹如"大锤敲钉"般缺乏精确性。而现有的CRISPR激活(CRISPRa)系统虽然在瞬时表达或泛表达场景表现良好,却难以在特定细胞类型中实现稳定高效的基因激活。这种技术瓶颈严重限制了复杂性状的合成改造,特别是在需要精确控制代谢通路时空表达的植物代谢工程领域。瑞士洛桑大学(University of Lausanne)的Anaxi Houbaert等研究人员在《Nature Communications》发表的研究,通过系统优化CRISPRa技术,成功实现了植物细胞
来源:Nature Communications
时间:2025-07-17
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波形蛋白介导的细胞间桥梁促进丙型肝炎病毒组分定向转运的机制研究
病毒与宿主细胞的博弈一直是生命科学研究的核心课题。在众多病毒传播策略中,利用宿主细胞骨架系统进行定向转运是高效感染的关键环节。尽管微管和肌动蛋白在病毒传播中的作用已被广泛研究,但中间纤维(intermediate filaments)特别是波形蛋白(vimentin)的功能仍存在认知空白。先前研究表明,寨卡病毒(ZIKV)和登革热病毒(DENV)等黄病毒科成员能诱导波形蛋白重排形成"笼状结构"(vimentin cage)以促进复制,然而同为黄病毒科的丙型肝炎病毒(HCV)是否具有类似机制尚不明确。更引人深思的是,波形蛋白是否参与病毒组分的细胞间传输这一前沿问题,尚未得到实验验证。中国科学院上
来源:European Journal of Cell Biology
时间:2025-07-17
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综述:核酸电路生物传感器中正向反馈的工程设计与应用
Abstract正向反馈通过将系统输出信号重定向至输入端同向叠加,实现信号级联放大。该机制被创新性整合至核酸电路生物传感器设计中,显著提升了痕量生物标志物(如microRNA、aM级DNA)的检测性能。基于DNAzyme的剪切催化、核酸修饰酶的级联反应以及CRISPR/Cas系统的反式切割活性,研究者构建了无需复杂仪器即可实现信号自放大的智能传感系统。Introduction传统检测方法(如ELISA、qPCR)受限于操作复杂性和设备依赖性,而正向反馈核酸电路通过分子工程实现了三重突破:1)利用核酸高程序性设计自催化循环;2)兼容微流控(microfluidic)和纸基平台;3)通过协同反馈网
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-07-17
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基于甲醇的Bacillus methanolicus模型工程实现从头合成多胺的生物生产
基因调控领域长期面临静态CRISPR系统的瓶颈问题——传统CRISPR干扰(CRISPRi)技术虽然能精确抑制基因表达,但无法响应细胞内外环境变化实现动态调控。这种"一锤子买卖"式的调控方式严重限制了其在代谢工程、基因治疗等需要时序控制场景的应用。更棘手的是,真核系统中mRNA的亚细胞区室化分布使得核酸信号检测变得异常困难,而小分子感应元件与CRISPR系统的兼容性也一直未能很好解决。美国华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的Tae Seok Moon团队与James M. Carothers合作,在《New Biotechnology》发表的研究
来源:New Biotechnology
时间:2025-07-17
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基于Hac1p逆向分泌途径工程改造毕赤酵母提升葡萄糖氧化酶产量的CRISPRi调控策略研究
基因调控技术正面临从"静态开关"向"动态响应"的范式转变。尽管CRISPR干扰(CRISPRi)技术通过dCas9蛋白和向导RNA(gRNA)的组合实现了基因表达的精准抑制,但其调控方式本质上仍是静态的——一旦gRNA表达,就会持续发挥作用,无法响应细胞内外环境的变化。这种局限性严重制约了CRISPR系统在代谢工程、疾病治疗等需要动态调控场景中的应用。美国华盛顿大学(Washington University in St. Louis)的Tae Seok Moon团队与James M. Carothers团队合作,在《New Biotechnology》发表了一项突破性研究。他们巧妙地将核酸开
来源:New Biotechnology
时间:2025-07-17
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酿酒酵母中基于mRNA和小分子触发的条件性向导RNA失活技术开发及其在基因表达动态调控中的应用
基因编辑技术的发展为生命科学研究带来了革命性变革,其中CRISPR干扰(CRISPRi)技术因其精准的基因表达调控能力备受关注。然而,现有CRISPRi系统存在一个关键瓶颈——其调控本质上是静态的,难以实现动态响应环境信号或细胞状态变化的精细控制。在真核生物系统中,这一局限性尤为突出,严重制约了CRISPR技术在代谢工程、基因治疗等领域的深入应用。针对这一挑战,美国华盛顿大学的研究团队在《New Biotechnology》发表重要研究成果。他们创新性地将合成生物学中的toehold介导链置换(TMSD)和配体响应型核酶(aptazyme)技术整合到CRISPRi系统中,开发出可被mRNA和小
来源:New Biotechnology
时间:2025-07-17
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基于CRISPR激活筛选揭示KRAB结构域转录因子ZIM3和ZNF394调控人类合子基因组主激活的新机制
在生命起始的奥秘中,合子基因组主激活(major ZGA)如同胚胎发育的"开机键",激活数千个合子基因并建立全能性。然而与斑马鱼、果蝇等模式生物相比,人类major ZGA的调控机制长期笼罩在迷雾中。虽然近年通过测序技术发现了DUX4、TPRXs等部分调控因子,但PRD家族成员敲降仅能延迟而非完全阻断胚胎发育,暗示人类ZGA调控网络的复杂性。由于伦理限制难以直接在人类胚胎开展大规模筛选,北京大学医学部基础医学院细胞生物学系的研究人员另辟蹊径,利用具有胚胎和胚外发育潜能的人类扩展多能干细胞(hEPSCs)作为替代模型,展开了一场转录因子的"大海捞针"。研究团队首先构建了DUXA-GFP报告系统,
来源:Cell Reports
时间:2025-07-17
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细胞壁工程改造提升Fusarium venenatum菌体蛋白营养强化的高效生物合成
全球蛋白质危机背景下,Fusarium venenatum(F. venenatum)菌体蛋白作为新兴替代蛋白来源,其应用却受限于细胞壁中高达1/3的几丁质含量——这种天然不可消化聚合物显著降低了蛋白质消化率和生物可利用度。传统物理破壁方法成本高昂且效率有限,而基因编辑技术为重构真菌细胞壁提供了新思路。江苏省基础合成生物学研究中心的研究团队在《Bioresource Technology》发表研究,通过CRISPR/Cas9技术靶向敲除F. venenatum的几丁质合成酶基因(Chs),成功构建工程菌株FC02。该研究整合转录组学和蛋白组学技术,系统解析了细胞壁简化对代谢调控的影响,并采用动
来源:Bioresource Technology
时间:2025-07-17
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基于T7 RNA聚合酶与CRISPR/Cas13a增强电化学发光生物传感器的MMP-2超灵敏检测及其在COPD诊断中的应用
慢性阻塞性肺疾病(COPD)作为全球第三大死因,其早期诊断一直面临生物标志物检测灵敏度不足的挑战。基质金属蛋白酶-2(MMP-2)是驱动COPD气道重塑的关键效应分子,但现有检测方法如ELISA和荧光探针存在操作繁琐、抗干扰能力差等缺陷。尤其对于早期患者,其生物样本中MMP-2浓度常低于传统方法的检测下限,亟需开发更灵敏的检测技术。苏州工业园区金鸡湖医学人才计划支持的研究团队在《Methods》发表创新成果,通过分子工程与纳米技术融合,构建了"三位一体"的超灵敏检测平台。该研究巧妙设计了可被MMP-2特异性切割的肽核酸(PNA)分子开关,将蛋白酶活性转化为核酸信号;继而利用T7 RNA聚合酶的
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四基因缺失伪狂犬病毒载体构建及非洲猪瘟抗原递送系统的免疫评价
非洲猪瘟(ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)引起的高度致死性传染病,自2018年传入中国后对养猪业造成巨大经济损失。由于ASFV基因组复杂且缺乏商业疫苗,开发安全有效的疫苗成为当务之急。本研究创新性地利用四基因缺失的重组伪狂犬病毒(PRV)作为载体,构建了两种表达ASFV抗原的重组病毒株。在材料与方法部分,研究团队采用CRISPR/Cas9基因编辑技术,将ASFV的p54、p72、CD2v和pp62基因插入PRV SX-10株的UL24/TK和gI/gE基因缺失位点,成功构建了rPRV-p54+p72和rPRV-CD2v+pp62两种重组病毒。Western blot和免疫细胞化学证实这些外
来源:Transboundary and Emerging Diseases
时间:2025-07-17
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基于HEK-293T单等位基因MICB抗原表达平台的肾移植前抗体应答检测方法学研究
在器官移植领域,抗体介导的排斥反应(AMR)仍是影响移植物长期存活的关键因素。虽然针对HLA(人类白细胞抗原)的供体特异性抗体(DSA)研究已较为深入,但非HLA抗体如MHC I类链相关基因A/B(MICA/MICB)抗体的作用机制仍存在认知空白。尤其值得注意的是,MICB作为应激诱导的NKG2D配体,其300余种等位基因的免疫原性差异至今缺乏系统研究工具,这直接制约了临床对移植排斥反应的精准预警。为突破这一技术瓶颈,韩国天主教大学医学院的研究团队在《BMC Molecular and Cell Biology》发表创新性研究。他们利用前期构建的HLA I类/MICA/MICB三敲除HEK-2
来源:BMC Molecular and Cell Biology
时间:2025-07-17
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DIRAS2通过RAF/MEK/MAPK通路促进口腔白斑细胞增殖的机制研究
口腔白斑(OLK)作为最常见的口腔潜在恶性病变,其恶性转化率高达1%-40%,尤其伴随重度上皮 dysplasia(异常增生)时风险显著升高。然而,正常口腔黏膜向癌前病变转化的分子机制尚未阐明。DIRAS2作为Ras超家族成员,虽在部分肿瘤中发挥抑癌作用,但其在OLK中的功能仍属未知。更关键的是,MAPK信号通路(包含MAP4K/MAP3K/MAP2K/MAPK级联反应)作为调控细胞增殖的核心通路,是否受DIRAS2调控进而影响OLK进展,成为亟待解决的科学问题。为回答这些问题,首都医科大学附属北京口腔医院的研究团队开展了一项系统性研究。他们发现DIRAS2在OLK组织中异常高表达,并通过构建
来源:Tissue and Cell
时间:2025-07-17
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多功能自驱动开关实现无标记CRISPR/Cas12a传感系统用于microRNA直接检测
在生命科学领域,microRNA(miRNA)作为一类长度仅19-25个核苷酸的非编码RNA,已成为疾病诊断的"明星分子"。这类小分子通过调控基因表达参与肿瘤发生、心血管疾病等重大疾病进程,其独特的组织特异性表达模式和体液稳定性更使其成为理想的非侵入性生物标志物。以miR-21为例,这种"促癌miRNA"在多种恶性肿瘤中异常高表达,被证实与肿瘤增殖、转移和化疗耐药密切相关。然而,当前miRNA检测的"金标准"qRT-PCR技术存在操作复杂、设备昂贵等缺陷,而新兴的CRISPR/Cas12a系统又受限于必须将RNA靶标转化为DNA激活剂的繁琐步骤。更棘手的是,传统荧光报告系统存在背景干扰强、标记
来源:Systematic and Applied Microbiology
时间:2025-07-17
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基于微型DNA核酸酶IscB的枯草芽孢杆菌高效基因组编辑系统开发及应用
基因组编辑技术是改造微生物细胞工厂的核心工具,但传统CRISPR-Cas9系统在枯草芽孢杆菌中的应用面临cas基因过大、操作复杂等瓶颈。近期发现的微型核酸酶IscB(仅Cas9三分之一大小)虽在真核细胞中展现潜力,但其在原核生物尤其是工业菌株枯草芽孢杆菌SCK6中的应用尚未探索。研究人员通过构建pBsuIscB和pBsuenIscB两套编辑系统,采用xylose诱导启动子PxylA控制核酸酶表达,结合ωRNA引导和同源重组修复机制,实现了从短片段删除到169.9 kb大片段切除的多层次基因组改造。关键实验技术包括:1)通过转化效率实验验证IscB/enIscB的基因组切割能力;2)设计靶向py
来源:Systematic and Applied Microbiology
时间:2025-07-17
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综述:灵芝酸在食品工业中的生物学功能、合成生物学策略及应用前景
灵芝酸的功能奥秘化学结构与分类灵芝酸(GAs)是灵芝中高度氧化的羊毛甾烷型三萜类化合物,目前已发现百余种结构变体。根据特征可分为I型和II型:I型在C-11和C-21位含羰基,而II型具有四元环共轭双键且缺少C-1/C-23位修饰。这些差异源于CYP450氧化酶催化的复杂修饰,赋予其多样化的生物活性。生物活性与机制GAs的明星效应体现在四大领域:抗氧化:通过清除自由基、提升超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低炎症因子TNF-α、IL-1β表达,缓解氧化应激。抗肿瘤:如灵芝酸DM通过抑制PI3K/AKT/mTOR通路下调Bax、MMP-9,诱导肿瘤细胞凋亡。免疫调节:灵芝酸T阻断NF-κB核转位,
来源:Journal of Future Foods
时间:2025-07-17
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基于IntAC系统的果蝇细胞高分辨率全基因组CRISPR筛选技术揭示细胞适应性基因与毒素抗性机制
在功能基因组学研究领域,CRISPR-Cas9筛选技术已成为揭示基因型-表型关系的核心工具。然而在果蝇等无脊椎动物模型中,由于缺乏高效的病毒递送系统,传统筛选方法存在sgRNA与表型关联性差、假阴性率高等瓶颈问题。哈佛医学院(Harvard Medical School)的研究团队通过创新性开发IntAC系统,将φC31整合酶与抗CRISPR蛋白AcrIIA4联用,实现了Cas9活性的精确时空调控。这项发表于《Nature Communications》的研究,通过机器学习优化的sgRNA设计和强效dU6:3启动子的应用,建立了迄今分辨率最高的果蝇细胞遗传筛选平台。关键技术包括:1)构建含92
来源:Nature Communications
时间:2025-07-16
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FGFR信号通过SOAT1依赖性胆固醇代谢调控促进乳腺癌侵袭:揭示三阴性乳腺癌治疗新靶点
乳腺癌作为威胁女性健康的主要恶性肿瘤,其亚型三阴性乳腺癌(TNBC)因缺乏有效治疗靶点而预后较差。近年研究发现,高达85%的乳腺癌存在成纤维细胞生长因子受体(FGFR)信号异常激活,但其促癌机制尚未完全阐明。与此同时,肿瘤细胞异常胆固醇代谢与恶性进展密切相关,胆固醇酯(CE)的积累被证实可促进肿瘤转移,然而FGFR信号是否参与这一代谢重编程仍属未知领域。美国明尼苏达大学(University of Minnesota)的研究团队在《Breast Cancer Research》发表的重要研究中,首次揭示了FGFR信号通过调控SOAT1介导的胆固醇储存促进乳腺癌侵袭的分子机制。研究人员构建了诱导
来源:Breast Cancer Research
时间:2025-07-16