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综述:可编程基因组工程与基因修饰在植物生物设计中的应用
DNA靶向模块的演进从早期蛋白导向的锌指核酸酶(ZFN)和转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)到RNA引导的CRISPR-Cas系统,基因组编辑技术经历了革命性变革。CRISPR-Cas9通过sgRNA的灵活设计实现靶向切割,但其NGG PAM限制促使开发出SpCas9-NG等变体以扩展靶向范围。超紧凑型Cas12f(仅400-700氨基酸)和噬菌体衍生的CasΦ进一步解决了大蛋白递送难题。值得注意的是,祖先RNA引导核酸酶如TnpB和IscB通过靶标相邻基序(TAM)识别机制,为植物基因组工程提供了无PAM限制的新选择。转录调控工具箱将失活Cas9(dCas9)与效应域融合可实现精准基因调
来源:Plant Communications
时间:2025-06-26
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TAS-seq技术实现亚细胞单链腺苷图谱分析:信号肽辅助腺苷脱氨的新方法
RNA分子在生命活动中扮演着关键角色,其功能不仅取决于序列信息,更与动态变化的二级结构密切相关。传统RNA结构研究方法面临诸多挑战:化学标记法难以区分特定亚结构,区室分离技术无法获取完整RNA信息,单细胞水平研究更是空白。这些限制严重阻碍了对RNA生命周期中结构动态变化的理解,特别是在不同亚细胞区室中的结构重塑过程。西湖大学的研究团队在《Cell Reports Methods》发表创新性研究,开发了TAS-seq技术。该技术通过信号肽引导工程化脱氨酶TadA-8e靶向特定亚细胞区室(细胞核、胞质和内质网膜),利用酶促反应标记单链腺苷,实现了全转录组水平的RNA结构动态分析。研究发现TAS-s
来源:Cell Reports Methods
时间:2025-06-26
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果蝇胚胎发育中NF-κB/Dorsal抑制因子IκBα/Cactus的时空动态研究揭示形态发生梯度调控新机制
在生命最初的奥秘中,胚胎如何通过精确的分子信号完成复杂体轴构建始终是发育生物学的核心问题。果蝇(Drosophila)作为模式生物,其背腹轴(DV)形成依赖于Dorsal(DI)蛋白梯度——这个脊椎动物NF-κB同源转录因子如同分子标尺,通过核内浓度差异激活不同靶基因。然而这个精密系统的调控机制存在关键谜团:传统认为细胞质抑制剂Cactus(Cact,即IκBα同源物)仅通过结合DI阻止其入核,但数学模型预测核内Cact可能扩展DI梯度动态范围,这一假说长期缺乏直接证据。Texas A&M大学Gregory T. Reeves团队在《iScience》发表的研究突破了这个技术瓶颈。研究
来源:iScience
时间:2025-06-26
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PEG10在头颈部鳞状细胞癌中的促瘤功能及其诱导抗肿瘤辅助性T细胞的免疫原性研究
头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)作为全球第六大常见恶性肿瘤,其治疗面临严峻挑战。尽管免疫检查点抑制剂(ICI)的出现为部分患者带来希望,但总体响应率仅约20%。这种困境促使科学家寻找更有效的免疫治疗靶点。近年来,癌症-胎盘抗原(CPA)因其在正常组织中受限表达而在肿瘤中异常高表达的特性,成为肿瘤免疫治疗研究的热点。其中,父系表达基因10(PEG10)作为胎盘发育关键基因,在多种癌症中显示出促瘤作用,但其在HNSCC中的功能及免疫治疗潜力尚未阐明。日本旭川医科大学的研究团队通过多维度研究揭示了PEG10在HNSCC中的关键作用。他们首先通过66例口咽癌患者的组织样本分析,发现30.3%病例存在PE
来源:Cancer Immunology, Immunotherapy
时间:2025-06-26
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小麦RNA病毒递送系统实现无转基因无组织培养的稳定遗传基因组编辑
基因组编辑领域迎来突破性进展!科学家们巧妙改造大麦黄条点花叶病毒(BYSMV)——一种负链RNA病毒,构建出新型递送系统。该系统创新性地将具有细胞间运输功能的转移RNA(tRNA)序列与CRISPR-Cas9组件融合,像特洛伊木马般将基因编辑工具精准送达小麦腋芽分生组织的生长点。令人振奋的是,这套被命名为ViGET的系统能在分蘖形成前完成编辑,新生分蘖中三个同源等位基因同时产生突变。更妙的是,后代幼苗完全摆脱了病毒载体,却稳定保持着双等位或纯合突变特征。考虑到BYSMV能感染26种单子叶植物,这项技术犹如为作物育种装上了"万能钥匙",既能绕过繁琐的组织培养过程,又摆脱了转基因争议,为粮食作物改
来源:Nature Plants
时间:2025-06-26
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综述:荧光原位杂交信号放大技术的创新
Abstract荧光原位杂交(FISH)作为检测细胞、组织切片乃至三维器官中核酸序列的关键技术,通过互补探针与靶序列结合实现定位分析。传统FISH因灵敏度不足难以检测低丰度靶标,而新兴技术如RNA Scope、PLISH和SABER通过信号放大机制显著提升了准确性与灵敏度,为疾病诊断(如ALK基因重排)和基础研究开辟新路径。Introduction从1969年放射性探针的首次应用(Gall和Pardue)到1977年荧光标记(Rudkin和Stollar)的革新,FISH技术逐步发展为基因表达图谱和病原体检测的金标准。其核心优势在于保留空间信息,广泛应用于细胞遗传学、病毒感染及产前诊断等领域。
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汉逊酵母DL-1精准基因组编辑与多拷贝整合工具的开发及其在β-胡萝卜素和角鲨烯高效合成中的应用
在工业生物技术领域,非传统酵母因其独特的代谢特性成为替代大肠杆菌和哺乳动物细胞的重要生产平台。汉逊酵母(Hansenula polymorpha) DL-1作为耐高温(50°C)甲基营养型酵母,能利用木糖和甲醇等非粮原料,具备高密度发酵优势,但其强NHEJ修复机制和有限的遗传工具严重制约了代谢工程改造。尽管近缘菌株NCYC 495和CBS4732已建立成熟工具,但DL-1因系统发育距离较远且工业适用性突出,亟需专属技术体系突破瓶颈。0.05)。基于rDNA(25拷贝)和Ty元件的多拷贝整合系统,配合截短URA3启动子(11 bp)和Cre-loxP标记回收,经三轮迭代使β-胡萝卜素产量从0.2
来源:Synthetic and Systems Biotechnology
时间:2025-06-26
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茄子SmWRKY26通过诱导自噬正向调控低温耐受性的分子机制解析
在热带作物种植领域,茄子(Solanum melongena L.)因其营养价值高而广受欢迎,但这个"怕冷"的蔬菜却常常在低温胁迫下"瑟瑟发抖"——叶片萎蔫、光合停滞、细胞膜损伤,最终导致严重减产。尽管WRKY转录因子家族已被证明是植物应对环境胁迫的"分子开关",但它们在茄子抗寒中的具体作用仍是个未解之谜。更引人关注的是,近年研究发现自噬(autophagy)这一细胞"清洁工"可能与WRKY蛋白协同作战,但相关机制在茄子中仍是空白。江苏省农业科学院的研究团队通过系统研究,首次揭开了茄子SmWRKY26转录因子的抗寒密码。研究人员采用多组学联用策略,通过亚细胞定位、转录激活活性检测确认SmWRK
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-06-26
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枯草芽孢杆菌SS17基因组草图解析:一种具有潜力的对虾益生菌候选株
科研团队从孟加拉国Satkhira地区虾场采集的健康斑节对虾肠道中,分离出一株能高效水解淀粉、酪蛋白和胆盐的菌株SS17。通过Illumina MiSeq平台进行全基因组测序(覆盖度281×),采用SPAdes软件进行多k-mer值(21/33/55/77)组装,获得4.04Mb基因组草图,GC含量43.7%,包含57个contig(N50=490,687bp)。基因组注释揭示该菌株含有4,251个基因,包括82个tRNA和33个rRNA。通过OrthoANIu分析证实其与枯草芽孢杆菌相似度达98%。特别值得注意的是,antiSMASH预测到表面活性素(surfactin)、杆菌溶素(baci
来源:Microbiology Resource Announcements
时间:2025-06-26
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综述:基于纳米颗粒的食源性病原体检测:应对基质挑战、进展及食品安全未来展望
纳米颗粒检测技术的崛起传统培养法和PCR检测食源性病原体面临耗时(24-72小时)、基质干扰等瓶颈。纳米颗粒凭借超高比表面积和可修饰特性,使检测限突破至1 CFU/mL级。金纳米颗粒(AuNPs)通过聚集显色可在20分钟内检出沙门氏菌,而磁性纳米颗粒(MNPs)能从复杂基质中高效富集目标菌,解决脂肪/蛋白质吸附干扰的核心痛点。金属纳米颗粒的检测革命AuNPs因其独特的局域表面等离子体共振(LSPR)效应成为明星材料。最新开发的纸基传感器通过抗体偶联AuNPs,对大肠杆菌O157:H7的检测限达5 CFU/mL。银纳米颗粒(AgNPs)则发挥双功能优势:SERS检测单增李斯特菌时灵敏度达75 C
来源:Food Chemistry: X
时间:2025-06-26
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基因组工程与长读长测序技术揭示乳腺癌细胞mRNA中m5C表观转录组的分子特征与调控机制
在癌症研究领域,RNA修饰正成为调控基因表达的新维度。其中5-甲基胞嘧啶(m5C)作为mRNA重要修饰,通过"writer"(写入酶)、"eraser"(擦除酶)和"reader"(阅读蛋白)的动态调控,影响mRNA稳定性、剪接和翻译过程。然而,传统检测方法如亚硫酸氢盐测序存在RNA降解、假阳性等问题,且m5C在乳腺癌中的全转录组分布特征和功能机制尚不明确。针对这一科学问题,Konstantina Athanasopoulou等研究人员在《Functional & Integrative Genomics》发表研究,首次绘制了乳腺癌分子亚型的m5C全转录组图谱。研究团队采用CRISPR
来源:Functional & Integrative Genomics
时间:2025-06-26
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综述:探索产色素链霉菌作为合成色素替代来源的多样性、生物合成及生物技术应用
Abstract健康与环境问题推动了对合成色素天然替代品的迫切需求。放线菌纲(Actinomycetia)的链霉菌属(Streptomyces)因其丰富的色素产物和生物活性成为研究焦点。本综述整合了产色素链霉菌的生态分布规律、次级代谢产物合成机制及其分类学意义,特别关注CRISPR/Cas9技术对沉默生物合成基因簇(BGCs)的激活策略,为色素产量提升提供新思路。关键色素类别与生物活性链霉菌产生的色素具有显著结构多样性:黑色素(melanin):具紫外线防护和自由基清除能力,适用于化妆品与防晒剂灵菌红素(prodiginine):含吡咯环结构,展现抗癌(如抑制HCT-116结肠癌细胞)和抗疟活
来源:World Journal of Microbiology and Biotechnology
时间:2025-06-26
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综述:MXene纳米酶与CRISPR/Cas系统在双模式传感器中的应用
Characteristics of MXeneMXene是一种类石墨烯结构的二维过渡金属碳/氮化物,通过选择性刻蚀MAX相(化学式Mn+1AXn,n=1-4)中的A相层制备而成。其表面富含-OH、-O等亲水基团,比表面积可达1500 m2/g,为天然酶固定和纳米酶制备提供理想载体。例如,Ti3C2Tx MXene可通过静电作用吸附辣根过氧化物酶(HRP),催化显色底物TMB产生双信号输出。ComponentsCRISPR/Cas系统由CRISPR序列和Cas蛋白组成。CRISPR序列包含前导序列(AT富集区)、重复序列(含5-7 bp回文结构)和间隔序列(源自病原体DNA)。Cas9蛋白通过
来源:Microchemical Journal
时间:2025-06-26
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靶向NHEJ通路与放疗的合成致死效应:DNA-PK抑制剂peposertib增强TP53突变型SHH髓母细胞瘤放射敏感性的突破性研究
髓母细胞瘤是儿童最常见的恶性脑肿瘤,其中SHH激活亚型伴TP53突变(TP53-mutant SHH-MB)患者预后极差,5年生存率不足20%。这类肿瘤对常规放疗表现出显著抵抗,且治疗后易局部复发,成为临床治疗的重大挑战。传统疗法如增加放疗剂量会导致严重神经毒性,而靶向SHH通路的药物对TP53突变亚型无效。更棘手的是,Li-Fraumeni综合征患者的种系TP53突变还会诱发二次肿瘤。面对这一"双重困境",寻找基于肿瘤生物学特性的精准放射增敏策略迫在眉睫。多伦多大学医院病童医院的Alexandria DeCarlo和Vijay Ramaswamy团队在《Cell Reports Medici
来源:Cell Reports Medicine
时间:2025-06-25
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综述:赋能农杆菌:三元载体系统作为植物转化和基因组编辑的新武器
Abstract植物转化技术的持续革新对农业遗传改良至关重要。三元载体系统作为突破性创新,通过克服关键生物屏障显著增强农杆菌(Agrobacterium)介导的植物转化。与传统二元载体不同,三元系统整合了辅助毒力基因和免疫抑制因子,成功将顽固作物(如玉米、高粱、大豆)的稳定转化效率提升1.5-21.5倍,扩大了植物基因工程的宿主范围。其与CRISPR/Cas等基因组编辑技术的融合,正推动精准育种进入新纪元。Introduction21世纪农业面临人口增长与气候变化的双重压力,基因组编辑和植物转化技术成为关键解决方案。CRISPR/Cas系统实现了作物DNA的精准修饰,而农杆菌介导的转化技术自1
来源:Biotechnology Advances
时间:2025-06-25
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基于高通量图像筛选揭示突触形成调控因子的研究
神经系统的正常功能依赖于精确的突触连接,而突触形成(synaptogenesis)的分子机制尚未完全阐明。虽然已知细胞粘附分子(CAMs)如neuroligin-1(NLGN1)在突触组装中起关键作用,但调控这些分子的功能网络仍不清楚。传统研究方法受限于通量,难以系统解析突触形成的复杂调控网络。针对这一科学问题,来自Broad研究所和麻省理工学院的研究团队开发了创新的高通量筛选平台,相关成果发表在《Cell Reports》上。研究人员主要运用了三种关键技术:1)光学池化筛选(OPS)技术,实现数百万单细胞的基因型-表型匹配;2)异源突触形成实验系统,将HEK293细胞与海马神经元共培养;3)
来源:Cell Reports
时间:2025-06-25
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m6A甲基化调控SLC22A3表达在乳腺癌干预中的保护机制研究
乳腺癌作为全球女性发病率最高的恶性肿瘤,其分子机制研究始终是肿瘤学领域的焦点。尽管激素受体状态和HER2表达已为临床分型提供依据,但表观遗传调控在乳腺癌发生发展中的作用仍存在大量未知。近年来,RNA甲基化修饰(m6A)被证实可通过影响mRNA稳定性、剪接和翻译等过程参与肿瘤进程,然而其与溶质载体家族22成员3(SLC22A3)的相互作用机制尚未阐明。中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》发表的研究中,首次系统揭示了m6A甲基化通过正向调控SLC22A3表达发挥乳
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease
时间:2025-06-25
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基于CRISPR/Cas12a系统的"一锅法"快速检测发热伴血小板减少综合征病毒(SFTSV)新平台
发热伴血小板减少综合征(SFTS)是由蜱传SFTS病毒引起的急性传染病,死亡率高达30%,目前尚无特效治疗方法。早期准确诊断对疾病防控至关重要。传统PCR检测需要精密仪器,而现有等温扩增技术如LAMP和RPA存在假阳性率高的问题。CRISPR/Cas系统虽具有超高特异性,但传统两步法操作易导致交叉污染。这些技术瓶颈严重制约了SFTSV在基层医疗机构的快速筛查能力。舟山市岱山县疾病预防控制中心的研究团队在《Virology Journal》发表研究,创新性地将RPA扩增与CRISPR/Cas12a检测整合至单管反应体系,开发出可在恒温条件下45分钟完成的一步法检测平台。该技术靶向SFTSV S基
来源:Virology Journal
时间:2025-06-25
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靶向表观遗传编辑印记控制区培育可育雄源小鼠
哺乳动物的生命起始于卵母细胞与精子的融合,受精卵携带来自父母双方的两套基因组。雄源生殖(androgenesis)作为一种仅依赖雄性遗传物质产生后代的方式,在哺乳动物中难以实现,这被归因于基因组印记(genomic imprinting)——一种导致基因单等位表达的表观遗传机制。最新突破性研究通过CRISPR表观基因组编辑技术,对7个关键印记控制区(Imprinting Control Regions, ICRs)进行等位特异性DNA甲基化重塑。研究人员将两个精子注入去核卵母细胞构建二倍体胚胎,并利用原型间隔序列邻近基序(protospacer adjacent motif, PAM)设计向导
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-06-25
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番茄SlWRKY75通过地上-地下组织差异调控增强干旱耐受性的机制研究
研究背景与意义干旱已成为威胁全球农业生产的首要自然灾害,仅1998-2017年间就造成1240亿美元经济损失。番茄作为世界性经济作物,其产量与品质受干旱影响尤为显著。植物应对干旱的复杂机制涉及地上与地下组织的协同调控,而WRKY转录因子家族在其中扮演关键角色。既往研究发现,拟南芥AtWRKY75能负调控根系发育,但其同源基因在番茄中的功能尚未阐明。更引人注目的是,黄花蒿AaGSW2(WRKY75同源物)特异调控腺毛发育,暗示该家族成员可能具有组织特异性功能分化。上海交通大学农业与生物学院的研究团队通过多学科交叉手段,系统解析了番茄SlWRKY75在干旱响应中的"地上抑制-地下促进"双重调控机制
来源:Plant Physiology and Biochemistry
时间:2025-06-25