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工程化微生物群落实现混合塑料升级回收:基于分工策略的协同生物转化
全球塑料年产量已从1950年的150万吨激增至2020年的3.67亿吨,这种"获取-制造-废弃"的线性塑料经济模式不仅消耗大量化石资源,还加剧了温室气体排放。由于合成聚合物难以自然降解,其产量增长与低效的末端管理相结合,已造成严重的全球塑料污染危机。特别值得注意的是,消费后混合塑料废物由于化学组成复杂且存在批次差异,难以作为生物制造的标准化原料,这成为实现塑料循环经济的核心瓶颈。传统上,利用单一微生物宿主进行塑料升级回收存在明显局限:既要通过复杂的基因改造赋予其降解多种底物的能力,又要平衡目标产物合成途径的代谢负荷。更重要的是,单一菌株对环境扰动高度敏感,难以适应混合塑料解聚产物组分波动的特性
来源:Nature Communications
时间:2025-12-12
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胰岛素信号通路依赖的DAF-16/FOXO核转位脉冲在秀丽隐杆线虫生长中的全身同步性研究
在生命科学领域,胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路是调控机体生长、代谢和寿命的核心通路。当面临饥饿、高温或渗透压变化等不利条件时,该通路的关键转录因子FOXO会从细胞质转移到细胞核内,启动一系列应激反应基因的表达,从而使机体暂停生长以应对挑战。以模式生物秀丽隐杆线虫为例,其唯一的FOXO同源蛋白DAF-16的核定位长期以来被视为胰岛素信号活性的重要指标。然而,一个长期困扰科学家们的谜团是:即使在完全相同的恒定应激条件下,群体中仍有相当大比例的线虫幼虫并未显示出明显的DAF-16核定位。这种个体间的巨大差异暗示着我们对象胰岛素信号这样的核心通路在活体中的动态行为知之甚少。传统的静态观察方法无法捕捉
来源:Nature Communications
时间:2025-12-12
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Ran调控Importinβ表面变构通讯的分子机制
细胞核作为真核细胞的控制中心,其与细胞质之间的物质交换需要通过核孔复合物(NPC)这一精密通道。在这一过程中,Importinβ作为典型的核输入受体,负责将含有核定位信号(NLS)的蛋白质货物转运进入细胞核。这一过程的核心调控者是小型GTP酶Ran,它在细胞核内以Ran-GTP形式富集,在细胞质中以Ran-GDP形式存在。Ran-GTP梯度为核质转运提供了方向性,但几十年来,科学家们一直对两个关键机制感到困惑:Ran-GTP如何降低Importinβ对苯丙氨酸-甘氨酸富集核孔蛋白(FG-nups)的亲和力,从而促进import复合物通过核孔的选择性屏障而不是堵塞核孔?又是如何解离import复
来源:Nature Communications
时间:2025-12-12
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CTCF通过耦联染色质远程环挤出与扩散机制调控免疫球蛋白κ轻链多样性的形成
在B淋巴细胞发育过程中,V(D)J重排是产生抗体多样性的关键环节。这一过程需要RAG核酸酶将分布在数百万碱基对范围内的V、D、J基因片段进行精准重组。特别是在免疫球蛋白κ轻链(IgK)位点,3.2 Mb的基因组区域内分布着100多个Vκ基因片段,它们以正向和反向两种取向排列,分别通过缺失连接和倒位连接方式与Jκ片段重组。这种复杂的重组模式暗示着存在多种基因组折叠机制的协同调控。长期以来,染色质环挤出和扩散被认为是三维基因组组织的两种基本机制。环挤出机制依赖黏连蛋白(cohesin)复合物沿染色质线性移动,形成逐渐增大的环状结构,这种机制具有方向性,特别有利于相同方向的基因片段连接。而扩散机制则
来源:Nature Communications
时间:2025-12-12
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ADNEX-AI:基于超声图像自动提取预测因子的可解释卵巢癌风险分层模型
卵巢癌是全球女性第八大常见癌症,也是致死率最高的妇科恶性肿瘤。在发达国家,卵巢癌的五年生存率仅为30%至50%,这主要是由于约三分之二的患者在确诊时已处于晚期。超声检查因其易得性、安全性和低成本,被国际指南推荐为评估附件包块的首选影像学方法。然而,卵巢肿瘤的良恶性鉴别诊断高度依赖于超声医师的经验水平,不同医师之间的诊断一致性存在较大差异。为了解决这一问题,国际卵巢肿瘤分析(IOTA)小组开发了ADNEX模型,这是一个经过广泛验证的风险预测工具,能够对卵巢肿瘤进行精确的风险分层,并已被整合进超声报告系统和部分厂商的超声设备中。尽管ADNEX模型性能卓越,但其应用仍依赖于超声医师手动测量肿瘤的关键
来源:npj Precision Oncology
时间:2025-12-12
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MBNL1对HIF-1α的转录后调控抑制了胶质母细胞瘤(GBM)中由缺氧驱动的干细胞特性
胶质母细胞瘤(GBM)是成人中枢神经系统最致命的实体瘤之一,其发病机制与肿瘤微环境中的缺氧状态密切相关。最新研究发现,肌blind样蛋白1(MBNL1)通过调控缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)的mRNA稳定性,在抑制GBM干细胞特性中发挥关键作用。这项研究通过患者来源的胶质母细胞瘤干细胞(GSC)模型,系统揭示了MBNL1在缺氧信号通路中的新功能,为开发靶向治疗策略提供了理论依据。### 核心发现解析1. **MBNL1对HIF-1α的调控机制** 研究团队首次证实MBNL1直接结合HIF-1α mRNA的3'非翻译区(3'UTR),通过加速mRNA降解显著降低HIF-1α蛋白水平。
来源:Neoplasia
时间:2025-12-12
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青少年特发性脊柱侧凸的等离子体蛋白质组学特征分析
本研究针对青少年特发性脊柱侧弯(Adolescent Idiopathic Scoliosis, AIS)的分子机制展开大规模蛋白质组学分析,旨在通过血浆蛋白特征揭示疾病进展的生物学基础,并开发新型筛查工具。研究团队收集了304例患者的血浆样本(235例AIS患者、69例健康对照)及67例验证样本(43例AIS、24例健康对照),采用高精度质谱技术结合机器学习方法,系统解析了AIS的蛋白质组特征及其与临床指标的关系。### 一、核心发现与机制解析1. **整体蛋白质谱特征** 通过数据独立采集(DIA)质谱技术,研究发现AIS患者的血浆蛋白谱与正常人群存在显著差异。共鉴定出1,316个
来源:Molecular & Cellular Proteomics
时间:2025-12-12
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偶然性与黏菌:对高分子量蛋白质复合物的视觉研究揭示了聚酮合酶Pks16的结构
本研究以社交 amoeba(念珠菌)为模式生物,通过结合质谱分析与冷冻电镜技术,系统性地解析了其细胞溶体系中三种重要大分子复合体的结构特征,并首次实验测定了该物种聚酮合酶16(Pks16)的三维结构。该研究不仅验证了"shotgun EM"方法在复杂生物样本中解析多蛋白复合体的可行性,更为理解多酶复合体的动态组装机制提供了新视角。一、研究背景与意义1. 念珠菌作为模式生物的独特优势作为真核生物与原核生物之间的过渡类型,念珠菌在细胞信号传导、吞噬作用、细菌感染防御等过程中展现出与哺乳动物高度保守的生物学机制。其基因组包含40个聚酮合酶基因(PKSs),这一数量在真核生物中尤为突出,但具体功能与结
来源:Molecular & Cellular Proteomics
时间:2025-12-12
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基于患者血浆的免疫蛋白质组学研究发现了用于囊性包虫病诊断的新颖棘球绦虫抗原
包虫病免疫组学生物信息学研究进展与临床应用潜力分析包虫病(Echinococcus granulosus)作为人畜共患寄生虫病,其诊断仍面临诸多挑战。本文基于免疫组学生物信息学技术,系统性地解析了包虫囊泡组织蛋白组学特征,并构建了具有临床应用价值的重组抗原诊断体系。研究采用四阶段筛选机制,结合质谱分析与酶联免疫吸附试验(ELISA),最终确定8种新型重组抗原,其诊断效能显著优于现有检测手段。一、研究背景与现状分析包虫病在全球牧区地区发病率持续高位,传统诊断依赖超声影像学检查,存在敏感性不足(早期感染漏诊率达60%以上)、依赖专业设备(单次MRI检查成本达常规血清学检测的5-10倍)等缺陷。虽然
来源:Molecular & Cellular Proteomics
时间:2025-12-12
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用于毛囊发育的皮肤类器官中空间分辨的蛋白质组学图谱分析
本研究通过空间蛋白质组学技术,系统解析了人诱导多能干细胞(hiPSC)来源的皮肤器官模型中毛囊发育全过程的动态蛋白质表达图谱。研究以毛囊形成的关键时间节点(D55至D170)为对象,结合激光显微切割和质谱分析技术,首次构建了毛囊从胚胎期形态形成到成熟衰老的六阶段空间蛋白质组学数据库,揭示了不同发育阶段蛋白质表达谱的时空特征及其功能关联。在方法学层面,研究团队创新性地采用人源化皮肤器官模型进行体外模拟。通过调控Wnt、Notch和Shh等核心信号通路,成功诱导hiPSC分化形成具有完整毛囊结构的类器官。激光显微切割技术精准分离出不同发育阶段(毛芽形成、毛尖形成、毛囊显现、初期成熟、完全成熟、衰老
来源:Molecular & Cellular Proteomics
时间:2025-12-12
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尿路上皮标志物UPK2揭示具有独特分子与组织学特征的侵袭性结直肠癌
在全球范围内,结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)是癌症相关死亡的第二大原因,其治疗策略和预后评估高度依赖于肿瘤的分期、错配修复(Mismatch Repair, MMR)状态以及肿瘤形态学特征。尽管分子分型已经为精准肿瘤学带来了变革,例如针对血管内皮生长因子A(VEGF-A)和表皮生长因子受体(EGFR)的单克隆抗体疗法,但CRC依然具有显著的异质性,约20%的患者在初诊时已发生转移。因此,识别新的、能够更精细划分CRC亚群并预测其临床行为的生物标志物,对于改善患者预后至关重要。近年来,研究人员在探索罕见的侵袭性CRC亚型——微乳头状癌时,意外地发现了一个有趣的现象:一部
来源:British Journal of Cancer
时间:2025-12-12
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“科学趣味日”:让小学生亲近自然与微生物学的契机
英国埃塞克斯大学开展的“科学趣味日”活动(Science Fun Days)针对9至11岁小学生,旨在提升他们对微生物的认知并激发科学兴趣。活动通过实验室实践、户外探索和互动讲座等形式,结合微生物与日常生活、环境的关联性,打破学生对微生物的负面刻板印象(如仅将其视为致病菌)。以下是关键发现与分析:### 一、活动背景与目标英国科学教育体系在小学阶段鲜有系统微生物课程,且多数学生缺乏与科学家的直接接触。后疫情时代,公众对微生物的误解加深,部分学生甚至因卫生顾虑拒绝接触自然环境。埃塞克斯大学自2024年起连续两年举办“科学趣味日”,通过多维度活动设计,将微生物知识融入熟悉主题(如食品、健康、生态)
来源:Microbial Biotechnology
时间:2025-12-12
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利用表达引导性抗菌肽(gAMPs)的生物工程益生菌对核梭杆菌进行精准抗菌治疗
结直肠癌(CRC)的发生与肠道菌群失衡密切相关,其中粪肠球菌(F. nucleatum)作为关键致病菌,通过形成生物膜促进炎症反应和肿瘤进展。针对这一难题,本研究提出了一种新型靶向疗法——通过工程化乳酸乳球菌(L. lactis)分泌结合FomA膜孔蛋白的指导型抗菌肽(gAMPs),在抑制F. nucleatum的同时最大限度保留菌群多样性。该研究为精准抗炎和靶向抗菌提供了创新思路。### 1. 研究背景与科学问题结直肠癌的发病率与F. nucleatum的丰度显著相关,该菌通过FomA膜孔蛋白与人类唾液蛋白Statherin结合,介导口腔和肠道黏膜的黏附与生物膜形成。传统抗生素因广谱杀菌特性
来源:Microbial Biotechnology
时间:2025-12-12
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Akkermansia muciniphila 通过肠道微生物群-IGFBP2/APOA1-肝脏轴缓解奥氮平引起的肝脂肪变性
奥氮平诱导肝脂肪变性的机制与肠道菌群调控研究进展本研究聚焦于第二代抗精神病药物奥氮平诱导的肝脂肪变性机制及其与肠道菌群关联,通过整合临床观察、动物模型和分子生物学研究,揭示了肠道菌群-IGFBP2/APOA1-肝脏轴在疾病发生发展中的关键作用。研究采用多维度方法体系,涵盖人群队列分析、啮齿类动物模型构建、转录组测序及蛋白质表达验证,系统性地阐明了奥氮平代谢毒性作用的新机制。一、临床研究揭示的个体差异特征研究纳入71例长期服用奥氮平(>3个月)的抑郁症患者,依据肝功能生化指标(ALT、AST、GGT)建立肝脂肪变性和非肝脂肪变性的临床分型。数据显示:1. 肝脂肪变组(n=15)患者存在显著代谢异
来源:Microbial Biotechnology
时间:2025-12-12
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BSocial工具解析了具有高度功能性的、促进植物生长的细菌共生群落
本研究聚焦于利用微生物群落的社会行为预测其在生物肥料中的功能效率,通过整合HT-Growth高通量培养技术与BSocial生物信息学工具,系统评估了8种植物生长促进相关微生物(PGPR)的群体互作模式及其功能特性。研究构建了255种微生物群落的完全组合实验体系,涵盖Azospirillum、Bacillus、Bradyrhizobium等属的代表性菌株,旨在揭示微生物多样性对功能稳定性的影响机制。在方法学层面,研究者建立了多维度的评估体系:首先通过HT-Growth技术获取不同群落组合的生长动力学参数(世代数n和生长速率k),进而利用BSocial工具量化每个菌株的群体贡献值,定义其社会行为属
来源:Microbial Biotechnology
时间:2025-12-12
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氟喹替尼通过抑制促肿瘤生长的未成熟髓系细胞群体来打破肿瘤的免疫耐受性
Fruquintinib(弗曲林尼布)作为靶向血管生成和免疫微环境的创新药物,在多种癌症模型中展现出显著的抗肿瘤活性。该研究通过系统性分析Fruquintinib对结直肠癌(MC38、CT26)和乳腺癌(4T1、E0771)的影响,揭示了其对肿瘤血管生成、转移抑制及免疫重塑的多重作用机制,并初步验证了VEGFR3/FLT4/CD310作为预后生物标志物的潜力。### 一、研究背景与核心问题肿瘤微环境中的血管生成和免疫抑制是癌症进展的关键因素。传统抗血管生成药物(如贝伐珠单抗)虽能抑制血管形成,但存在疗效有限和毒副作用明显的问题。VEGFR3( FLT4/CD310)作为淋巴管生成的核心受体,在
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-12-12
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开发一种人源化的小鼠模型来研究移植物抗宿主病(GVHD),以评估人类调节性T细胞的功能
调节性T细胞(Treg)在移植物抗宿主病(GVHD)治疗中的应用正逐步受到关注。这类细胞通过抑制过度免疫反应保护宿主组织,但因其低频率和体外激活后的功能差异,其在体内实际疗效仍存在争议。本研究重点在于构建一种新型人类化小鼠模型,以更精确地评估体外激活策略对Treg体内功能的影响,尤其是针对TNF-α预激活的干预效果。### 模型构建与实验设计研究团队针对现有模型的局限性(如无法区分内源性Treg与外源性Treg)进行了改进。通过选择携带人类HLA-A2抗原的NSG小鼠,并在移植前对供体PBMC进行CD25去除外周血单核细胞(PBMC),成功建立了同时具备异种和同种免疫反应的GVHD模型。该模型
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-12-12
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长新冠患者外周血单个核细胞对病毒模拟物表现I型干扰素高反应性:揭示免疫记忆与疲劳症状的潜在关联
当全球仍在应对新冠肺炎的短期影响时,一种更为隐匿的长期威胁——长新冠(Long COVID, LC)逐渐浮出水面。部分患者在急性感染恢复后数月甚至数年内,持续遭受疲劳、认知障碍和运动后不适等症状困扰,严重影响生活质量。尽管这种现象日益普遍,但其背后的生物学机制却如同迷雾般难以捉摸。科学家们推测,免疫系统的长期失调可能是关键因素,特别是机体对抗病毒的核心武器——I型干扰素(IFN-I)系统可能出现了异常反应。以往研究表明,先天免疫细胞能够通过表观遗传记忆保存对既往感染的"记忆",导致再次遇到类似刺激时产生过度反应。这种"训练免疫"现象是否存在于长新冠患者中?SARS-CoV-2感染是否会使得免疫
来源:Journal of Clinical Immunology
时间:2025-12-12
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巨噬细胞对缺氧的适应:代谢、迁移和吞噬作用
### 氧张力调控巨噬细胞功能与牙周炎免疫调控机制研究解读#### 一、研究背景与科学问题牙周炎作为全球最常见的慢性口腔疾病,其病理核心在于微生物失衡与宿主免疫异常的恶性循环。尽管已有研究证实牙周袋内存在显著缺氧环境(氧张力约2%),但关于低氧条件对巨噬细胞功能重塑的具体机制尚未明确。本研究通过建立2%氧张力模型,系统解析低氧环境下巨噬细胞代谢重构、迁移模式转变及抗菌能力调控的分子机制,为开发靶向氧响应的牙周炎治疗策略提供理论依据。#### 二、研究创新点1. **建立临床相关低氧模型**:首次采用2%氧张力(与牙周袋实际氧浓度匹配)进行巨噬细胞功能研究,突破传统20%氧张力培养体系的局限性。
来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology
时间:2025-12-12
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基于squirrel工具的MPXV暴发检测与基因组分析:APOBEC3突变重建助力人畜共患病传播追踪
当猴痘病毒(MPXV)在2022年引发全球性暴发时,它已悄然在人群中传播了至少六年。这种拥有约20万个碱基对的大型双链DNA病毒,其基因组中的低复杂度区域和重复序列给测序分析带来巨大挑战。更关键的是,病毒在人际传播过程中会积累宿主APOBEC3酶介导的特异性突变,这成为区分人畜共患传播与持续人际传播的重要分子标志。然而,现有的分析工具难以有效处理MPXV特有的分析需求,包括分支特异性比对、APOBEC3突变重建等专业分析。目前MPXV的多样性已划分为四个分支:Clade Ia、Ib、IIa和IIb,其中Clade IIb拥有最多的基因组数据。尽管MPXV早在1958年就被发现,但直到2017年
来源:Virus Evolution
时间:2025-12-12