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  • 小鼠肠道菌群与胆汁酸组成的性别差异及其在肠肝循环中的生理意义

    微生物多样性沿肠道呈现性别特异性分布沿小鼠消化道分布的黏膜菌群分析显示,雄性从十二指肠到结肠均表现出更高的细菌丰富度(ASV计数增加)。β多样性分析揭示性别和肠道区域共同塑造菌群结构:雄性小肠富集Lachnospiraceae(已知BA代谢菌),而雌性则更多携带双歧杆菌(Bifidobacterium)和乳杆菌(Lactobacillus)。值得注意的是,肠道长度和转运时间等生理参数无性别差异,排除了这些因素对菌群分化的影响。胆汁酸修饰潜能存在性别偏好通过PICRUSt2功能预测发现,胆汁盐水解酶(bsh)、7α-羟基类固醇脱氢酶(hdhA)和baiN基因的丰度具有区段特异性。雄性小鼠在整个肠

    来源:Gut Microbes

    时间:2025-08-12

  • 南高加索地区从青铜时代到中世纪早期的遗传历史:5000年基因连续性下的高流动性研究

    高加索地区自古以来就是欧亚大陆文化交流的重要枢纽,被称为"文明的十字路口"。这片被大高加索山脉环绕的区域,在史前时期就见证了农业技术、冶金工艺和交通工具的传播。然而,关于该地区从青铜时代到中世纪早期的人口历史,特别是大高加索山脉南北两侧的遗传关系,长期以来缺乏系统性的认识。考古证据显示,早在公元前5000年,动物驯养技术就从南高加索向北传播到草原地区;而青铜时代(约公元前3500年开始)则见证了车轮和马车等新技术的出现,推动了游牧生活方式的兴起。与此同时,南高加索地区发展出了以定居农牧为主的库拉-阿拉克斯文化。这些复杂的历史进程提出了一个关键科学问题:在如此频繁的文化和技术

    来源:Cell

    时间:2025-08-12

  • 青铜时代绵羊源鼠疫杆菌基因组揭示史前瘟疫谱系的宿主范围与进化之谜

    在人类与病原体漫长的博弈史中,鼠疫杆菌(Yersinia pestis)引发的瘟疫曾造成毁灭性影响。尽管现代鼠疫研究已取得重要进展,但对其史前谱系——特别是缺乏跳蚤传播关键基因的LNBA(Late Neolithic Bronze Age)谱系的生态学和传播机制仍知之甚少。这一谱系在欧亚大陆持续传播两千余年,却始终未形成地理分化,这种异常现象引发了科学界的广泛好奇。更关键的是,所有已知LNBA谱系均来自人类遗骸,其动物宿主和传播链条始终成谜。为解开这些谜团,马克斯·普朗克感染生物学研究所(Max Planck Institute for Infection Biology)和马克斯·普朗克进化

    来源:Cell

    时间:2025-08-12

  • SETD2通过非催化功能构建CDK1-核纤层蛋白轴维持核形态与基因组稳定的新机制

    这项突破性研究揭开了组蛋白甲基转移酶SETD2鲜为人知的"副业"——原来这个以催化组蛋白H3第36位赖氨酸三甲基化(H3K36me3)闻名的"表观遗传工程师",还暗藏着维持细胞核形态的"建筑师"天赋。通过其氨基端那段看似杂乱无章的"脚手架"(intrinsically disordered region),SETD2巧妙地将细胞周期引擎CDK1与核纤层结构蛋白(lamin)"牵线搭桥",确保有丝分裂这场精密舞蹈中核膜能优雅谢幕。当SETD2"罢工"时,细胞核就会变成坑坑洼洼的"土豆状",基因组也陷入混乱状态。更有趣的是,在肾透明细胞癌模型中,只要修复SETD2这个"分子红娘"的牵线功能,就能让

    来源:Nature Cell Biology

    时间:2025-08-12

  • 内质网多分子伴侣凝聚体通过相分离机制增强蛋白质折叠效率

    在真核细胞中,约三分之一的蛋白质需要在内质网(ER)中完成正确折叠,这一过程依赖于复杂的分子伴侣网络。然而,长期以来科学家们对分子伴侣如何高效协同工作、特别是如何应对内质网应激条件下的蛋白质折叠危机知之甚少。蛋白质二硫键异构酶(PDI)家族成员PDIA6的异常与糖尿病、癌症等多种疾病相关,但其具体分子机制一直是个谜团。来自国外研究机构的研究人员通过多学科交叉方法,首次揭示了PDIA6通过相分离形成动态多分子伴侣凝聚体的全新机制。这项发表在《Nature Cell Biology》的研究表明,这些"蛋白质折叠工厂"能够响应细胞状态动态重组,为理解内质网蛋白质质量控制提供了全新视角。研究人员综合运

    来源:Nature Cell Biology

    时间:2025-08-12

  • Nature子刊:新研究揭开脑细胞团块的神秘面纱

    在观察亨廷顿病患者的脑细胞时,你很可能会发现RNA聚集在一起。这些固体状的聚集物被认为是不可逆的,它们像海绵一样吸收周围环境中对大脑健康至关重要的蛋白质,进而导致神经系统疾病。这些有害的RNA聚集物是如何形成的,至今仍是一个未解之谜。近日,布法罗大学的研究人员发现,细胞中蛋白质和核酸的微小液滴有助于RNA聚集物的形成。他们还展示了一种新方法来防止和分解这些聚集物。这项研究成果发表在《Nature Chemistry》杂志上,展现了反义寡核苷酸(ASO)在此方面的潜力。通讯作者、布法罗大学物理学系副教授Priya Banerjee博士表示:“这一发现令人兴奋的地方在于,我们不仅弄清楚了这些聚集物

    来源:University at Buffalo

    时间:2025-08-12

  • 感觉受体的进化

    感官受体作为生物体与环境之间的桥梁,是生物创新的关键部位。通过调查主要的感官受体家族,我们试图揭示感官受体在进化过程中展现出的新模式。触觉、温度和光感受器构成了动物祖先感官工具包的一部分,往往早于多细胞结构和神经系统的发展。相比之下,化学感受器则表现出一种动态的进化历史,其家族在不同化学环境的复杂性影响下经历了特定谱系的扩展和收缩。一个反复出现的主题是,从神经递质受体到不同外界刺激的感官受体的独立转变。随后,我们概述了感官受体多样化的进化机制,并突出了一些例子,其中自然选择的痕迹被用来识别新的感官适应。最后,我们讨论了感官受体作为进化热点,如何驱动生殖隔离和物种形成,从而促进动物惊人的多样性。

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 在单细胞生物学时代,植物细胞有哪些类型呢?这个问题其实相当复杂

    在植物发育生物学中,一个核心问题是如何将细胞指定为特定的细胞类型。传统的植物细胞分类主要依赖于其功能、位置、形态和谱系等特征。然而,随着单细胞技术的兴起,尤其是单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单细胞核RNA测序(snRNA-seq)等手段的广泛应用,研究人员开始从细胞的转录组数据出发,通过聚类分析来识别细胞类型。然而,由于细胞是动态变化的实体,它们在细胞周期中不断变化,并对外部信号做出响应,转录组数据往往反映的是细胞在某一特定时间点的状态,这使得细胞类型的定义变得更加复杂。细胞身份的维持同样是一个重要议题。随着单细胞数据的不断积累,该领域正逐步揭示细胞状态的复杂性和动态性。细胞状态的定

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 抗体的多样化:从V(D)J重组到体细胞外显子重排

    ### 抗体多样性:插入型抗体的机制与影响在抗体的多样性研究中,近年来发现了一种独特的现象,即抗体可以通过整合外源性基因片段来获得新的功能特性。这一发现最早在2016年被报道,当时科学家在研究疟疾感染个体时,发现了一种来源于白细胞相关免疫球蛋白样1(LAIR1)基因的外显子,通过复制粘贴机制整合到了免疫球蛋白重链编码区域中。这种整合使得抗体获得了额外的结构域,从而增强了其对疟疾寄生虫的识别能力。这一现象为抗体多样性提供了新的视角,表明除了传统的V(D)J重排、体细胞超突变和类别转换重组等机制外,还存在其他可能的机制。在随后的几年中,研究者又发现了第二种类似的插入现象,即来源于白细胞免疫球蛋白样

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 核糖体组装与修复

    细胞中的核糖体是蛋白质合成的核心结构,其正确数量和组成对于维持蛋白质稳态至关重要。为了确保只有成熟的核糖体进入翻译池,细胞已经进化出复杂的质量控制机制。然而,这些机制主要针对核糖体组装过程中的问题,无法应对核糖体在生命周期中可能发生的损伤。这种损伤可能会削弱核糖体的功能,甚至导致核糖体数量的减少。最近的研究发现,受损的核糖体蛋白可以通过释放受损蛋白进行修复,从而以较低的能耗维持核糖体的完整性,这种机制对于应对压力条件尤为重要。核糖体的组装是一个复杂的生物过程,涉及多个阶段的转录、修饰、折叠和加工。在真核生物中,核糖体由两个亚基组成,小亚基(40S)和大亚基(60S),分别由3种和54种核糖体蛋

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 线粒体的结构、动态与生理机能:利用光学显微镜揭开其复杂网络的面纱

    ### 线粒体的结构、动态与功能研究中的荧光显微镜技术线粒体是细胞中能量和信号传导的核心结构,其功能与结构、动态、相互作用及分子组织的复杂互动密切相关。通过观察和量化这些特性,科学家能够揭示线粒体在细胞活动中的关键作用,以及其在疾病状态下的异常机制。随着技术的发展,荧光显微镜已成为研究线粒体结构、动态和生理功能的重要工具,尤其在超分辨率显微镜技术出现后,其能力得到了显著提升。本文旨在全面回顾当前在荧光成像技术上取得的重要进展,并探讨这些技术如何帮助揭示线粒体的多样性和复杂性。### 线粒体的结构研究线粒体的结构特征使其成为荧光显微镜技术的理想研究对象。传统的宽场或共聚焦显微镜虽然能够提供细胞整

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 微同源性介导的末端连接过程:追踪基因组保护的进化足迹

    DNA双链断裂(DSBs)是细胞内最具破坏性的DNA损伤之一,可能引发染色体的重排和断裂,对基因组的完整性和细胞的生存能力构成严重威胁。因此,细胞进化出多种修复机制来应对DSBs。这些机制包括非同源末端连接(NHEJ)、同源重组(HR)和微同源介导的末端连接(MMEJ)。尽管NHEJ和HR通常被认为是高保真性的修复途径,MMEJ却以其高突变性而著称,这使其在某些情况下成为关键的修复机制。MMEJ是一种高度保守的DSB修复途径,广泛存在于从细菌到多细胞真核生物的多种物种中。其核心特征是利用微同源序列(通常为1到几十个碱基)进行断裂末端的连接。这种机制在细胞周期的特定阶段,如DNA复制压力较大的情

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 类囊体结构多样性的演化

    氧气光合作用的演化可以追溯到数十亿年前,它成为了地球生物可利用碳和大气氧气的主要来源。自那时起,光养生物通过内共生事件从原核的蓝藻分化出多个不同的真核藻类和植物类群。这种多样性体现在复杂的类囊体膜结构中,类囊体膜由脂质、蛋白质和色素组成的网络,执行光依赖反应。本文旨在探讨类囊体结构的多样性,追踪光养生物的进化历史。我们将从不同类囊体成分的分子组成开始,然后说明这些基本构件如何整合形成具有不同架构的膜网络。最后,我们将展望如何理解类囊体在诸如生物合成、修复和环境适应等动态过程中如何重塑其结构和分子组织。光养生物的多样性反映了它们在不同环境中适应的能力。从海洋到干旱沙漠,这些生物能够利用不同质量与

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 大大小小的脂质滴:构成它们的基本机制

    脂质小滴(Lipid Droplets, LDs)是细胞内一种高度动态的储存结构,其核心由中性脂质构成,如三酰甘油(triacylglycerol, TAG),周围则由单层磷脂和特异性的表面蛋白构成。脂质小滴在细胞的脂质和能量代谢中扮演着关键角色,它们不仅负责储存能量,还通过缓冲游离脂肪酸(free fatty acids, FAs)水平,防止脂毒性(lipotoxicity)的发生。此外,脂质小滴还能储存其他中性脂质,如甾醇酯和视黄醇酯,表明其功能具有高度的多样性。脂质小滴的表面组成决定了其大小、亚细胞分布以及与其他细胞器的相互作用,而这些特性在不同细胞类型之间也存在显著差异,反映了细胞在代

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 功能化蛋白质结合子在发育生物学中的应用

    蛋白质在生命活动中扮演着核心角色,尤其是在多细胞生物的发育过程中。随着生物技术的发展,科学家们已经能够利用遗传学和反向遗传学方法来间接研究蛋白质的功能。然而,近年来,纳米抗体和其他源自不同合成支架的蛋白质结合分子被广泛应用于直接解析蛋白质功能。这些蛋白质结合分子可以被融合到具有特定功能的结构域中,例如能够导致目标蛋白质降解、重新定位、可视化或进行翻译后修饰。通过这些功能化的蛋白质结合分子,研究人员能够以前所未有的方式研究发育过程中的蛋白质组。在未来几年内,蛋白质结合分子的计算设计、支架工程的进一步进展以及合成生物学的发展将推动新型蛋白质结合分子技术的出现。更精确地研究蛋白质组将有助于更深入地理

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 无脊椎动物的左右不对称性:从分子到生物体

    在自然界中,大多数动物在外形上呈现出对称性,但在其体内腔中却表现出不对称性,这种不对称性涉及器官的位置、方向以及功能的侧向化。左-右(Left-Right, LR)不对称性是通过复杂的分子相互作用在发育过程中遗传决定的。尽管在许多物种中,关键基因已被鉴定出来,但不同生物类群之间仍然存在一些独特的机制。本文旨在探讨LR不对称性的形成,特别是在无脊椎动物中的表现,尤其是果蝇(*Drosophila*)、海鞘(ascidians)和软体动物(如蜗牛)中,重点分析这些基因在形成不对称性过程中的作用,以及不对称信息如何从分子层面传递到细胞,再从细胞层面传递到组织。LR不对称性在生物体内的形成不仅影响器官

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 探索在早期胚胎发育过程中塑造自我组织和形态发生的机械力

    胚胎发育是一个由生物化学和生物物理因素精细调控的动态过程。虽然遗传和生化因素在胚胎形成中的作用已被广泛研究并被认为是胚胎发育的关键决定因素,但近年来的研究表明,机械调控在塑造和引导这一复杂过程方面也具有重要影响。本文旨在综述当前对胚胎发育中机械调控的理解,探讨细胞和组织所产生的机械力如何推动不同发育阶段的变化,并分析关键形态发生过程如胚胎紧缩、囊胚形成、植入和卵柱形成等过程中涉及的机械机制和信号。通过整合现有文献,我们不仅总结了已知的机械调控机制,还揭示了该领域中新兴的概念和尚未解决的问题,期望激发未来的研究兴趣,深化对胚胎发育中机械因素的理解。### 从受精到八细胞阶段的机械调控在受精过程中

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 器官进化:多细胞功能的出现

    多细胞性在生命树中出现的实例,展现了复杂器官的演化过程。这些器官由不同的细胞类型组成,它们通过合作产生新的生物功能。理解器官是如何形成的,是一个重要的进化问题,但目前仍缺乏深入的机制和概念层面的解释。本文提出了一种从细胞到器官的转变框架,即通过功能生态位的创建、细胞类型功能的分化以及细胞间依赖关系的不可逆增强,这些过程促使细胞类型之间形成合作分工。要理解这一转变,关键在于揭示这些过程在进化种群中如何分子层面地展开。近年来,单细胞转录组学研究和终端命运指定分析表明,细胞功能是由模块化的基因表达程序赋予的。这些功能变异的离散组件可以被部署或组合到细胞中,以引入新的性质到多细胞生态位,或者被分割到不

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 休眠、静止与滞育:生命的“储蓄账户”

    生命在地球漫长的历史中经历了无数挑战,从大规模灭绝到日常的生存压力,如寻找食物,始终展现出惊人的适应能力。这种适应性是生命顽强性的关键,使得生命能够在不断变化的环境中持续繁衍和进化。传统上,这种适应性常被与达尔文进化论联系在一起,强调遗传变化在物种适应中的作用。然而,这种以基因为中心的观点虽然在生物学研究中占据核心地位,但有时却忽视了细胞本身作为自我调节实体的复杂性。细胞不仅能够感知遗传信息,还能通过自身调控机制应对环境变化,这为理解生命适应性的机制提供了更全面的视角。本文旨在对不同物种、组织以及调控机制下的生长调控进行系统性回顾,重点分析细胞休眠、静止状态以及假妊娠等现象的分子机制。通过整合

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12

  • 古菌细胞周期

    考古微生物是生命三大域之一,与细菌和真核生物相比,它们在细胞周期调控、DNA复制以及细胞分裂等关键细胞生物学过程中表现出独特的机制。自20世纪70年代被识别为独立的生命域以来,研究者逐渐认识到它们与真核生物和细菌存在显著差异。然而,随着研究的深入,也发现了许多与真核生物相似的特征,这些发现对理解真核细胞周期的起源和进化具有重要意义。细胞周期是生命过程中最基本的功能之一,它决定了细胞如何从一个个体分裂为两个新的个体。在真核生物中,细胞周期通常被划分为多个阶段,包括S期(DNA复制期)和M期(有丝分裂期),而这些阶段的调控依赖于特定的蛋白质机器和信号通路。相比之下,细菌的细胞周期分为B、C和D三个

    来源:Annual Review of Cell and Developmental Biology

    时间:2025-08-12


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