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  • 大肠杆菌丝状体屈曲不稳定性调控Min蛋白振荡系统及细胞分裂位点选择的力学-化学耦合机制

    在充满挑战的自然环境中,细菌常遭遇抗生素、营养缺乏等应激,触发一种神奇的生存策略——丝状化(filamentation)。这种状态下,大肠杆菌(Escherichia coli)像被施了"停止分裂咒语"般疯狂伸长,形成比正常细胞长数十倍的丝状体。虽然这种形态变化帮助细菌熬过艰难时期,却也带来新的难题:细长如面条的细胞如何抵抗机械力?更关键的是,当危机解除后,这些"超级细胞"又如何精准找回分裂位点,变回正常大小?这些涉及力学与生物化学对话的谜题,正是Marta Nadal团队在《Nature Communications》发表的最新研究要解答的核心问题。研究人员采用多学科交叉策略,结合微流控活细

    来源:Nature Communications

    时间:2025-09-09

  • 基于时间序列特征提取与机器学习的震颤表型分化研究

    Abstract震颤作为最常见的运动障碍,其临床诊断依赖于对细微运动特征的解读。特发性震颤(ET)和帕金森病(PD)震颤的鉴别常因表型重叠而困难。本研究通过多中心合作,采集414例患者的加速度计数据(158 ET, 172 PD探索集;30 ET, 54 PD验证集),结合标准化震颤特征与机器学习(ML)驱动的海量高阶特征提取,实现了疾病分层优化和机制探索。BackgroundET被认为起源于小脑,表现为双侧姿势性或动作性手部震颤,偶见静止性震颤;而PD震颤通常静止时显著,与基底节和丘脑-皮质环路相关。传统分类系统依赖临床表型,但误诊率高达30%-50%,亟需客观生物标志物。Methods研究

    来源:Movement Disorders

    时间:2025-09-09

  • PARP抑制剂在HRR功能健全的去势抵抗性前列腺癌中诱导独特转录程序的机制研究与临床意义

    PARP抑制剂在HRR功能健全CRPC中的独特作用机制前列腺癌(PCa)作为男性第二大致死癌症,在非裔美国人(AA)群体中表现出更高的发病率和死亡率。这项研究通过多组学方法系统揭示了PARP抑制剂(PARPi)在HRR功能健全的去势抵抗性前列腺癌(CRPC)模型中的独特作用机制。PARP1表达与种族差异的临床发现研究团队首先通过组织微阵列(TMA)分析了94例前列腺癌样本的PARP1蛋白表达和PARylation活性。结果显示在欧裔美国人(EA)样本中,PARP1表达和PARylation活性随着疾病进展(Gleason评分升高)显著增加;而在非裔美国人(AA)样本中,这种相关性明显减弱。这一

    来源:Molecular Oncology

    时间:2025-09-09

  • 综述:靶向巨噬细胞治疗疾病的可行性:CEBPD的作用

    1 引言巨噬细胞作为先天免疫的核心细胞,参与组织稳态维持和疾病进程。其异质性导致临床靶向治疗困难,而转录因子CEBPD因其低基础表达和刺激快速诱导的特性成为关键调控因子。CEBPD通过靶基因调控巨噬细胞功能,在多种疾病中发挥重要作用,为疾病治疗提供新思路。2 CEBPD的上游与下游调控网络上游调控:CEBPD的表达受转录因子(AP-1、CREB)、RNA结合蛋白(HuR)、microRNA(如let-7c)和泛素化酶(FBXW7α)等多层次调控。PI3K/MAPK通路促进其核转位激活转录功能。下游靶基因:已鉴定35个靶基因,涉及炎症(CCL20、IL-6)、氧化应激(NOX-1)、物质转运(A

    来源:Frontiers in Immunology

    时间:2025-09-09

  • 植物病毒病症状发育的分子机制与生态意义:从致病机理到农业防控

    植物病毒症状发育的奥秘与生态博弈1.症状发育的双重理论模型植物病毒作为专性寄生病原体,每年造成全球300亿美元农业损失。关于症状形成机制,存在两种竞争性理论:竞争性疾病模型认为病毒与宿主争夺资源导致生理紊乱,而互作性疾病模型强调特定病毒组分与宿主因子的相互作用。现代研究证据更支持后者,特别是病毒编码的症状决定因子(symptom determinants)通过精确靶向宿主通路诱发症状的现象。2.症状发育的分子机制图谱2.1 发育程序的病毒劫持病毒通过多重策略干扰植物发育:RDV病毒P2蛋白同时靶向水稻OsIAA10(auxin信号)和OsKO(赤霉素合成);TYLCV病毒C4蛋白与RLD蛋白互

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 种子瘿线虫与产毒细菌的互作机制及年度黑麦草中毒症的研究进展

    种子瘿线虫与产毒细菌的致命联盟在澳大利亚广袤的牧场上,一种奇特的跨界病原系统正在威胁着畜牧业安全。种子瘿线虫(Anguina spp.)与革兰氏阳性细菌Rathayibacter toxicus形成的致病复合体,通过产生tunicaminyluracil类抗生素(又称corynetoxin),在牧草种子中制造"生化武器",导致采食牲畜的成批死亡。这种被称为年度黑麦草中毒症(ARGT)的综合征,已造成澳大利亚超过3700万美元的经济损失和50万头牲畜死亡。病原体的奇妙旅程疾病循环始于微小的种子瘿线虫二期幼虫(J2)。这些长度不足1毫米的线虫携带R. toxicus细菌,侵入正在发育的牧草种子。在

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物相关细菌VI型分泌系统的功能演化与生态学意义:从分子机制到农业应用

    VI型分泌系统(T6SS)是革兰氏阴性菌特有的接触依赖性武器系统,其结构演化充满模块化特征。膜复合体(TssJLM)与收缩鞘(TssBC)的组装借鉴了噬菌体尾部与IV型分泌系统的元件,而PAAR结构域尖刺和Hcp管状结构则实现效应蛋白定向投递。植物病原菌(如农杆菌C58)和共生菌(如根瘤菌)通过T6SS部署多样效应蛋白:核酸酶Tde1通过GxxxG模体穿透 prey 细胞膜,Rhs多态毒素通过DUF4150结构域实现模块化毒性,而铁载体效应蛋白TepC则兼具营养获取与竞争双重功能。生态互作呈现高维度复杂性。在叶片表面(叶际),T6SS介导的"岩石-剪刀-布"式竞争维持群落多样性;根际环境中,酸

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物病原肠杆菌目细菌的坏死营养机制与宿主特异性:两类细菌性坏死营养体的比较研究

    植物病原肠杆菌目细菌的坏死营养机制与宿主特异性两类细菌性坏死营养体的比较研究引言肠杆菌目(Enterobacterales)包含重要的人类病原体(如大肠杆菌Escherichia coli)和植物病原体,其中坏死营养型细菌通过杀死植物细胞获取营养,造成严重农业损失。这类病原体演化出两种截然不同的侵染策略:软腐果胶杆菌科(SRPs)依赖分泌植物细胞壁降解酶(PCWDEs),而Pantoea属则通过产生磷酸盐植物毒素(phosphonate phytotoxins)致病。软腐果胶杆菌科的致病性Dickeya和Pectobacterium属包含12和18个已知物种,寄主范围覆盖50%以上的被子植物。

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物防御机制20年研究进展:生物营养型与坏死营养型病原体的抗性机制对比与演变

    2.   WHAT DO GENOMES OF BIOTROPHS AND NECROTROPHS TELL US?基因组测序揭示了生物营养型和坏死营养型病原体的关键差异。生物营养型病原体(如锈菌、白粉菌)丢失了细胞壁降解酶(CWDEs)和次级代谢基因,但富含分泌效应蛋白基因以实现" stealth infection"。而坏死营养型(如Botrytis、Fusarium)则扩张了CWDEs、活性氧(ROS)相关基因及坏死诱导蛋白(NLPs)的基因簇。半生物营养型病原体(如Phytophthora)在生活史转换时表现出阶段性基因表达特征:生物营养期分泌效应蛋白,坏死期激活CWDEs。3.  

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 水稻抗白叶枯病持久抗性策略:基于病原菌致病机制的遗传改良路径

    病原菌致病机制与抗性基因互作Xanthomonas oryzae pv. oryzae(Xoo)通过分泌系统(如T3SS)和效应蛋白(如TALe)劫持水稻糖转运蛋白(SWEET),其中OsSWEET11/13/14是核心靶点。TALe通过结合效应元件(EBE)激活SWEET表达,促进病原菌营养获取。抗性基因如xa5(编码OsTFIIAγ5)通过干扰TALe功能阻断SWEET诱导,而xa13/xa25/xa41则通过EBE天然变异阻断TALe结合。病原菌种群地理分布与抗性谱亚洲和非洲的Xoo种群呈现显著差异:亚洲菌株(如菲律宾PXO99)携带PthXo1靶向OsSWEET11,而非洲菌株(如Ma

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 禾本科小麦族抗病基因谱系解析与抗性育种应用研究

    禾本科小麦族抗病基因的多样性谱系模式识别受体:植物免疫的第一道防线小麦族作物通过细胞表面受体激酶(RK)感知病原相关分子模式(MAMP)。例如小麦WAKL家族基因Stb6通过识别病原菌效应蛋白AvrStb6触发气孔关闭防御;而大麦Rcs5位点的Sbs1/Sbs2 WAK受体则被双极菌效应蛋白劫持导致感病性。CRK亚家族成员Stb16q通过富含半胱氨酸的胞外域抑制病原菌气孔穿透,其抗性等位基因已通过合成小麦技术导入栽培品种。NLR免疫受体:植物与病原的分子军备竞赛42个克隆的NLR基因占小麦族抗病基因的55%,其中Sr35通过形成五聚体抗病小体直接识别柄锈菌效应蛋白AvrSr35。多倍化加速了N

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物MLO蛋白的多重功能解析:从白粉病易感性到钙信号通路的分子机制

    1. MLO生物学及其历史简介MLO基因最早因大麦隐性突变体对白粉病(PM)的广谱抗性而被发现。1997年HvMLO的克隆揭示其作为宿主易感因子,通过功能缺失突变赋予抗病性。该家族蛋白具有七跨膜结构域(7TMs)和C端钙调素结合域(CAMBD),在植物界高度保守。近十年研究突破发现MLOs还参与根系触形态发生(thigmomorphogenesis)、生殖发育等过程,尤其近期证实其钙通道活性为多功能性提供了分子基础。2. MLO系统发育与表达模式的功能关联MLOs在开花植物中分为7个进化枝(Clade I-VII),其中Clade IV/V主要调控免疫(如白粉病易感性),Clade I-III

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物应激反应中的翻译调控机制:从分子基础到生物工程应用

    1. 引言植物通过翻译调控快速响应生物与非生物胁迫(如病原体、干旱)。不同于转录调控,翻译直接控制蛋白质合成,其复杂性体现在mRNA特征、核糖体动态和空间定位的协同作用。近年技术进步(如Ribo-Seq、空间组学)揭示了植物特有的调控策略,例如通过uORFs(上游开放阅读框)和IRES(内部核糖体进入位点)实现胁迫诱导的翻译重编程。2. 经典翻译调控机制真核翻译起始依赖5′ m7GpppN帽结构和eIF4F复合体(含eIF4E、eIF4A、eIF4G)。植物独有的eIF(iso)4F复合体在胁迫下优先翻译防御mRNA。延伸阶段由eEF1α/eEF2调控,终止则由eRF1/3介导。植物还通过TO

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 广宿主谱坏死营养型真菌效应蛋白的分子机制与病害防控新策略

    广宿主谱坏死营养型真菌的致病武器库坏死营养型真菌病原体(NFPs)根据宿主范围可分为广宿主谱(如核盘菌Sclerotinia sclerotiorum和灰葡萄孢Botrytis cinerea)和宿主特异性(如小麦叶枯病菌Parastagonospora nodorum)两类。这些真菌通过分泌效应蛋白操纵宿主生理过程,其中广宿主谱NFPs的效应蛋白靶向植物中高度保守的蛋白如病程相关蛋白PR1、细胞色素b-c1复合体亚基QCR8等,通过破坏线粒体功能或抑制免疫通路促进感染。例如SsSSVP1效应蛋白劫持QCR8导致其胞质错误定位,引发能量代谢崩溃和细胞死亡。宿主特异性NFPs则遵循"反向基因对基

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 人工智能时代下植物病原体效应蛋白生物学研究的突破与展望

    1. 引言植物病原体通过分泌效应蛋白(effector)操纵宿主生理和免疫反应,这些分子因序列快速进化、功能多样性及宿主特异性而难以解析。人工智能(AI)技术的兴起为效应蛋白研究开辟了新途径:从蛋白质语言模型(PLM)的序列嵌入分析,到AlphaFold驱动的结构预测,再到进化轨迹模拟,AI正逐步揭示效应蛋白的“暗物质”特性。2. 蛋白质生物学中的机器学习潜力2.1 基础概念机器学习(ML)通过神经网络(NN)学习蛋白质序列的深层特征。例如,Transformer架构的自我注意力机制可捕捉远距离氨基酸(AA)关联,而预训练模型(如ESM2、ProtT5)通过自监督学习从海量序列中提取进化与结构

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物病原体命名法则:跨生物界分类命名的关键挑战与实践指南

    植物病原体命名游戏:跨越生物界的分类法则引言植物病原体的科学命名是跨学科交流的基石。从线虫到病毒,不同生物界的命名体系(如ICN、ICNP、ICVCN)遵循独立法规,但共享稳定性、唯一性和优先权等核心原则。例如,细菌性青枯病菌历经Burkholderia→Pseudomonas→Ralstonia的属名更迭,凸显了分类变动对命名的影响。线虫命名:动物法规的独特挑战线虫作为动物界成员,受《国际动物命名法规》(ICZN)约束。其分类长期依赖形态特征(如咽部结构),但分子数据(如18S rDNA)正重塑系统发育树。描述新种需提交模式标本至两个国际保藏中心(如USDA线虫库),DNA序列也可作为类型材

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物病害定量流行病学的历史演进与现代发展:从Vanderplank奠基到机器学习应用

    1963:学科奠基的关键年1963年成为植物病害定量流行病学的里程碑,Vanderplank的专著《植物病害:流行与控制》首次系统提出基于感染速率(r)和初始接种量[y(0)]的流行病学分析框架。同年首届国际流行病学研讨会(IEW01)在法国波城召开,标志着学科从定性描述转向数学建模的起点。Vanderplank提出的微分延迟方程dy(t)/dt = κ[1-y(t)][y(t-τL)-y(t-τL-τI)]成为理论基石,尽管当时缺乏现代统计工具支持。统计与计算的协同演进1970-1980年代,随着IBM 360等大型计算机和统计软件(BMD、Genstat)的出现,线性回归和非线性模型(如l

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 植物病理学领域的杰出领导者:John M. McDowell的学术贡献与精神遗产

    植物病理学界深切缅怀John M. McDowell教授的卓越贡献。这位充满激情的学者自2022年起同时担任《植物病理学年鉴》(Annual Review of Phytopathology)编委会成员和联合主编,将毕生热忱倾注于植物病理学(Phytopathology)研究。尽管其主编任期因2024年12月的离世而中断,但他在该领域留下的印记将历久弥新。McDowell教授以独到眼光捕捉植物病理学各分支的前沿课题,为作者们提供既专业严谨又充满人文关怀的审稿意见。其治学特色在于将严谨的科学态度与跨学科的开放思维完美融合,在科学研究内外都展现出令人难忘的活力、幽默感和无限热忱。文末,Gwyn B

    来源:Annual Review of Phytopathology

    时间:2025-09-09

  • 噬菌体侵染效力的量化新策略:基于细菌种群动态特征的高通量分析

    在病毒与细菌的永恒军备竞赛中,量化噬菌体(bacteriophage)对宿主的杀伤效力始终是研究热点。传统噬菌斑测定(plaque assay)等方法虽可靠却效率低下,严重制约大规模实验开展。这项研究另辟蹊径,将细菌生长曲线(growth curves)的动态特征转化为量化武器——通过微孔板读数仪捕捉的吸光度数据,结合数学模型精准解析噬菌体攻击下细菌种群的关键参数:生长速率(growth rate)、密度峰值(peak density)出现时间、消亡速率(death rate)乃至培养体系总生物量(area under the curve)。令人振奋的是,这些看似普通的生长曲线参数竟能像分子探

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-09-09

  • 化学自养型固氮微生物代谢模型构建及其在氮循环中的生态意义

    代谢生化模型构建背景氮气(N2)固定是全球氮循环的关键环节,但针对化学自养型固氮微生物(如硫氧化菌、产甲烷菌和甲烷氧化菌)的代谢模型研究长期缺失。传统模型多聚焦于异养型和光自养型固氮菌,而沉积物等复杂环境中化学自养菌的固氮机制尚不明确。本研究通过构建细胞通量模型(CFM-CNF),填补了这一空白。模型设计与反应体系研究整合了四类核心生化反应:电子供体反应(Rd)、电子受体反应(Ra)、固氮反应(Rn)和生物合成反应(Rc)。以硫化氢氧化为例(方程2),其与O2、NO3−或Fe3+的还原耦合,形成不同代谢路径。产甲烷菌则通过乙酸(方程3)或H2(方程4)氧化驱动固氮。甲烷氧化菌的模型特别关注了四

    来源:mSystems

    时间:2025-09-09


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