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  • 20E诱导的Kr-h1通过BR-C增强子染色质可塑性调控发育转换的分子机制

    在昆虫发育过程中,转录因子与组蛋白修饰介导的染色质可及性共同调控着生长发育相关基因的时空表达模式。经典理论认为,保幼激素(JH)激活的Krüppel homolog 1(Kr-h1)通过抑制蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)诱导的蛹化关键因子Broad-Complex(BR-C)表达来维持幼虫状态。然而这项研究在果蝇(Drosophila melanogaster)中发现了令人惊讶的新机制:在幼虫-预蛹转换期,20E竟然能通过其受体EcR/USP与辅因子Met-Tai复合体直接激活Kr-h1表达。更精妙的是,此时Kr-h1角色发生戏剧性反转——它通过识别BR-C基因增强

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-08-08

  • 腺相关病毒衣壳基因的广泛水平转移及其在基因治疗中的进化意义

    腺相关病毒(AAV)作为无致病性的DNA病毒,凭借卓越的基因递送能力已成为基因治疗的核心工具。最新研究通过病毒分离株和内源性病毒元件(EVE)的进化分析,揭开了AAV生物学中惊人的重组模式:尽管复制相关基因(rep)与宿主群体保持了数百万年的共进化关系,但衣壳蛋白基因(cap)却展现出大规模重组特征。特别引人注目的是"M-wide"衣壳谱系——这个跨越多种rep谱系和哺乳动物宿主的"基因旅行家",通过多次重组事件实现了横向传播。更耐人寻味的是,携带M-wide衣壳的AAV-4、AAV-12和牛源AAV(BAAV)均源自20世纪50年代的腺病毒(Ad)毒株库,暗示实验室环境可能促进了衣壳基因的"

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-08-08

  • 马铃薯代谢模型解析植物生长-防御权衡机制:初级与次级代谢互作研究

    1. 构建Potato-GEM:多模块整合的代谢图谱研究采用自下而上的策略,融合拟南芥核心代谢模型(AraCore)、番茄单组织模型(VYTOP)和植物脂质模块,并手工注释了马铃薯全部已知次级代谢途径(覆盖106条通路)。最终模型包含7,092个反应和3,801个代谢物,跨16个细胞区室,阻塞反应比例较番茄模型降低50倍至0.9%。通过实测叶片生物量组成(含189种成分,如14.5%核酸和脂质前体),验证了模型在光自养条件下生产所有生物量前体的能力。次级代谢部分特别涵盖了茄科特征性代谢物:α-茄碱等生物碱、木质素衍生物、类胡萝卜素及茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)等防御激素。2. 次级代谢激活与

    来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

    时间:2025-08-08

  • 综述:肠道类器官模型作为研究人类黏膜组织生理学和宿主-微生物互作的工具

    肠道类器官:解码人类黏膜奥秘的微型实验室ABSTRACT肠道上皮是内外环境交互的关键界面,而人类肠道类器官技术的出现彻底改变了这一领域的研究。这些源自组织干细胞的3D培养模型完美复现了肠道的细胞多样性和功能,甚至能整合免疫细胞以模拟上皮-免疫互作(如巨噬细胞通过膜突采样致病性大肠杆菌ETEC)。结合单细胞转录组(scRNA-seq)、空间组学等高通量技术,科学家们得以在分子水平解析CFTR离子通道缺陷、IBD表观遗传调控(如NLRC5甲基化)等机制。HUMAN INTESTINAL ORGANOIDS从手术切除或活检组织中分离的隐窝干细胞,在细胞外基质(ECM)中可长期自我更新,形成具有肠段特

    来源:mSphere

    时间:2025-08-08

  • 上调SigB或Spx通路逆转枯草芽孢杆菌中ComK诱导的细胞死亡及其对自然感受态调控的启示

    引言自然感受态(natural competence)是细菌通过摄取外源DNA实现基因水平转移的关键过程。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)作为模式生物和工业菌株,其感受态发育受主调控因子ComK严格控制,仅在静止期(stationary phase)部分细胞中表达。本研究通过诱导ComK在指数期过表达,同步激活感受态,但发现其会抑制DNA复制和细胞分裂,最终导致细胞死亡。结果ComK过表达增加感受态但引发细胞死亡在标准感受态培养基中,野生型菌株的转化效率为2×10−4,而IPTG诱导的Pspank-comK菌株提升10倍。然而,持续过表达导致细胞伸长(平均长度从3.41 µm

    来源:Microbiology Spectrum

    时间:2025-08-08

  • 枫树多酚通过抑制转肽酶Sortase A显著抑制变形链球菌生物膜形成及其防龋机制研究

    ABSTRACT龋齿由变形链球菌(S. mutans)黏附牙表面形成生物膜(牙菌斑)并产酸侵蚀釉质引发。Sortase A(SrtA)通过锚定细菌表面黏附蛋白至细胞壁,成为防龋关键靶点。研究发现枫树提取物中的多酚——包括去甲落叶松脂素-8′-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(NTG)、落叶松脂醇(LR)、异莨菪亭(IS)和(-)-表儿茶素没食子酸酯(ECG)——能结合S. mutans SrtA(ΔG=-8.1 kcal/mol),体外抑制酶活达70%-75%,并减少细菌对羟基磷灰石(模拟牙表面)和树脂假牙的黏附。其中ECG在100 µM浓度下表现最强抑菌活性,且其作用不受菌株差异影响。INTRODU

    来源:Microbiology Spectrum

    时间:2025-08-08

  • 综述:氢传感中的人工智能物联网:迈向光学与智能系统

    纳米材料与混合结构:灵敏度的革命氢传感技术的核心突破始于纳米材料的创新应用。二维材料如石墨烯(graphene)因其超高比表面积成为理想载体,通过负载钯(Pd)纳米颗粒可实现10 ppm级氢检测。还原氧化石墨烯(rGO)与氧化锌(ZnO)纳米纤维的复合结构在150°C以下展现优异稳定性,而石墨烯氧化物(GO)与金属有机框架(MOFs)的杂交材料则在700-35,000 ppm范围内实现9秒快速响应。值得注意的是,钯-钨氧化物(Pt/WO3)通过光纤布拉格光栅(FBG)技术将检测限压至30 ppm,同时通过波长差分消除温度干扰,展现了纳米结构与光学器件的协同效应。光学传感:突破电磁桎梏光学氢传感

    来源:Research

    时间:2025-08-08

  • 家禽垫料细菌群落时序演变及其生物肥料潜力与公共卫生风险研究

    这项突破性研究揭示了肉鸡养殖场垫料微生物群的动态演替规律。采用牛津纳米孔16S rRNA测序技术,科研人员追踪了印度泰米尔纳德邦某农场六周饲养期内垫料样本(P1-P6)的菌群更迭:首周鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp. 21)占比高达53%,随后两栖芽孢杆菌(Amphibacillus xylanus)和海洋单胞菌(Oceanimonas sp. GK1)相继主导,末期海洋单胞菌再度占据半壁江山。研究亮点在于同时发现两类关键微生物:一方面检测到参与氮循环的亚硝化单胞菌(Nitrosomonas eutropha)、磷循环的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)及硫

    来源:Journal of Applied Microbiology

    时间:2025-08-08

  • 巴拿马-西北南美起源的Dryadella属(兰科:腋花兰亚族)生物地理学证据及大西洋雨林两个独立特有谱系的演化

    生物地理学证据揭示了一个有趣的演化故事:袖珍兰花Dryadella属(Orchidaceae: Pleurothallidinae)最初诞生于晚中新世至早上新世的太平洋生物区(巴拿马-西北南美走廊)。这个形态高度保守的兰科植物虽广布中美洲至巴西东南部,却在沿海雨林呈现奇特的不连续分布。科研团队通过构建包含该属代表性物种的系统发育树,结合分子钟(matK/nrITS)和祖先区域重建技术,发现这个"年轻"的属在上新世就已分化出三大支系。令人惊讶的是,这些支系缺乏明显的形态诊断特征,却展现出强烈的地理聚集性——就像穿着相同制服的士兵们各自驻守在不同战区。研究捕捉到两次关键的隔离分化事件:上新世和更新

    来源:Botanical Journal of the Linnean Society

    时间:2025-08-08

  • 蜥脚类恐龙距骨(astragalus)的形态演化:揭示体重支撑功能与四足巨型化建造型的关联机制

    蜥脚类恐龙作为陆地史上最大动物,其从双足小型祖先向四足巨型化演化的过程中,肢体结构尤其是距骨(astragalus)的形态变化长期缺乏系统研究。这项研究通过三维几何形态测量技术,首次量化分析了蜥脚形类(sauropodomorph)距骨的形态演化轨迹。结果显示,与蜥脚类特征相关的距骨形态演化呈阶梯式发展,与后肢zeugopod(腿节至跖骨的肢体中段)的演化模式一致。真蜥脚类(eusauropod)的距骨表现出显著特化:远端关节面趋于扁平以分散巨大体重负荷,近端关节面则形成紧密嵌合结构。有趣的是,其足部水平排列方式与现生大象趋同,暗示二者可能独立演化出类似的弹性足垫结构。研究团队特别指出,虽然进

    来源:Zoological Journal of the Linnean Society

    时间:2025-08-08

  • 胸膜间皮瘤的发病机制与诊疗进展:从石棉暴露到免疫检查点抑制剂(PD-1/CTLA-4)治疗

    胸膜间皮瘤(Pleural mesothelioma)这种致命癌症,其罪魁祸首正是潜伏在建筑材料中的石棉(asbestos)。当这些微小纤维长期滞留于胸膜腔,会引发慢性炎症并导致DNA损伤,最终诱发肿瘤。科学家们通过基因组测序发现,这类肿瘤存在显著的抑癌基因突变谱,包括表观遗传调控因子BAP1、细胞周期调控基因CDKN2A/CDKN2B以及著名的"基因组守护者"TP53。患者典型表现为"三联征":胸腔积液引发的呼吸困难(dyspnoea)、持续性疼痛和进行性体重下降。诊断需结合影像学、病理活检及免疫组化,其中组织学分型至关重要——上皮样型预后最佳,而肉瘤样型则最具侵袭性。治疗领域迎来重大突破:

    来源:Nature Reviews Disease Primers

    时间:2025-08-08

  • 综述:有机余辉发光在疾病诊断与治疗中的应用

    有机余辉发光的发光机制有机余辉发光(OAL)区别于传统荧光成像,其光子来源于激发停止后化学缺陷或晶格缺陷的缓慢能量释放。这种延迟发射特性有效规避了生物组织自发荧光的干扰,信背比(SBR)可达荧光成像的102-103倍。目前公认的机制包括三线态-三线态湮灭(TTA)、电荷分离态重组(CSR)以及缺陷辅助的能量陷阱释放,其中CSR机制在近红外(NIR)窗口(650-900 nm)的探针设计中表现尤为突出。探针设计与性能优化分子工程是提升OAL性能的核心:增强余辉强度:通过引入重原子(如Br、I)或金属配位(如PtII配合物)促进系间窜越(ISC),可使余辉寿命延长至小时级;波长调控5 mm;多模态

    来源:Nature Reviews Bioengineering

    时间:2025-08-08

  • 局部蛋白质结构特征对主要组织相容性复合体I/II类抗原呈递预测的影响机制研究

    在免疫防御的精密作战中,主要组织相容性复合体(MHC)分子如同情报官,将病原蛋白片段呈递给T细胞以启动免疫应答。然而这个过程的预测始终存在盲区——蛋白质的三维结构特征是否会影响抗原呈递效率?早期研究发现MHC-I配体倾向源自α-螺旋区域,而MHC-II配体则与相对表面可及性(RSA)相关,但这些结论均基于小规模数据。随着免疫治疗精准化需求日益迫切,解析结构特征对抗原加工通路的调控机制成为突破预测瓶颈的关键。丹麦技术大学(Technical University of Denmark, DTU)健康技术系的Yat-tsai Richie Wan和Morten Nielsen团队在《Briefin

    来源:Briefings in Bioinformatics

    时间:2025-08-08

  • 表达非分泌型诱饵抵抗性IL-18突变体的溶瘤痘病毒增强抗肿瘤效果与安全性

    在癌症免疫治疗领域,细胞因子如IL-2和IFN-α虽已获批临床应用,但面临半衰期短、需高剂量和系统毒性三大瓶颈。尤其令人遗憾的是,IL-18作为能激活NK细胞和T细胞的关键细胞因子,其临床应用受限于天然存在的诱饵受体IL-18BP(IL-18 binding protein)的抑制作用。更棘手的是,传统递送方式难以在肿瘤局部达到有效浓度,而全身给药又可能引发致命性细胞因子风暴。这些挑战催生了一个关键科学问题:如何安全高效地将经过工程改造的IL-18递送至肿瘤部位?针对这一难题,美国匹兹堡Allegheny Health Network Cancer Institute的Junjie Ye、Zu

    来源:Molecular Therapy Oncology

    时间:2025-08-08

  • 疏水塌缩在细胞毒性淀粉样蛋白寡聚化中的关键作用:Aβ42与βE31的分子动力学比较研究

    淀粉样蛋白在自然界中扮演着双重角色——既是激素储存的功能载体,又是神经退行性疾病的致命杀手。这种神奇的"两面性"源于同一类蛋白质折叠成富含β-折叠的纤维结构(cross-β motif)的能力。然而令人困惑的是,为何β-内啡肽(βE31)作为镇痛激素能在垂体中以淀粉样形式安全储存,而结构相似的Aβ42却会形成致命的寡聚体导致阿尔茨海默病(AD)?这个困扰学界多年的"功能-毒性悖论",正是Virginia Tech(美国弗吉尼亚理工大学)Anne M. Brown团队在《Biophysical Journal》最新研究中试图破解的谜题。研究人员采用全原子分子动力学(MD)模拟技术,对Aβ42和β

    来源:Biophysical Journal

    时间:2025-08-08

  • 组蛋白H3 K9和K27三甲基化通过分子动力学模拟揭示染色质纤维精妙调控机制

    分子动力学模拟技术揭开了组蛋白H3尾部两个关键表观遗传标记——赖氨酸9和27三甲基化(H3K9me3/H3K27me3)的精妙调控面纱。研究发现,虽然游离的H3尾部甲基化后构象变化不明显,但在核小体体系中,甲基化会导致尾部更灵活伸展(K9甲基化效应尤为突出),这种结构变化可能促进其与HP1、PcG等阅读蛋白的相互作用。在含有连接DNA的染色质小体(chromatosome)中,两种甲基化均能增强H3尾部与连接DNA的结合,形成更紧密的染色质结构。更有趣的是,在模拟±2核小体"之字形"堆叠时,K9或K27甲基化会削弱H3尾部与"母体"核小体的作用,反而增强其与"非母体"核小体的互动——这种跨核小

    来源:Biophysical Journal

    时间:2025-08-08

  • 离子强度与膜吸附可调控的Septin聚合协同性机制研究

    细胞依靠细胞骨架聚合物(cytoskeletal polymers)实现运动、分裂和信息传递。作为真核细胞第四类骨架成分,Septin(隔蛋白)虽在膜动力学、胞质分裂和人类疾病中发挥关键作用,但其聚合机制仍存在大量未知。最新研究通过多尺度方法揭示:在溶液环境中,Septin表现出明显的盐离子浓度依赖性协同组装(cooperative assembly),但结合脂质膜后协同性会受到抑制。研究团队采用反应性布朗动力学模拟(reactive Brownian dynamics simulations)证明膜吸附会改变Septin的聚合模式,并通过荧光相关光谱(FCS)定量分析不同盐浓度下的丝状体形成

    来源:Biophysical Journal

    时间:2025-08-08

  • TRPV4通道PIP2调控新机制:动态结合位点识别与变构耦合网络解析

    瞬态受体电位香草素亚型4通道(TRPV4)作为非选择性阳离子通道,在温度感知、渗透压调节、伤害性感受和骨稳态中扮演关键角色。有趣的是,这个通道的活性受到磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)的精细调控,但其分子机制始终笼罩着神秘面纱。现有研究对PIP2的结合位点及功能效应存在显著争议——冷冻电镜结构分析显示,早前提出的N端结构域和ARD结构域结合位点距离膜界面过远,不太可能是主要调控位点。通过结构生物学与计算生物学联姻,研究团队在胞质膜界面附近捕捉到两个潜在的PIP2结合热点。原子级分子模拟和自由能景观分析揭示,这两个位点实际上构成一个连续的动态结合沟槽。在这个带电的分子舞池中,PIP2如同灵活

    来源:Biophysical Journal

    时间:2025-08-08

  • 植物metacaspases在细胞死亡与存活中的双重调控机制及其农业应用价值

    在植物王国里,半胱氨酸蛋白酶家族metacaspases(MCs)正上演着精彩的"双面特工"戏码。这些蛋白分子既像精准的"分子剪刀"参与程序性细胞死亡(PCD),又化身"细胞管家"维护生存稳态。面对高温、干旱或盐胁迫等逆境,MCs通过调控未折叠蛋白响应(UPR)网络,像熟练的质检员般清除错误折叠蛋白。在免疫前线,MCs展现出令人惊叹的情境智能——既能切割产生抗菌肽这类"分子武器",又通过调控免疫受体稳定性参与"免疫凝聚体"组装,像指挥官般精准调控免疫原性细胞死亡。发育过程中,MCs化身"细胞雕塑家",在木质部导管形成和侧根冠发育等PCD相关事件中指导细胞重塑。这些发现揭示了MCs作为分子枢纽协

    来源:Cell Death & Differentiation

    时间:2025-08-08

  • 手性磷酸催化不对称芳基胺化实现机械平面手性轮烷的高效对映选择性合成

    机械平面手性(Mechanically Planar Chirality, MPC)轮烷因其独特的动态手性结构和机械互锁特性,在功能材料与不对称催化领域展现出巨大潜力。传统共价键主导的手性控制策略难以适用于这类由机械键(mechanical bond)构筑的非经典手性体系。研究团队巧妙利用轮烷前体的预组织效应,通过多重氢键和π-π堆积等非共价相互作用固定构象,结合手性磷酸(CPA)催化剂精准的空间识别能力,实现了芳环胺化反应的高效立体控制。突破性体现在三个方面:首先,无需在非反应组分引入导向基团即可获得>90% ee值;其次,产物机械环的可旋转特性赋予其动态手性调节功能;最重要的是,这类

    来源:Chem

    时间:2025-08-08


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