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病毒世界中的非经典出芽与传播机制
病毒必须从它们复制的细胞中逃逸,以实现传播和扩散。长期以来,病毒被分为包膜病毒和非包膜病毒两类:包膜病毒利用细胞膜运输途径进行逃逸,同时保持细胞完整性;而非包膜病毒则通常通过裂解细胞的方式进行逃逸。然而,最新的研究表明,无论是动物病毒、植物病毒,还是许多古菌和细菌病毒,它们的逃逸方式更倾向于非裂解性途径。这些非裂解性逃逸途径可以分为两类:一类是病毒在不离开细胞体的情况下进行传播,另一类则是病毒通过包膜包裹的形式被运输到细胞外环境。非裂解性逃逸途径为病毒提供了多种传播优势,包括提高感染率、对传播的病毒颗粒进行质量控制,以及逃避宿主的先天性和适应性抗病毒免疫机制。在病毒的生命周期中,逃逸是一个关键
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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脂滴的基本生物学
### 脂肪滴的生物学意义与研究进展脂肪滴(Lipid Droplets, LDs)曾经被认为是细胞中惰性的脂质储存结构,但如今它们被重新认识为具有复杂生物学功能的无膜细胞器,与细胞代谢密切相关。脂肪滴的核心由中性脂质构成,如甘油三酯(triglycerides, TGs)、胆固醇酯(cholesterol esters, CEs)、蜡酯(wax esters)等,而其表面则被磷脂和特定的蛋白质覆盖。这种独特的结构使得脂肪滴能够作为脂质代谢的平台,参与多种关键的生物过程,包括脂质的储存、回收、代谢和调控。随着研究的深入,脂肪滴的功能被广泛揭示,不仅限于储存脂质,还涉及脂质合成、分解、信号传导以
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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由HUSH表观遗传转录抑制复合物介导的沉默作用
HUSH complex,作为人类基因组中一种重要的表观遗传学转录抑制复合体,其作用机制与宿主防御系统密切相关。HUSH的核心功能是识别并沉默新整合的逆转录元件,例如病毒和转座子,通过形成异染色质结构和染色质压缩,以保护基因组的完整性。这种机制在进化过程中被宿主细胞所发展,以应对逆转录元件带来的潜在威胁。逆转录元件在基因组中频繁出现,它们不仅可能破坏基因组结构,还可能通过基因组的垂直传递影响后代。因此,HUSH的出现,为宿主提供了一种高效的免疫监视系统,以应对这些潜在的入侵者。在基因组层面,HUSH能够区分自我和非自我DNA的关键在于其对长单外显子(即无内含子)DNA的识别。大多数复杂基因组中
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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转录起始复合物的组装与动态机制
基因表达是生命活动和发育过程中的核心机制,它使得细胞能够根据内在和细胞外的信号调整mRNA的生成。基因转录的启动需要一个高度调控的分子过程,通过将多亚基复合物组装成前起始复合物(PIC)来实现。传统上,研究这些过程主要依赖电子显微镜技术,它提供了接近原子级别的静态图像,同时结合低分辨率的荧光细胞成像方法。然而,随着超级分辨率单分子成像技术在活细胞中的应用,我们现在已经能够追踪转录过程在更广泛的时空尺度上的动态行为。本文将探讨这一领域的新进展,并展望未来可能进一步扩展我们对PIC组装、细胞行为和基因调控的理解的方向。当前的研究表明,转录调控的机制比之前设想的更为复杂。以前的模型认为PIC的组装是
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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在代谢与表观遗传学交界处“兼职”的酶
在生命活动的诸多复杂过程中,代谢与基因调控之间的紧密联系一直是科学研究的重点。这两者不仅在维持细胞内稳态和促进生长发育中扮演关键角色,而且它们之间的相互作用往往具有深远的影响,尤其是在疾病发生过程中,如癌症。近年来,研究发现代谢与基因表达控制之间存在令人惊讶的紧密联系。关键代谢物不仅是染色质修饰酶的辅因子或共底物,其浓度的变化可以调节染色质状态和基因表达。此外,越来越多的代谢酶被发现可以直接参与染色质和转录调控,这些酶不仅在代谢途径中发挥作用,还能作为转录因子,独立于其酶活性之外发挥功能。相反,有证据表明染色质本身也能作为代谢功能的执行者,与转录调控无直接关系。本文将从多个角度探讨代谢与染色质
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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DNA损伤与复制应激检查点
DNA损伤检查点是细胞中至关重要的调控机制,它们通过暂停细胞周期进程,为DNA损伤或复制停滞提供修复或修正的时间。这种机制对维持基因组的完整性、防止突变积累和细胞死亡具有重要作用。当DNA损伤发生时,检查点系统能够识别这些损伤,并通过一系列信号通路触发细胞周期停滞,从而确保DNA修复过程的顺利进行。如果这些检查点未能正常发挥作用,可能会导致基因组不稳定,进而引发细胞死亡或突变,最终导致诸如癌症等疾病的发生。因此,DNA损伤检查点不仅在细胞生理过程中扮演关键角色,也在疾病发生机制中占据重要地位。近年来,结构生物学技术的快速发展为DNA损伤检查点的分子机制提供了重要的见解。这些技术揭示了检查点信号
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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遗传重组和DNA修复的生化机制
遗传重组是一种关键的生物学过程,它涉及同源DNA序列之间的遗传物质交换。在有性生殖的生物中,这一过程发生在减数分裂期间,而在体细胞中则用于修复有毒的DNA损伤,如双链断裂(DSB)和停滞的复制叉。在这些不同的功能中,重组不仅推动了遗传多样性,还作为分子机制,防止了由内源或外源性因素引起的基因组大规模重排或突变的有害影响。高效的重组确保了遗传信息在不同世代间的准确传递。本文旨在探讨遗传重组的生化机制,深入分析其分子细节,并重点介绍通过生化和单分子技术所获得的机制性见解。DNA损伤是细胞生命过程中不可避免的挑战。环境中的诱变剂、辐射以及DNA复制过程中的错误都可能对细胞的基因组造成破坏。然而,尽管
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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抑制脂多糖的生物合成:了解得越多,进展就越快
Gram-negative细菌的外膜是其细胞结构中一个至关重要的部分,这一结构不仅决定了它们对多种抗生素的天然耐药性,还与细胞的生长、分裂以及膜成分的动态平衡密切相关。外膜的特殊结构使其成为一种有效的屏障,能够阻止许多小分子的被动扩散进入细胞,从而保护细胞免受外界有害物质的侵害。然而,这种结构的形成和维持依赖于一系列复杂的分子机制,包括脂质和蛋白质的合成、运输以及在外膜上的组装过程。其中,脂质的运输尤为关键,因为脂质的合成主要发生在内膜,随后需要通过特定的运输系统传递到外膜,以确保外膜的正常构建和功能。外膜的结构具有不对称性,其中内叶由磷脂组成,而外叶则由脂多糖(LPS)构成。这种结构的不对称
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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电子在细菌细胞膜上的传递
外源电子传递(Extracellular Electron Transfer, EET)是一种古老而普遍存在的生物过程,广泛存在于多种微生物中。这种过程使得细菌能够在细胞内外进行电子交换,从而影响环境中的氧化还原活性分子的溶解性和化学形态,例如金属氧化物。同时,EET机制还允许细菌在营养物质有限的环境中生存。然而,目前对于细菌如何通过细胞膜将电子传递到外部环境中的具体机制仍然知之甚少。本综述旨在探讨EET的已知机制,并结合实验数据和最新的蛋白质建模工具,分析其在不同细菌种类中的特征,同时揭示当前研究中尚未明确的环节。EET在微生物代谢中扮演着重要角色。一些细菌通过释放不平衡分解反应产生的电子,
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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类似血红素加氧酶的金属酶
近年来,科学家们对一种名为“血红素加氧酶(Heme oxygenase, HO)类金属酶的超级蛋白族进行了深入研究。这一类金属酶在生物合成路径中广泛存在,尤其在细菌中表现突出。它们不仅在结构上与HO类似,还共享一些关键的金属结合残基。这种蛋白质超级家族的成员可以通过不同的金属配位结构进行反应,其中大多数以双铁簇(diiron cluster)为核心,但也包括锰铁簇(manganese-iron)和单核铁(mononuclear iron)等其他形式。研究发现,这些金属酶在反应过程中通常形成一个具有普遍性的中间体,即μ-1,2-过氧双铁(peroxo-Fe2(III/III))复合物,这为理解它
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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真核微生物蛋白
微蛋白是一种具有重要生物学功能的小分子量蛋白质,在人类基因组中的数量庞大且广泛存在,并且与多种疾病的发生和发展密切相关。这些微蛋白的长度通常在100到150个氨基酸以内,它们通常不被传统的基因组注释方法所识别,因为这些方法基于某些标准,如蛋白质长度、起始密码子(AUG)以及单顺反子转录本等,排除了那些不符合这些标准的短开放阅读框(smORFs)。然而,随着技术的进步,尤其是核糖体图谱(Ribo-seq)的出现,科学家们能够系统地发现并研究这些微蛋白。Ribo-seq是一种能够检测翻译过程中核糖体足迹的高精度方法,使得科学家可以识别出许多未被注释的smORFs,并进一步探索其功能和调控机制。在人
来源:Annual Review of Biochemistry
时间:2025-08-12
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真菌在肿瘤发生中的作用:机遇与挑战
近年来,科学家们对人类体内微生物群落与健康和疾病之间的关系进行了深入研究,其中特别关注了真菌群落(mycobiome)的作用。真菌是人体微生物生态系统的重要组成部分,与细菌和病毒共同构成了人体的整体微生物群落。尽管真菌在人体内的数量远少于细菌,但其在维持免疫平衡和促进疾病发展中的角色却不可忽视。研究显示,真菌群落的失衡可能与多种慢性、非感染性疾病相关,例如肥胖、代谢紊乱以及癌症等。这种失衡不仅可能直接促进肿瘤的发生,还可能通过影响宿主的免疫反应间接参与疾病的发展。在癌症研究领域,真菌群落与肿瘤微环境之间的相互作用逐渐成为关注的焦点。例如,胰腺癌、结直肠癌、头颈癌等多种癌症中都发现了真菌的存在,
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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胚基出血的发病机制:来自单细胞转录组学的见解
### 人类胚胎期脑部“原基区”及其在神经发育中的关键作用人类大脑的发育是一个极其复杂的过程,涉及神经细胞的生成、血管系统的建立以及免疫细胞与血管之间的相互作用。在这一过程中,位于侧脑室周围的“原基区”(germinal matrix)扮演着至关重要的角色。该区域是胚胎期大脑中神经生成和血管生成的活跃中心,能够产生大量的抑制性神经元(GABAergic neurons)以及支持神经网络功能的胶质细胞。然而,对于早产儿而言,原基区尤为脆弱,容易发生出血,进而导致严重的神经发育障碍。这一现象被称为“原基区出血”(germinal matrix hemorrhage, GMH),并可能进一步发展为“
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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细胞邻域在肝细胞癌发病机制中的作用
肝细胞癌(HCC)的发展涉及肝脏内多种细胞类型之间的复杂相互作用。研究这些细胞间的协调关系,尤其是在不同病因的背景下,对于揭示这种复杂疾病的基本机制至关重要。随着单细胞技术和空间技术的进步,我们对细胞微环境的理解发生了革命性的变化。这些技术帮助我们识别细胞之间的相互作用,以及它们在疾病发生过程中的关键作用。在本文中,我们将探讨与HCC发病机制相关的细胞微环境,包括其在慢性肝病中的变化,以及相关信号通路如何影响这些微环境的形成和功能。此外,我们还将介绍目前用于研究这些细胞微环境的计算方法,并展望未来的研究方向。### 肝脏的结构与功能肝脏是一种高度组织化的器官,其基本单位是肝小叶。每个肝小叶由多
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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半胱氨酰白三烯在过敏性炎症中的作用
### 深入理解半胱氨酰白三烯(CysLTs)及其在过敏炎症中的作用半胱氨酰白三烯(CysLTs)是一类由花生四烯酸(arachidonic acid, AA)通过5-脂氧合酶(5-lipoxygenase, 5-LO)途径合成的强效脂质介质。它们包括LTC4、LTD4和LTE4三种形式,这些介质通过三种不同的G蛋白偶联受体(GPCRs)发挥其生物学效应:CysLT1、CysLT2和OXGR1(也被称为CysLT3或GPR99)。尽管CysLTs在过敏性炎症和哮喘的效应阶段的作用早已被确认,但近期的研究揭示了它们在诱导和放大类型2炎症中的新角色。此外,体外实验和小鼠模型的研究还揭示了多种调控机
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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遗传性髓系肿瘤的易感性:发病机制与临床意义
我的血液系统中的一些疾病,如髓系肿瘤,往往与遗传性易感性有关。这些遗传性改变可能涉及多种基因,这些基因在造血系统的发展和分化中起着关键作用。某些遗传性变异还可能与血小板功能障碍并存,从而增加了这些疾病的发病风险。此外,遗传性易感性还与多种其他综合征相关,包括与SAMD9/SAMD9L相关的易感性、GATA2缺乏症、RASopathy、核糖体病、端粒生物学障碍、范可尼综合征、严重先天性中性粒细胞减少症、唐氏综合征等。在第五版的《世界卫生组织(WHO)》关于造血和淋巴组织肿瘤分类的系列中,已将与遗传性易感性相关的髓系肿瘤作为一个独立的类别进行了确认。本文将回顾这一类别中的某些疾病,以及其他相关的状
来源:Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease
时间:2025-08-12
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CD300家族受体通过识别磷脂酰乙醇胺介导凋亡细胞与细菌囊泡的清除及炎症调控
当细胞走向凋亡或细菌释放囊泡时,其膜表面会暴露原本藏在脂质内层的氨基磷脂。其中磷脂酰丝氨酸(PS)的清除机制已被广泛研究,但同为"死亡信号"的磷脂酰乙醇胺(PE)却长期被忽视。这项突破性研究首次揭示:跨膜蛋白TMEM16F通过打乱磷脂分布,促使PE暴露在凋亡细胞和细菌囊泡表面;而免疫系统的CD300家族受体(特别是CD300a和CD300b)能像"分子钳"一样精准捕捉这些PE信号。研究团队发现,携带PE的合成颗粒、细菌膜碎片(去细胞壁的球状体)以及革兰氏阴性菌的囊泡,都能通过这套识别系统被巨噬细胞吞噬。更妙的是,CD300a就像个"炎症刹车"——当脂多糖(LPS)这类危险信号伴随PE出现时,它
来源:Current Biology
时间:2025-08-12
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mRNA同源初免-加强疫苗接种通过促进生发中心反应克隆连续性拓宽SARS-CoV-2变异株中和抗体覆盖
随着COVID-19大流行持续,SARS-CoV-2变异株的不断涌现对疫苗保护效力提出严峻挑战。虽然mRNA和腺病毒载体(rAd)疫苗已通过不同组合方式投入应用,但何种接种策略能有效维持B细胞克隆在生发中心(GC)反应中的持续性——即初免与加强接种时同一B细胞克隆能否持续参与免疫应答——仍是未解之谜。这一机制对诱导广谱中和抗体(nAb)至关重要,直接关系到疫苗对抗变异株的效果。瑞士巴塞尔大学(University of Basel)生物医学系的研究团队在《Molecular Therapy》发表的研究中,通过系统比较不同疫苗组合对GC B细胞动态的影响,揭示了mRNA同源初免-加强接种的独特优
来源:Molecular Therapy
时间:2025-08-12
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综述:CAR T细胞疗法在自身免疫疾病中的应用:前景广阔的新领域
1 引言自身免疫疾病是免疫系统错误攻击宿主导致的异质性疾病,全球约5%-8%人口受累。现有疗法如糖皮质激素和DMARDs(疾病修饰抗风湿药)虽能控制症状,但需终身用药且伴随严重副作用。CAR T细胞疗法通过特异性清除CD19+B细胞展现治愈潜力,其在血液肿瘤的成功经验(十年无复发生存)为自身免疫疾病治疗带来新思路。2 自身免疫疾病的分类与发病机制疾病可分为器官特异性(如1型糖尿病)和全身性(如SLE)。核心机制是B/T细胞异常活化形成的"自身免疫循环":B细胞产生自身抗体形成免疫复合物沉积,持续激活免疫细胞导致组织损伤。SLE中树突状细胞(DC)呈递自身抗原,激活T细胞分泌IL-21/IFN-
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-08-12
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癌症患者多次COVID-19疫苗接种后循环SARS-CoV-2刺突蛋白IgG抗体反应的特征与临床意义
1 引言COVID-19大流行对癌症患者构成严重威胁,其重症和死亡风险显著高于健康人群。尽管mRNA疫苗(如Moderna的mRNA-1273和辉瑞的BNT162b2)在普通人群中表现出色,但癌症患者尤其是血液肿瘤患者的免疫应答特征仍不明确。随着病毒变异株(如Omicron BA.2/XBB.1.5/KP.2)的出现和疫苗更新,评估癌症患者对多剂次疫苗接种的体液免疫反应(包括抗体水平及亲合力)具有重要临床意义。2 结果2.1 研究人群特征研究纳入健康对照(n=352)和癌症患者(n=221,含79例血液肿瘤和142例实体瘤),其中多发性骨髓瘤(MM)占血液肿瘤的81%(64/79)。所有参与者
来源:Frontiers in Immunology
时间:2025-08-12