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  • 靶向长链非编码RNA MEG3以调节内质网应激和自噬:一种基于CRISPR/Cas9的策略,在急性肾损伤(AKI)向慢性肾病(CKD)转变过程中发挥作用

    本研究聚焦于急性肾损伤(AKI)向慢性肾病(CKD)转变过程中,长链非编码RNA(lncRNA)MEG3在内质网应激(ER stress)与自噬(autophagy)之间的调控作用。AKI是一种由于缺氧、感染或肾毒性药物等引起的肾功能迅速下降的病理状态,而CKD则是一种以肾功能逐渐丧失为特征的慢性疾病,最终可能导致严重的健康问题。AKI向CKD的转变通常涉及持续的炎症反应、肾小管细胞凋亡、间质纤维化以及上皮-间质转化(EMT)等复杂机制,然而目前对其具体的发病机制仍缺乏深入理解。近年来的研究表明,AKI向CKD转变过程中,细胞的不适当修复主要由持续的内质网应激和受损的自噬机制驱动。内质网应激是

    来源:Evolving Earth

    时间:2025-11-22

  • 基于基因组语言模型的功能性从头基因的语义设计

    ### 基因组语言模型的语义设计近年来,随着生成式人工智能技术的快速发展,其在生物学领域的应用潜力日益凸显。生成式基因组模型能够在设计复杂生物系统方面发挥重要作用,但如何控制这些模型以生成具有特定功能的新型序列仍然是一个挑战。本文介绍了一种名为Evo的基因组语言模型,该模型通过利用基因组的上下文信息,实现了以功能为导向的序列设计,从而能够探索基因组序列空间中尚未被发现的新区域。这种设计方法被称为“语义设计”,它通过学习原核基因之间的语义关系,使得基因组语言模型能够基于给定的功能上下文生成具有相关功能但序列多样性高的新基因。#### 语义设计的核心原理在自然语言处理中,分布语义理论认为,词义可以

    来源:Nature

    时间:2025-11-21

  • CRISPR代谢工程双效提升镰刀菌蛋白营养与可持续性

    随着全球人口持续增长和饮食结构变化,传统畜牧业正面临严峻的可持续发展挑战。畜牧业不仅占据约40%的农业用地,更贡献了全球温室气体排放量的14.5%。这种环境压力与日益突出的粮食安全问题,共同加速了人们对替代蛋白源的探索。在众多替代蛋白中,源自Fusarium venenatum(镰刀菌)的真菌蛋白(Mycoprotein,MP)展现出独特潜力,已在美国、欧盟和澳大利亚等多个国家和地区获准用于人类消费。生命周期评估(LCA)数据表明,以糖为基础的MP相较于传统动物蛋白具有显著环境优势,能降低约80%的温室气体排放和超过90%的土地使用。然而,一个显著的研究空白依然存在:工业规模MP生产的环境影响

    来源:TRENDS IN Biotechnology

    时间:2025-11-21

  • Cas12a辅助的split crRNA复合物(CASCADE):一种用于多样化实体分析检测的通用型平台

    CRISPR-Cas系统作为细菌适应性免疫机制,近年来已发展成为革命性的分子生物技术工具,特别是在基因组编辑和分子诊断领域展现出巨大潜力。其中,II类CRISPR系统中的Cas12a(又称Cpf1)因其独特的双链DNA/单链DNA(dsDNA/ssDNA)序列特异性识别能力,以及激活后对ssDNA的非特异性反式切割(trans-cleavage)活性,已成为新一代生物传感平台的核心技术。然而,尽管Cas12a在核酸检测方面表现出色,其应用范围却长期局限于核酸靶标,对于RNA、小分子、蛋白质等非核酸目标的检测仍面临挑战,这严重限制了其作为通用检测平台的发展潜力。传统的Cas12a检测系统依赖于完

    来源:Nucleic Acids Research

    时间:2025-11-21

  • 工程化染色质阅读器MCPH1-BRCT实时追踪活细胞和动物体内DNA损伤动力学

    基因组稳定性是维持生命活动的基础,然而内源性和外源性因素不断引发DNA损伤,其中双链断裂(DSBs)是最具破坏性的损伤类型之一。细胞通过激活DNA损伤应答(DDR)信号通路,招募修复蛋白至损伤位点。在这个过程中,组蛋白H2AX的C端尾部会发生磷酸化,形成γH2AX,它作为信号平台引导修复因子的时空招募。尽管γH2AX是DNA损伤的重要标志物,但现有检测方法主要依赖固定细胞抗体染色,无法实现活体动态监测,这严重限制了我们对DNA修复动力学的理解。为了解决这一技术瓶颈,乌得勒支大学的研究团队在《Nature Communications》发表了创新性研究成果。他们开发了一种工程化染色质阅读器(eC

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-21

  • 使用BreakTag对基因组编辑核酸酶活性进行多级表征

    摘要BreakTag是一种可扩展的下一代测序方法,用于在多个层面上无偏地表征可编程核酸酶和引导RNA。该方法能够识别脱靶位点、评估核酸酶的活性,并分析切割模式。在基于Cas9的基因编辑中,切割模式与插入/缺失修复的结果存在机械性关联。该过程依赖于Cas9和引导RNA(以核糖核蛋白形式存在)对基因组DNA的切割,随后富集由CRISPR核酸酶在靶标和非靶标序列上产生的平末端和交错双链断裂。通过下一代测序和BreakInspectoR数据分析,可以高效地表征Cas核酸酶的活性、特异性、原间隔区相邻基序的频率以及切割模式。首先,我们详细描述了用于识别CRISPR脱靶位点和多层面表征工程化Cas变体的B

    来源:Nature Protocols

    时间:2025-11-21

  • 内在的NPRL2和NPRL3蛋白调控B细胞恶性肿瘤对CAR-T细胞治疗的敏感性

    在癌症免疫治疗领域,CAR-T细胞疗法已成为治疗B细胞恶性肿瘤的重要手段之一。这种疗法通过将患者的T细胞进行基因工程改造,使其表达能够特异性识别肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR),从而增强其对癌细胞的杀伤能力。然而,尽管CAR-T疗法在临床中取得了显著成果,但仍存在部分患者对治疗反应不佳或出现耐药性,这限制了其在更广泛人群中的应用。因此,理解肿瘤细胞对CAR-T疗法产生抵抗的内在机制,对于提高治疗效果和克服耐药性至关重要。本研究通过结合CRISPR/Cas9全基因组筛选技术与临床数据,揭示了NPRL2和NPRL3在调控肿瘤细胞对CAR-T细胞毒性反应中的关键作用。研究团队在B细胞急性淋巴细胞白血

    来源:Journal of Genetics and Genomics

    时间:2025-11-21

  • 综述:将CRISPR-dCas系统有效转移到多种微生物中的策略

    CRISPR-dCas工具在快速操作和分析微生物生命树中的基因功能方面具有广泛的应用。然而,尽管这些工具在理论上适用于多种物种,但最初是为模型细胞系和模式生物优化的CRISPR-dCas工具通常仍需要大量修改才能在特定的微生物中发挥作用。本文回顾了不同版本的CRISPR-dCas在微生物中的应用,以及这些技术的应用情况。我们还讨论了在开发和应用CRISPR-dCas系统时遇到的常见障碍及解决方法。最后,我们提出了一些改进措施,这些措施可能有助于提高为非模式微生物开发的CRISPR-dCas工具的适用性。

    来源:ACS Synthetic Biology

    时间:2025-11-21

  • 连接纤毛、应激反应与蛋白质稳态异常:RPGRIP1视网膜类器官的变异评估与治疗策略新视角

    在遗传性视网膜疾病(IRD)的庞大谱系中,莱伯先天性黑蒙(LCA)是一类在婴幼儿期即导致严重视力损伤的罕见病,其中RPGRIP1基因突变约占5%-7%。RPGRIP1编码的蛋白质位于光感受器连接纤毛(CC),如同一座精密桥梁,连接着负责蛋白质合成的内节(IS)与执行光转换功能的外节(OS)。当RPGRIP1功能失常,蛋白质运输受阻,光感受器逐渐退化,患者最终陷入黑暗。然而,临床诊断面临巨大挑战:在ClinVar数据库中,近一半RPGRIP1变异被归类为“临床意义未明”(VUS),尤其是占VUS84%的错义变异(MS),因其难以通过传统手段评估致病性,阻碍了患者获得精准诊断和参与基因治疗临床试验

    来源:Stem Cell Reports

    时间:2025-11-21

  • 综述:MAP激酶与气孔调控:最新研究进展与未来展望

    亮点丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联反应整合了发育、激素和环境信号,以调节气孔的形态、运动和免疫反应。MAPK通路介导干旱/脱落酸(ABA)、高温、低温、H2S、红光、化学物质和CO2等信号的传递,从而根据物种特性精细调节气孔动态,凸显了物种在应对压力方面的进化差异。MAPK级联反应通过活性氧(ROS)的产生、Ca2+信号传导、水杨酸(SA)信号传导以及有机酸的分泌来激活气孔的免疫反应,同时在不同物种间表现出对病原体的抗性差异。新兴工具如基于人工智能(AI)的激酶预测技术、单细胞组学分析,结合CRISPR/Cas9基因编辑技术以及利用保卫细胞特异性启动子,可以用于调控MAPK级联反应,从而为

    来源:TRENDS IN Plant Science

    时间:2025-11-21

  • 水稻稻瘟病病原体的效应蛋白AvrPib通过靶向Raf样蛋白激酶OsMAPKKK72来抑制MAPK信号通路,从而破坏植物的抗病性

    植物与病原体之间的相互作用是植物防御机制的重要组成部分。为了有效抵御病原体的侵害,植物已经进化出一套复杂的免疫系统,其中包括由模式识别受体(PRRs)介导的模式触发免疫(PTI)和由内质网(NLR)受体识别病原体效应子而启动的效应触发免疫(ETI)。这些免疫反应通常包括活性氧(ROS)爆发、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的激活、钙离子(Ca²⁺)流入以及胼胝质沉积等,这些过程在抑制病原体侵袭中发挥着关键作用。在植物免疫系统中,MAPK级联反应是一个核心的信号传导机制。典型的MAPK级联通常由一个MAPK激酶激酶(MAPKKK/MEKK)、一个MAPK激酶(MPKK/MKK)和一个MAPK组成。

    来源:Journal of Integrative Plant Biology

    时间:2025-11-21

  • METTL3介导m6A修饰调控小鼠胚胎干细胞中转座子与2C样程序诱导的作用机制研究

    在生命科学的广阔图景中,胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells, ESCs)因其无限自我更新和多向分化的潜能,一直是再生医学和发育生物学研究的焦点。然而,维持这种“多能性”状态的精细调控网络,尤其是表观遗传层面的机制,仍有许多未解之谜。其中,N6-甲基腺苷(m6A)作为信使RNA上最丰富的化学修饰之一,由甲基转移酶样蛋白3(METTL3)主导催化,被发现在基因表达调控中扮演关键角色。近年来,研究显示m6A修饰与一类特殊的基因组“流浪者”——转座子(Transposable Elements, TEs)的沉默密切相关,而TEs的异常激活又与一种具有更强发育潜能的“2C样状态”(2C

    来源:Cell Regeneration

    时间:2025-11-21

  • 综述:油菜遗传改良的简要历程:从传统育种到基因组编辑

    在过去的几十年中,油菜(Canola)经历了从一种工业用途的作物向全球重要的食用油种子作物的转变。这一转变主要得益于持续的遗传改良和生物技术突破。最初,油菜因其高芥酸和高硫苷含量而主要用于工业用途,如润滑剂生产。然而,通过经典的育种方法,20世纪70年代成功培育出“双低”油菜品种,显著降低了芥酸和硫苷含量,从而使其成为安全且营养的食用油作物。随后,杂交品种的引入大幅提高了种子产量,而诱变育种和分子标记辅助选择则进一步优化了诸如倒伏抗性、病害抗性和成熟期等农业性状。近年来,基因编辑技术,尤其是CRISPR/Cas9,为油菜的性状改良提供了更精确的手段,显著增强了荚裂抗性和油分组成。这一回顾性分析

    来源:Physiologia Plantarum

    时间:2025-11-21

  • 掌握控制Leptinotarsa decemlineata性发育的基因开关

    昆虫的性别决定是一个在早期胚胎发育中至关重要的过程,它不仅决定了个体的性别方向,还影响着成年后形态、生理和行为上的性别差异。昆虫作为地球上最多样化的动物群体,其性别决定机制也呈现出惊人的多样性。这些机制包括基于性染色体组成的遗传性别决定、母体遗传、单倍体-二倍体系统以及环境影响等因素。其中,遗传性别决定,特别是具有明确性染色体系统的模式,是昆虫中最保守且普遍存在的机制。以果蝇(*Drosophila melanogaster*)为例,其性别决定依赖于X染色体与常染色体的比例,即X:A比值。当X:A比值较高时,会启动女性发育路径,而当该比值较低时,则导致男性发育。在鞘翅目昆虫中,如* Tribo

    来源:Insect Biochemistry and Molecular Biology

    时间:2025-11-21

  • 基于QTL定位和组学分析的卷心菜裂头抗性候选基因研究

    石向段|姚苗国|林登|齐帅康|常宝申|肖航学|俊玲窦|东明刘|森阳|兴平张|云登|华宇朱|永东孙|卢明杨河南农业大学园艺学院,中国郑州4500046摘要光合作用是高等植物合成营养物质的主要途径,提高光合作用效率可以显著增加作物产量和果实品质。叶色突变体是研究叶绿体发育和光合作用机制的理想材料,在田间作物中已被广泛研究。然而,关于其在西瓜中的应用的研究仍然有限。在本研究中,我们从EMS诱变西瓜突变体库中鉴定出一个黄绿色表型突变体PKH352。PKH352的叶绿素含量和最大光化学效率显著降低。遗传分析表明,该突变性状由一个名为Clygp(Citrullus lanatus yellow-green

    来源:Journal of Insect Physiology

    时间:2025-11-21

  • 利用eVLP介导的Cas9递送技术预防胰岛移植中的免疫排斥反应(IBMIR)

    在当前医学研究中,胰岛移植作为一种有效的β细胞替代疗法,已被广泛应用于治疗1型糖尿病(T1DM)的临床实践。然而,这一疗法的成功率长期受到“即时血介导的炎症反应”(IBMIR)的严重限制。IBMIR是移植过程中,胰岛细胞与血液接触后迅速引发的一系列炎症反应,包括凝血级联反应、补体系统激活以及先天免疫应答,最终导致胰岛移植物的快速丧失。这种反应的发生机制涉及多个关键分子,其中组织因子(Tissue Factor, TF)和纤溶酶原激活物抑制剂-1(Plasminogen Activator Inhibitor-1, PAI-1)被认为是IBMIR的核心驱动因子。TF是凝血反应的启动者,其在胰岛表

    来源:Small

    时间:2025-11-21

  • 可靶向基因组CRISPR筛选揭示KEAP1/NRF2轴调控PD-L1表达的新机制

    在肿瘤免疫治疗领域,程序性死亡配体1(PD-L1)在癌细胞表面的表达是帮助肿瘤逃避免疫清除的关键机制。当细胞毒性T细胞释放干扰素γ(IFNγ)等炎症因子时,癌细胞会快速上调PD-L1,进而通过结合T细胞上的PD-1受体抑制其活性。尽管PD-1/PD-L1抑制剂在部分癌症中取得显著疗效,但多数患者仍存在原发性或获得性耐药。因此,揭示PD-L1表达的深层调控机制,尤其是寻找可药物靶向的通路,已成为当前研究的焦点。为系统筛选调控PD-L1表达的关键基因,美国西北大学Feinberg医学院的Fidan Seker-Polat、Mazhar Adli团队在《Communications Biology》

    来源:Communications Biology

    时间:2025-11-21

  • 整合转录组学和磷酸蛋白质组学分析揭示了水稻中SnRK1信号网络的关键组成部分

    SnRK1蛋白激酶在植物中扮演着至关重要的角色,它属于进化上保守的SNF1/AMPK蛋白激酶家族,主要负责根据能量状态协调植物的生长与细胞代谢。SnRK1在饥饿和其他应激条件下被激活,通过磷酸化其靶蛋白,调节植物的代谢和生理活动。在水稻中,SnRK1的三个功能性激酶α亚基基因OsSnRK1αA、OsSnRK1αB和OsSnRK1αC,分别对应Os05g0530500/LOC_Os05g45420、Os03g0289100/LOC_Os03g17980和Os8g0484600/LOC_Os08g37800。研究发现,OsSnRK1αB和OsSnRK1αC在序列上具有较高的同源性(88.2%基因组

    来源:Plant Direct

    时间:2025-11-21

  • 基于MOF载体信号探针和CRISPR/Cas12a切割技术的电化学生物传感平台,用于微小RNA的灵敏检测

    微小RNA(miRNA)表达的失调与多种人类疾病相关,包括癌症,因此开发高灵敏度的miRNA检测方法对于癌症的早期诊断至关重要。在这项研究中,我们通过整合DNA门控金属-有机框架(MOF)信号探针、双链特异性核酸酶(DSN)辅助的信号放大技术以及CRISPR/Cas12a系统,构建了一种用于miRNA检测的电化学生物传感平台。基于锆的MOF UiO-66-NH2被设计为用于捕获亚甲蓝(MB)的纳米载体,单链DNA(ssDNA)被固定在MOF表面作为“门控剂”,以控制MB分子的释放。在目标miRNA存在的情况下,目标miRNA会引发DSN的循环放大反应,并抑制CRISPR/Cas12a启动子DN

    来源:Analytical Chemistry

    时间:2025-11-21

  • 一种基于微流控芯片的电化学生物传感器,与CRISPR/Cas12a结合使用,用于同时检测食源性病原体

    金黄色葡萄球菌(S. aureus)和沙门氏菌经常共同污染食品,对健康构成严重威胁。我们开发了一种微流控电化学生物传感器,能够在65分钟内同时检测这两种病原体。该芯片的上层集成了样品加载、重组酶聚合酶扩增(RPA)以及基于CRISPR/Cas12a的识别技术。反应产物进入一个检测腔室,该腔室配备了一个由单壁碳纳米角–聚吡咯–金纳米粒子(SWCNHs–ppy–AuNPs)修饰的三电极系统,其中单链DNA探针作为信号报告分子。当目标病原体被识别时,Cas12a会切割这些探针,释放出电活性分子并降低电流。该传感器对金黄色葡萄球菌(1.06 × 101–1.06 × 107 CFU/mL)和沙门氏菌(

    来源:Analytical Chemistry

    时间:2025-11-21


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