• 代谢工程改造大肠杆菌BL21高效生产木糖醇的工艺优化与机制解析

  木糖醇作为一种甜度与蔗糖相当的五碳糖醇，凭借其低热量、抗龋齿等特性，在食品和医药领域应用广泛。然而传统化学合成法需要高温高压条件，不仅能耗高还会造成环境污染。相比之下，微生物发酵法具有反应条件温和、环境友好等优势，但天然产木糖醇的微生物产量普遍较低。为此，研究人员通过代谢工程技术对大肠杆菌进行系统改造，试图建立更高效的生物合成路线。这项发表在《Biochemical Engineering Journal》的研究，通过三个关键策略改造大肠杆菌BL21(DE3)：首先引入源自黑曲霉的木糖还原酶基因xyrB，赋予菌株将木糖直接还原为木糖醇的能力；其次过表达内源zwf基因增强NADPH供应，为还原反

  来源：Biochemical Engineering Journal

  时间：2025-07-16

• 代谢工程驱动前体积累：通过L-天冬氨酸和L-高丝氨酸通路优化增强O-琥珀酰-L-高丝氨酸的生物合成

  在生物制造领域，O-琥珀酰-L-高丝氨酸(OSH)作为L-蛋氨酸生物合成的前体物质，在医药、饲料添加剂等领域具有重要应用价值。然而传统化学合成法存在反应条件苛刻、产率低下等问题，而现有微生物合成方法又面临代谢通路复杂、前体供应不足等技术瓶颈。如何通过系统代谢工程策略构建高效微生物细胞工厂，成为突破OSH工业化生产瓶颈的关键科学问题。针对这一挑战，浙江工业大学生物工程学院的研究人员开展了创新性研究，通过多维度代谢通路优化，成功构建出高效OSH生产菌株。相关成果发表在《Biochemical Engineering Journal》上。研究人员主要采用CRISPR/Cas9基因编辑技术进行靶向基因

  来源：Biochemical Engineering Journal

  时间：2025-07-16

• 基于CRISPR-Cas9系统的病毒基因组敲入细胞系快速构建及感染性病毒高效制备新策略

  在病毒学研究领域，许多具有重要医学价值的病毒如乙型肝炎病毒（HBV）和戊型肝炎病毒（HEV）难以通过传统宿主系统有效扩增，这严重制约了病毒特性解析、抗病毒药物开发和疫苗研制进程。现有技术包括原代细胞培养、类器官模型和动物实验都存在效率低、成本高或伦理限制等问题。尤其对于依赖肝细胞特异性因子（如NTCP受体）的HBV，以及因高突变率导致培养困难的RNA病毒，建立稳定高效的体外培养体系一直是学界亟待突破的难题。Shiv Nadar杰出学院（国内研究机构）的研究团队在《Journal of Virological Methods》发表创新成果，首次利用CRISPR-Cas9基因编辑技术，在人类肝癌细

  来源：Journal of Virological Methods

  时间：2025-07-16

• 基于RAA-CRISPR/Cas12a双模式系统的鲤春病毒血症病毒(SVCV)便携式一体化检测技术开发与应用

  在全球水产养殖业面临鲤春病毒血症病毒(SVCV)的严重威胁背景下，这种被世界动物卫生组织(WOAH)列为必须通报的病原体，每年造成数十亿美元经济损失。SVCV属于弹状病毒科(Rhabdoviridae)鲑鱼弹状病毒属(Sprvivirus)，其典型子弹状病毒粒子可通过水体快速传播，感染鲤科鱼类后引发全身出血性疾病，死亡率高达70%。尽管传统PCR和细胞培养方法已被纳入中国国家标准(GB/T 15805.5–2018)，但这些技术依赖实验室设备且需4-6小时完成检测，难以满足养殖场实时监测需求。上海海洋大学国家水生动物病原库的研究团队在《Aquaculture Reports》发表创新成果，开发

  来源：Aquaculture Reports

  时间：2025-07-16

• 基于GRN对齐参数优化的可解释基因扰动响应建模：GPO-VAE方法

  在精准医疗时代，理解细胞对基因扰动的响应机制至关重要。然而现有基于变分自编码器（VAE）的预测模型存在"黑箱"困境——虽然能准确预测基因表达变化，却无法解释这些变化背后的生物学机制。这种可解释性缺失严重制约了其在靶点发现和药物开发中的应用。韩国大学计算机科学与工程系的Seungheun Baek团队在《Bioinformatics》发表的研究中，创新性地将基因调控网络（GRN）拓扑结构与深度学习相结合，开发出GPO-VAE模型。该模型通过GRN对齐参数优化技术，使潜空间中扰动效应特征直接对应基因间因果关系，不仅保持预测精度（ATE-R2 0.417），还构建出包含KRAS-MYC等关键通路的可

  来源：Bioinformatics

  时间：2025-07-16

• 综述：基于CRISPR的遗传性血液疾病治疗性基因组编辑

  基因组编辑技术正在重塑现代医学格局，其中CRISPR系统以其高度可编程性成为治疗遗传性血液疾病的革命性工具。作为首个获得FDA批准的CRISPR-Cas9疗法，exa-cel（商品名Casgevy）成功治愈镰状细胞病和β-地中海贫血的案例，标志着该领域取得里程碑式突破。造血干细胞的独特挑战造血干细胞(HSCs)的生物学特性既赋予其治疗优势，也带来技术瓶颈。这些成体干细胞具有自我更新和分化为所有血细胞谱系的能力，通过体外编辑后回输可实现终身治愈。然而HSCs的静默状态（quiescence）导致编辑效率低下，而标准治疗方案所需的清髓性预处理（myeloablative conditioning）

  来源：Nature Reviews Drug Discovery

  时间：2025-07-16

• 果蝇Adar蛋白通过调控R-loop稳态维持基因组完整性的非编辑依赖性机制研究

  在生命科学领域，基因组稳定性维持是细胞正常功能的基础。近年来研究发现，R-loop（由RNA-DNA杂交体和置换的单链DNA组成的三链核酸结构）的异常积累与多种人类疾病相关，包括癌症、自身免疫性疾病和神经退行性疾病。然而，关于RNA编辑酶ADAR家族蛋白在R-loop稳态调控中的作用机制仍不清楚。这项发表在《BMC Biology》的研究，由苏州大学基础医学院、上海科技大学生命科学与技术学院等机构的研究人员合作完成，以果蝇为模型系统，揭示了Adar蛋白通过编辑非依赖性方式调控R-loop稳态的新机制。研究人员采用了多项关键技术：通过CRISPR/Cas9构建Adar基因敲除（Adar-/-）和

  来源：BMC Biology

  时间：2025-07-16

• 人类基因组中顺式调控模块靶基因预测及功能类型解析揭示其独特特性

  基因表达调控如同精密的交响乐，而顺式调控模块(CRM)就是指挥家手中的乐谱。在人类基因组中，超过百万个CRM通过增强子(enhancer)和沉默子(silencer)等元件调控基因表达，但长期以来存在三大难题：如何准确预测这些调控元件的靶基因？如何区分它们的功能类型？不同类型的CRM是否存在独特调控特性？这些问题严重阻碍了我们对基因调控网络的理解。为解决这些挑战，来自中国科学院生物物理研究所的研究团队在《BMC Biology》发表了创新性研究成果。该研究开发了相关性-物理邻近性整合方法CAPP，通过分析107种人类细胞/组织类型的染色质可及性(CA)和RNA-seq数据，结合6种细胞类型的H

  来源：BMC Biology

  时间：2025-07-16

• 综述：CRISPR Cas专利档案第三部分：Prime Editing与整合酶变体技术

  Primer: CRSIPR Cas based gene editing methods (Cas9, Cas12a)CRISPR-Cas9技术自问世以来彻底改变了生物技术领域，其依赖双链断裂（DSB）的两种修复机制——同源定向修复（HDR）和非同源末端连接（NHEJ）各具特色。NHEJ因其随机连接特性常用于功能缺失突变，而HDR则能实现精准编辑，但两者均存在基因组不稳定性风险。Prime Editing (David Liu et al., Prime Medicine)2025年生命科学突破奖得主David Liu团队开发的Prime Editing技术另辟蹊径，通过融合蛋白（如nCas

  来源：Journal of Biotechnology

  时间：2025-07-16

• PAXX/Ku相互作用稳定性决定需末端加工的双链DNA断裂修复速率

  在生命活动中，双链DNA断裂（DSB）是最致命的DNA损伤类型，会直接破坏基因组的完整性。面对这种威胁，哺乳动物细胞进化出了两种主要修复机制：需要模板的同源重组（HR）和无需模板的经典非同源末端连接（c-NHEJ）。其中c-NHEJ是静止期细胞修复DSB的主要途径，其缺陷会导致免疫功能障碍和神经元发育异常。尽管科学家已阐明c-NHEJ的基本流程——从Ku异源二聚体识别断裂端，到DNA-PKcs募集，再到PAXX、XLF等辅助因子参与的末端加工，最后通过Ligase IV完成连接——但整个修复过程中是否存在限速步骤仍不清楚。英国医学研究委员会（Medical Research Council）的

  来源：Journal of Biological Chemistry

  时间：2025-07-16

• 果蝇发育过程中组蛋白H3K27去甲基化酶Utx的时空动态调控机制及其表观遗传稳定性研究

  在生命发育的精密交响曲中，组蛋白修饰犹如指挥家手中的乐谱，精确调控着基因表达的节奏。其中，组蛋白H3第27位赖氨酸（H3K27）的甲基化状态被视为基因沉默的"休止符"，而其去甲基化过程则由KDM6家族酶类掌控。果蝇作为模式生物，其基因组中仅存在唯一的H3K27去甲基化酶Utx，这为研究表观遗传调控的分子机制提供了绝佳模型。然而长期以来，科学家们对组蛋白修饰酶自身是否受时空特异性调控知之甚少，特别是在发育过程中如何维持H3K27me2/me3的动态平衡这一关键问题上存在认知空白。为解开这一谜题，来自国防医学院等机构的研究团队在《Insect Biochemistry and Molecular

  来源：Insect Biochemistry and Molecular Biology

  时间：2025-07-16

• 基于CRISPR/Cas12a与熵驱动放大的高灵敏度单细胞电化学发光生物传感器

  在生物医学研究中，单细胞分析正成为揭示细胞异质性的关键手段，但现有技术如流式细胞术和单细胞测序面临灵敏度低、成本高或破坏样本等问题。尤其对于广泛使用的HEK293细胞，其单细胞水平的检测仍存在技术瓶颈。针对这一挑战，无锡市人民医院（Wuxi People's Hospital）的研究团队在《Bioelectrochemistry》发表了一项创新研究，开发出整合多重信号放大策略的电化学发光(ECL)生物传感器。研究采用四大核心技术：光裂解DNA-抗体偶联物实现靶向定位，熵驱动链置换反应(Entropy-driven amplification)触发级联反应，T7 RNA聚合酶介导转录扩增，以及C

  来源：Bioelectrochemistry

  时间：2025-07-16

• 基于滚环扩增与CRISPR/Cas14a纳米酶电化学检测鼻咽癌外泌体miRNA-205的超灵敏生物传感器

  鼻咽癌(NPC)作为高恶性度肿瘤，其早期诊断一直是临床难题。传统检测方法如医学影像和组织活检存在成本高、创伤大等局限，而液体活检中的关键标志物miRNA-205(miR-205)又面临低丰度和基质干扰的检测瓶颈。尽管qRT-PCR等技术已用于外泌体miRNA检测，但依赖昂贵设备且操作繁琐。在此背景下，电化学生物传感器因其高灵敏度、低成本等优势成为研究热点，但如何实现超微量miRNA的精准检测仍是重大挑战。湖北省肿瘤医院等机构的研究团队在《Bioelectrochemistry》发表创新成果，通过整合三种核心技术：具有类辣根过氧化物酶(HRP)活性的铂纳米线/MXene(PtNWs/MXene)

  来源：Bioelectrochemistry

  时间：2025-07-16

• 综述：工程化益生菌在治疗应用中的最新进展

  工程化益生菌在治疗应用中的最新进展Abstract微生物群失调与多种疾病（如肿瘤、代谢和自身免疫性疾病）密切相关。随着合成生物学的发展，工程化益生菌已成为疾病诊断和治疗的新工具。本文综述了工程化益生菌在癌症、胃肠道疾病、感染性疾病和代谢紊乱中的治疗案例，并探讨了其发展中的挑战与机遇。Introduction世界卫生组织（WHO）将健康定义为身体、心理和社会福祉的完满状态。肠道微生物群通过释放短链脂肪酸（SCFAs）、脂多糖（LPS）和胆汁酸（BAs）等活性物质，参与免疫、代谢和黏膜保护等生理调节。益生菌（如乳酸菌和双歧杆菌）已广泛用于食品和医药领域，但工程化改造使其功能远超天然菌株。Engin

  来源：BioDesign Research

  时间：2025-07-16

• 禾本科作物CEPR1功能解析：肽激素识别机制与大麦生长发育调控

  在植物应对环境挑战的复杂调控网络中，C-末端编码肽（CEP）家族及其受体CEPR1（CEP RECEPTOR 1）扮演着关键角色。虽然拟南芥和蒺藜苜蓿中CEP-CEPR1通路已被证实能整合氮素信号与根系发育，但在解剖结构迥异的禾本科作物中，该通路是否具有相似功能仍是未解之谜。这一科学问题的解答对设计养分高效作物品种至关重要——随着全球人口增长和化肥过度使用导致的生态问题加剧，通过优化根系构型（RSA）提升作物资源捕获效率已成为农业研究的焦点。澳大利亚国立大学生物研究院与苏黎世大学的研究团队通过跨物种功能互补实验取得突破性发现。将大麦（Hordeum vulgare）、水稻（Oryza sati

  来源：Journal of Experimental Botany

  时间：2025-07-16

• 综述：利用CRISPR/Cas9技术培育作物生物胁迫抗性

  Abstract全球人口增长与气候变化双重压力下，作物面临病原微生物（真菌、细菌、病毒）、害虫及杂草导致的生物胁迫日益严重。传统育种周期长、效率低，而CRISPR/Cas9系统通过靶向修饰植物基因组，实现了抗性性状的精准快速改良。Main conclusion该技术通过三大策略增强作物抗性：1）敲除宿主感病基因（如OsERF922基因编辑降低稻瘟病易感性）；2）引入外源抗性基因（如Bs2基因赋予细菌性斑点病抗性）；3）调控防御相关信号通路（如JA/SA激素通路）。在抗病毒领域，编辑eIF4E等翻译起始因子可阻断病毒复制；抗虫方面，靶向昆虫关键基因（如CHS几丁质合成酶）的dsRNA表达载体显著

  来源：Planta

  时间：2025-07-16

• 小麦TaWOX14基因功能解析：提升遗传转化与单倍体诱导效率的关键靶点

  在作物育种领域，遗传转化和基因编辑技术是加速品种改良的利器，但小麦等主粮作物的转化效率长期受限于组织再生能力。尽管前人发现WUSCHEL-related homeobox(WOX)基因家族成员TaWOX11能提升转化效率，但该家族其他基因的功能仍属空白。更棘手的是，六倍体小麦的基因组复杂性使得单倍体育种技术发展滞后于玉米等二倍体作物。中国农业科学院作物科学研究所的研究人员瞄准这两个关键问题，对WOX家族中的WUS分支基因展开系统性研究。通过定量PCR分析发现，TaWOX14与已知的TaWOX11具有相似的根系高表达模式，暗示其可能参与再生调控。研究人员构建了包含TaWOX1/4/5/9/10/

  来源：Plant Cell Reports

  时间：2025-07-16

• 生长素响应因子OsARF12通过调控茎向重力性影响水稻叶角

  水稻作为全球最重要的粮食作物之一，其株型改良是提高产量的关键。叶角作为决定株型的重要农艺性状，直接影响植株的光合效率和种植密度。虽然已知油菜素内酯(BR)、赤霉素(GA)等多种植物激素参与调控叶角，但生长素信号通路如何精确调控这一过程的分子机制仍不清楚。武汉大学的研究团队在《Journal of Genetics and Genomics》发表的研究，首次阐明了生长素响应因子OsARF12通过调控茎向重力性影响水稻叶角的新机制。研究人员运用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建osarf12突变体，结合RNA-seq、DAP-seq和双荧光素酶报告系统等关键技术，发现OsARF12在叶枕部位高

  来源：Journal of Genetics and Genomics

  时间：2025-07-15

• 光敏色素互作因子PtoPIF3.1/3.2协同调控毛白杨茎秆伸长与木材形成的分子机制

  在植物发育生物学领域，树木的次生生长（即木材形成）与茎秆伸长的协同调控一直是未解之谜。与草本植物不同，木本植物需要同时协调纵向生长和径向增粗这两个关键发育过程。虽然前人研究已揭示光敏色素互作因子PIFs在拟南芥中抑制维管发育，但这些转录因子在木本植物中的功能却鲜为人知。特别是在全球木材需求持续增长的背景下，解析调控木材形成的分子机制具有重要理论和应用价值。中国的研究人员以我国特有树种毛白杨(Populus tomentosa)为研究对象，聚焦其PIF3同源基因PtoPIF3.1和PtoPIF3.2的功能解析。通过构建过表达株系和CRISPR/Cas9基因编辑突变体，结合外源生长素处理实验，发现

  来源：Journal of Genetics and Genomics

  时间：2025-07-15

• 综述：花生（Arachis hypogaea L.）根系构型在增强气候变化适应性中的作用研究进展——可持续农业与作物韧性生产的视角

  花生根系构型：气候智能型农业的隐藏钥匙花生作物根系构型特征花生（Arachis hypogaea L.）具有典型的直根系结构，由深入土壤的初生根（taproot）和密集的侧根网络组成。这种构型赋予其卓越的水分捕获能力——在干旱条件下，深达2米的初生根可获取深层土壤水分，而侧根表面积可达地上部的5-7倍。值得注意的是，花生根系还具有独特的可塑性（plasticity），在缺水时会主动增加根冠比（root-to-shoot ratio）至1.5:1，并通过木质部导管直径的微调（xylem vessel adjustment）平衡水分运输效率与栓塞风险。气候变化对花生生长的多维冲击全球变暖使花生主产

  来源：Journal of Genetic Engineering and Biotechnology

  时间：2025-07-15

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