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  • 番茄系统素信号通路中PLL2依赖的激活机制揭示植物抗虫防御的独特调控路径

    在植物与植食性昆虫的长期博弈中,番茄进化出了一套精妙的防御系统,其中系统素(systemin)作为首个被发现的植物信号肽,扮演着"危险警报"的关键角色。这个由18个氨基酸组成的小肽,就像植物界的"紧急求救信号",能在遭受虫害时迅速激活防御反应。然而,尽管科学家们早已知道系统素通过SYR1受体激酶传递信号,但其下游特异的信号转导机制却始终笼罩在迷雾中,特别是它如何区别于其他免疫途径激活独特的抗虫防御反应。来自德国霍恩海姆大学等机构的研究团队在《Nature Plants》发表重要成果,揭示了Poltergeist-Like2(PLL2)磷酸酶在系统素信号通路中的核心作用。研究发现,系统素通过SY

    来源:Nature Plants

    时间:2025-07-05

  • 水稻新型钼转运蛋白OsDISMO1调控钼元素源库分配的分子机制

    钼(Mo)作为植物必需的微量元素,是钼辅因子(Moco)的核心组分,参与硝酸还原酶(NR)等关键酶的活化。然而在酸性土壤中,钼的生物有效性显著降低,导致作物减产。虽然已知硫酸盐转运蛋白(SULTR)家族成员MOT1/2参与钼吸收,但植物体内钼元素长距离转运的分子机制仍存在重大知识空白。特别是在水稻等禾本科作物中,钼如何从衰老叶片(源)向籽粒(库)转运的调控网络尚未阐明。东京大学的研究团队通过离子组学筛查,从水稻品种"一目惚"的EMS突变体库中筛选出籽粒钼含量倍增的突变体1003_a。通过四年表型验证和遗传定位,研究人员将候选基因锁定在1号染色体上编码TauE家族蛋白的LOC_Os01g5771

    来源:Rice

    时间:2025-07-05

  • 综述:蚕豆(Vicia faba L.)的营养潜力与农业可持续性开发

    蚕豆:解锁营养潜力与农业可持续性摘要蚕豆(Vicia faba L.)因其高蛋白含量(20%-41%)、丰富的矿物质(铁、锌)和维生素(叶酸),成为北美可持续农业和植物基蛋白市场的潜力作物。然而,其含有的蚕豆嘧啶葡萄糖苷(vicine和convicine)可诱发G6PD缺乏症患者的溶血性贫血(蚕豆病favism),限制了广泛应用。本文综述了v-c的遗传调控、健康风险及 mitigation 策略,为安全开发蚕豆资源提供科学依据。1. 引言蚕豆是全球最早驯化的作物之一,年种植面积超640万英亩。其蛋白质含量是大多数豆类的两倍,且具有固氮能力,可减少合成肥料使用。但v-c通过水解生成有毒糖苷配基(

    来源:Current Research in Food Science

    时间:2025-07-05

  • 综述:超越产甲烷作用:生物技术与生物医学研究中的甲烷八叠球菌(Methanosarcina mazei)

    Abstract甲烷八叠球菌(Methanosarcina mazei)作为代谢多面手,其4.1 Mbp基因组编码的独特酶系使其能利用乙酸(acetate)、甲醇(methanol)、甲基胺(methylamines)及H2/CO2等多种底物。在极端环境(高盐、高氨)中的生存优势,使其成为厌氧生物修复(如重金属 sequestration)的理想候选。基因操作工具箱CRISPR-Cas系统与吡咯赖氨酰-tRNA合成酶(pyrrolysyl-tRNA synthetases)的联用,实现了古菌特异的密码子扩展(codon expansion)。诱导型启动子(inducible promoters

    来源:Systems Microbiology and Biomanufacturing

    时间:2025-07-05

  • 综述:茉莉酸作为植物逆境耐受调节剂的作用机制与农业应用

    Abstract茉莉酸(JA)作为关键植物激素,在植物应对盐碱(Na+/Cl-)、干旱、极端温度及重金属毒害等非生物胁迫中发挥核心作用。园艺作物因其对环境胁迫的高度敏感性,成为JA介导抗逆机制研究的理想模型。JA的生理调控网络JA通过双重机制增强植物抗性:1)快速响应层面,诱导气孔关闭减少水分流失,同时激活超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)清除活性氧(ROS);2)长期适应层面,促进渗透调节物质(脯氨酸、多胺)积累以维持细胞膨压。实验数据显示,外源JA处理可使番茄叶片脯氨酸含量提升2-3倍,显著缓解盐胁迫导致的生物量下降。分子机制与农业应用在基因层面,JA通过激活MYC2等转录因子

    来源:Journal of Crop Health

    时间:2025-07-05

  • 囊泡相关膜蛋白关联蛋白GhVAP1调控棉花纤维发育的分子机制研究

    棉花作为全球最重要的经济作物之一,其纤维品质直接影响纺织工业的发展。棉花纤维发育是一个复杂的单细胞分化过程,其中伸长和次生壁增厚阶段对纤维长度和强度起决定性作用。尽管已知多种基因参与调控,但囊泡运输和细胞骨架动态在纤维发育中的精确调控机制仍不清楚。尤其值得注意的是,内质网(ER)与质膜(PM)接触位点(ER-PM contact sites)作为新兴的物质运输通道,其关键调控因子VAP蛋白在植物中的功能研究仍十分有限。中国农业科学院棉花研究所的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表的研究,首次系统揭示了棉花VAP家族基因特征,并聚焦GhVAP1基因的功能解

    来源:Industrial Crops and Products

    时间:2025-07-05

  • 利用CRISPR基因编辑技术重编程内源基因实现CAR-T细胞肿瘤靶向递送细胞因子的突破性研究

    在肿瘤免疫治疗领域,CAR-T细胞疗法虽然在血液系统恶性肿瘤中取得了显著成效,但在实体瘤治疗中仍面临三大挑战:免疫抑制性肿瘤微环境(TME)、肿瘤抗原异质性以及CAR-T细胞向肿瘤部位的归巢障碍。其中,通过工程化改造使CAR-T细胞分泌促炎细胞因子的"装甲型"策略虽展现出潜力,却因细胞因子的全身性表达导致严重毒性。此前临床研究中,基于NFAT启动子的IL-12装甲CAR-T细胞疗法(NCT01236573)就因严重毒性而提前终止,凸显了开发更精准调控系统的迫切需求。为解决这一关键问题,来自Peter MacCallum癌症中心等机构的研究团队在《Nature》发表了创新性研究成果。研究人员采用

    来源:Nature

    时间:2025-07-04

  • 肿瘤定向表达A1R增强CAR-T细胞功能并提高实体瘤疗效的机制研究

    在肿瘤免疫治疗领域,CAR-T细胞疗法虽在血液肿瘤中成效显著,却在实体瘤治疗中屡屡受挫。究其原因,肿瘤微环境(TME)中高浓度的细胞外腺苷(eADO)通过激活T细胞表面的A2A受体(A2AR)引发cAMP积累,导致T细胞功能抑制。更棘手的是,传统A2AR阻断策略虽能缓解抑制,却无法逆转信号传导。面对这一困境,Peter MacCallum癌症中心的研究团队独辟蹊径,提出通过表达反向信号受体A1R来重编程腺苷应答,相关成果发表于《Nature Communications》。研究采用CRISPR/Cas9介导的同源定向修复技术,将A1R基因敲入NR4A2启动子下游,实现肿瘤抗原依赖的时空特异性表

    来源:Nature Communications

    时间:2025-07-04

  • β-连环蛋白通过非转录机制调控原始条带形成中的细胞存活:揭示早期谱系分化的新机制

    在胚胎发育的起始阶段,原始条带的形成标志着原肠胚形成的开始,这一过程中细胞命运决定与细胞死亡的平衡至关重要。尽管已知β-连环蛋白(β-catenin)在原始条带形成中发挥核心作用,但其在细胞存活调控中的非经典功能仍属未知。中国科学院和同济大学的研究团队通过人类胚胎干细胞(hESCs)分化模型,揭示了β-catenin通过非转录机制维持细胞存活的新机制。研究采用CRISPR/Cas9基因编辑构建β-catenin缺陷hESCs,结合RNA测序、蛋白质互作分析和功能回复实验,发现PS诱导早期出现的短暂性细胞死亡高峰与β-catenin积累动态相关。β-catenin缺陷导致mTORC1异常激活,通

    来源:Cell Death Discovery

    时间:2025-07-04

  • m6A去甲基化酶ALKBH5通过上调MANF增强肾细胞癌内质网应激抵抗的分子机制研究

    肾细胞癌(RCC)作为成人最常见的肾脏恶性肿瘤,其发病率逐年上升且对常规治疗易产生耐药性,其中约80%为透明细胞肾细胞癌(ccRCC)。这类肿瘤的特征性事件是VHL基因的缺失或突变,但VHL缺失如何驱动肿瘤进展的详细机制尚未完全阐明。值得注意的是,VHL缺失会导致错误折叠蛋白积累并引发内质网应激(ER stress),而肿瘤细胞却能够通过未折叠蛋白反应(UPR)逃逸由此引发的凋亡,这种适应性生存策略背后的分子机制成为研究焦点。中山大学附属第一医院的研究团队通过单细胞转录组分析发现,神经胶质细胞源性神经营养因子(MANF)在RCC中异常高表达。进一步研究揭示,m6A去甲基化酶ALKBH5通过降低

    来源:Cell Death & Disease

    时间:2025-07-04

  • 从DNA编辑到RNA调控:CRISPR与Mega-CRISPR的技术突破与应用前景

    基因编辑领域迎来重大技术革新!传统CRISPR-Cas9系统虽能精准切割DNA,却难以实现RNA层面的调控。最新研发的Mega-CRISPR系统通过改造核酸酶结构,成功将作用靶点扩展至信使RNA(mRNA)分子,这意味着科学家们现在能像编辑基因组那样精确调控基因表达过程。这项突破性技术采用双重引导机制:gRNA负责靶标定位,而经过工程化改造的Cas蛋白则展现出前所未有的RNA剪切活性。实验数据显示,新系统对目标RNA的编辑效率高达92%,且脱靶率低于0.1%。更令人振奋的是,Mega-CRISPR成功应用于β-地中海贫血等单基因遗传病的细胞模型,为开发"可逆式"基因疗法开辟了新途径。技术亮点在

    来源:Current Gene Therapy

    时间:2025-07-04

  • 弓形虫表面抗原SAG1通过介导宿主细胞黏附增强IFNγ刺激环境下的生存适应性

    弓形虫表面抗原SAG1介导IFNγ刺激环境下的生存优势与黏附机制ABSTRACT弓形虫(Toxoplasma gondii)作为专性细胞内寄生原虫,其表面抗原SAG1在多项CRISPR/Cas9筛选研究中被鉴定为IFNγ压力下的关键生存因子。研究团队通过构建SAG1敲除株(Δsag1),发现该突变株在IFNγ刺激的人包皮成纤维细胞(HFFs)中形成噬斑的面积缩减至野生型的34.8%,噬斑数量减少80.5%。深入机制研究表明,SAG1通过识别宿主细胞表面唾液酸维持高效黏附,这一作用在IFNγ重塑的膜微环境中尤为关键。INTRODUCTION弓形虫全球血清阳性率约25%,其致病性依赖于宿主细胞入侵

    来源:Infection and Immunity

    时间:2025-07-04

  • 全基因组CRISPR敲除筛选揭示ATF1作为HIV基因表达的转录激活因子及其在病毒潜伏调控中的双重机制

    CRISPR KO筛选鉴定ATF1为HIV基因表达的激活因子全基因组CRISPR敲除筛选在CD4+ T细胞中发现,激活转录因子1(ATF1)的sgRNA在HIV潜伏细胞中显著富集。Western blot证实ATF1在HIV活跃感染的细胞中表达升高,而在潜伏状态下降低。这一发现提示ATF1可能通过调控病毒转录影响HIV潜伏状态。ATF1表达调控的功能验证通过构建ATF1敲除(KO)和过表达(OE)的Jurkat T细胞模型,研究发现ATF1缺失使HIV-LTR驱动的GFP表达降低4倍,而过表达则提升8倍。在Tat存在时,ATF1仍能进一步放大Tat的转录激活效应,但其作用主要依赖Tat非依赖性

    来源:mBio

    时间:2025-07-04

  • 乳酸副干酪乳杆菌中Cas9非依赖性tracrRNA的细胞毒性机制研究

    在基因组编辑领域,CRISPR-Cas9系统因其精准的DNA切割能力已成为革命性工具。然而,当这些系统被引入非原生宿主时,常常面临意想不到的挑战。其中,来自化脓链球菌(Streptococcus pyogenes)的Cas9(SpyCas9)蛋白的细胞毒性已被广泛报道,但其他系统组分的潜在毒性却鲜为人知。这项由Helmholtz感染研究中心等机构完成的研究,首次揭示了CRISPR-Cas9系统中一个被忽视的"暗物质"——转激活CRISPR RNA(tracrRNA)的独立毒性作用。研究人员主要采用了以下关键技术方法:1) 质粒构建与细菌转化,通过系列质粒设计解析毒性元件;2) Northern

    来源:microLife

    时间:2025-07-04

  • 综述:肌强直性营养不良的分子遗传学及治疗方法的演变

    引言肌强直性营养不良(DM)作为最常见的成人型肌营养不良症,以骨骼肌症状(肌强直、进行性肌萎缩)和多系统受累为特征。DM1由DMPK基因3'非翻译区CTG重复扩增(>50次)引发,而DM2源于CNBP基因内含子1的CCTG扩增(>75次)。新生儿筛查显示DM1实际发病率可能高达1/1786,远超既往认知。临床分型包括先天型、青少年型、成人型和晚发型,典型表现为"斧头脸"面容、远端肌无力及心脏传导异常。多系统症状涵盖认知障碍(前额叶功能受损)、胰岛素抵抗、白内障等,其严重程度常超越肌肉症状本身影响患者生存质量。分子遗传学机制DM1的CTG重复呈现显著的体细胞不稳定性:白细胞中重复数约

    来源:Journal of Human Genetics

    时间:2025-07-04

  • 墨西哥Zapotitlan盐谷分离的Halomonas salifodinae菌株A2的基因组测序与比较基因组分析揭示其与Bisbaumannia属的密切系统发育关系及生物技术潜力

    在墨西哥特瓦坎-奎卡特兰山谷的极端盐碱环境中,蕴藏着独特的微生物资源。这片被国际自然保护联盟(IUCN)认证的生物多样性热点区域,其Zapotitlan盐谷的水体盐度高达10%,pH值达9.8,孕育了大量适应极端条件的微生物。其中,中度嗜盐菌Halomonas salifodinae因其出色的渗透调节能力和合成高价值相容性溶质(如ectoine)的潜力,成为生物技术领域的研究热点。然而,随着基因组学技术的发展,传统基于16S rRNA的分类方法已难以满足精确分类需求,特别是Halomonadaceae科内多个属的系统发育关系存在争议,亟待通过全基因组数据进行厘清。为解析这一科学问题,墨西哥国立

    来源:Extremophiles

    时间:2025-07-04

  • 综述:CRISPR/Cas13介导的甲型流感和SARS-CoV-2病毒感染在体外和体内模型中的抑制研究进展

    Abstract全球每年因严重流感和COVID-19导致的死亡病例约100万例。开发有效的抗病毒治疗策略至关重要。CRISPR/Cas13系统通过特异性靶向降解病毒RNA,显著降低病毒滴度,成为潜在解决方案。尽管Cas13核酸酶发现时间较短,但已在细胞培养中展现出高效的病毒转录抑制能力。近年来mRNA技术的进步与非病毒递送系统的优化,使得CRISPR/Cas13在动物模型中的应用成为现实。本综述分析了CRISPR/Cas13作为抗病毒剂在细胞和动物模型中的实验研究,并探讨了该系统的改进方向,为病毒性疾病治疗提供了前景与挑战的全面评估。病毒威胁与治疗困境甲型流感病毒(IAV)与SARS-CoV-

    来源:Biochemistry (Moscow)

    时间:2025-07-04

  • 综述:植物抗病毒生物技术途径:CRISPR-Cas还是RNA干扰?

    Abstract 基因组编辑技术CRISPR-Cas与RNA干扰(RNAi)已成为植物抗病毒研究的重要工具。这两种技术通过不同分子机制实现病毒防御:CRISPR-Cas系统通过向导RNA(gRNA)引导Cas核酸酶靶向切割病毒DNA/RNA基因组,而RNAi则通过小干扰RNA(siRNA)介导病毒mRNA降解。在模式植物和农作物中,二者均展现出对单链/双链DNA病毒(如菜豆金色花叶病毒)和正/负链RNA病毒(如黄瓜花叶病毒)的广谱抑制作用。 技术原理对比 CRISPR-Cas9通过形成RNA-蛋白复合物识别PAM序列(5'-NGG-3')实现DNA双链断裂,其衍生系统如CRISPR-Ca

    来源:Biochemistry (Moscow)

    时间:2025-07-04

  • FAF2作为过氧化物酶体稳态与饱和脂质反应的双功能调控因子:揭示脂毒性与细胞器功能的新机制

    在代谢性疾病中,饱和脂肪酸(SFA)如棕榈酸(PA)的积累会导致细胞脂毒性,引发内质网应激、氧化损伤甚至细胞死亡。尽管已知细胞通过脂质储存或去饱和等途径应对SFA,但SFA代谢与细胞器功能间的关联仍是未解之谜。尤其值得注意的是,不同细胞类型对脂毒性的响应存在显著差异,而这一现象的机制尚未系统阐明。此外,过氧化物酶体作为脂质代谢的关键细胞器,其功能失调与多种疾病相关,但调控其稳态的双功能因子仍待探索。为回答这些问题,Broad Institute的研究团队在人类上皮细胞中开展了全基因组CRISPR敲除筛选,结合多组学分析,首次发现Fas相关因子家族成员2(FAF2)是过氧化物酶体稳态与SFA响应

    来源:SCIENCE ADVANCES

    时间:2025-07-03

  • 结直肠癌微环境中C1QC+巨噬细胞-CD4+T细胞空间互作机制揭示免疫治疗响应新靶点

    研究背景与意义结直肠癌(CRC)作为全球第三大高发癌症,其转移性病例(mCRC)的五年生存率仅为14%。尽管免疫检查点抑制剂(ICIs)革新了癌症治疗格局,但微卫星稳定型(MSS)CRC患者响应率不足20%,甚至微卫星不稳定型(MSI)患者也有半数无应答。这种"免疫治疗悖论"背后,肿瘤微环境(TME)的空间拓扑结构如何调控免疫应答,成为亟待破解的黑箱。研究设计与技术方法浙江大学附属第一医院团队联合多中心,对25例接受免疫治疗的mCRC患者(含MSS/MSI亚型)开展多维度研究:1)成像质谱流式(IMC)构建单细胞空间图谱(314,774个细胞);2)空间转录组(9例)和空间蛋白质组(50个RO

    来源:Cell Discovery

    时间:2025-07-03


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