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异戊酰辅酶A脱氢酶的结构解析:底物特异性机制与异戊酸血症相关突变的功能影响
在人体代谢的精密网络中,亮氨酸分解代谢犹如一条关键的高速公路,而异戊酰辅酶A脱氢酶(IVD)就是这条路上的重要收费站。当这个"收费站"出现故障时,代谢车辆就会堵塞,导致毒性代谢物堆积,引发被称为异戊酸血症(IVA)的罕见遗传病。患者会出现喂养困难、呕吐、代谢性酸中毒甚至"汗脚气味"等奇特症状。尽管科学家们早已知道IVD是亮氨酸代谢第三步的关键酶,能将异戊酰辅酶A转化为3-甲基巴豆酰辅酶A,但对其精确工作机制和突变致病机理的认识仍如雾里看花。特别是随着基因检测普及,越来越多临床意义未明的IVD变异被检出,但医生们却缺乏判断其致病性的"分子标尺"。为揭开这些谜团,研究人员选择从结构生物学角度切入。
来源:Research
时间:2025-05-29
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CDKN1C新发变异导致Beckwith-Wiedemann谱系伴非典型并发症的分子机制研究
研究背景与意义Beckwith-Wiedemann谱系(BWSp)是一种由11p15.5染色体区域表观遗传或遗传异常引起的基因组印记疾病,典型特征包括巨舌、脐膨出和过度生长。然而,约20%患者表现出非典型症状,这给临床诊断带来挑战。CDKN1C作为BWSp的关键致病基因,其母源等位基因变异可导致疾病发生,但常规检测往往忽略等位基因溯源,使得非典型病例的分子诊断存在不确定性。研究方法与技术名古屋大学医学院团队对一例伴胆汁淤积和肠旋转不良的BWSp患儿开展研究。通过全外显子测序(WES)发现CDKN1C新发无义变异(NM_001122630.2:c.655C>T),并采用PacBio长读长测
来源:Human Genome Variation
时间:2025-05-29
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基于线粒体基因组的猫型亚目系统发育冲突解析与适应性进化特征研究
猫型亚目食肉动物正面临栖息地破碎化与气候变化的双重生存挑战,而模糊的系统发育关系和未阐明的适应机制严重阻碍保护策略制定。这项研究通过解析75个现存物种的线粒体基因组(含新测序的侏獴Helogale parvula、狐獴Suricata suricatta和巽他云豹Neofelis diardi),一举解决了长期存在的分类学争议。贝叶斯系统发育重建以极高支持度(后验概率PP=1.0)证实猫科(Felidae)与獭灵猫科(Prionodontidae)的姐妹群关系,彻底颠覆了传统形态学分类体系。分子钟分析显示,猫型亚目冠群起源于中始新世(46百万年前),其关键辐射事件与渐新世-中新世气候剧变及大陆
来源:Heredity
时间:2025-05-29
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儿童癌症患者自体造血干细胞移植后NK细胞呈现活化及蜕膜样表型的动态特征与临床意义研究
在儿童癌症治疗领域,自体造血干细胞移植(autoHSCT)是神经母细胞瘤等实体瘤的重要治疗手段,但移植后免疫系统重建的机制尚未完全阐明。自然杀伤(NK)细胞作为先天免疫的关键效应细胞,虽在移植后最早恢复,但其功能动态变化与临床预后的关联仍存在认知空白。尤其令人困惑的是,成人研究中发现移植后NK细胞会呈现类似妊娠期子宫蜕膜NK细胞的特殊表型,这种现象在儿童患者中是否存在、如何调控、有何临床意义,成为亟待解决的科学问题。为破解这一难题,来自西班牙巴斯克地区克鲁塞斯大学医院等机构的研究团队开展了前瞻性研究。通过对13例3-11岁儿童癌症患者移植前后5个时间点的系统分析,结合8例健康成人对照实验,首次
来源:Communications Medicine
时间:2025-05-29
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石墨烯不对称π电子限域单原子铂实现高效酸性析氢及质子交换膜电解槽超低铂载量稳定运行
这项突破性研究揭示了如何通过精巧的电子结构设计打破单原子催化剂的"活性-稳定性权衡"困境。当单层石墨烯包裹的钴镍(CoNi)纳米合金与铂(Pt)单原子相遇时,奇妙的电子舞蹈开始了——CoNi的3d轨道与石墨烯2p轨道杂化,打破π电子共轭对称性,形成富含不对称电子的微环境。这种独特的电子限域效应像磁铁般牢牢锚定Pt原子,同时通过电子转移使Pt位点获得富电子特性,使其在酸性析氢反应(HER)中既展现惊人的催化活性,又具备钢铁般的耐久性。实际应用表现更令人振奋:装配该催化剂的质子交换膜水电解槽(PEMWE)创下双纪录——在仅1.2微克每平方厘米的铂载量下,既实现了4安培每平方厘米@2.02伏的高效产
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N-杂环卡宾-铱(III)催化可见光诱导1,3-二烯1,4-氨基烷基化的绿色合成新策略
这项突破性研究揭示了N-杂环卡宾-铱(III)(NHC-Ir(III))配合物在蓝光催化下的独特性能。与传统过渡金属催化的1,3-二烯3,4-双官能团化不同,该体系通过光诱导的烯丙基自由基/阳离子交叉机制,首次实现了1-芳基取代1,3-二烯的1,4-氨基烷基化。关键发现包括:1)新型NHC-Ir(III)催化剂兼具氧化活性和π-π堆积效应,促使邻苯二甲酰亚胺基与芳基二烯产生特异性相互作用2)以N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯同时作为烷基化和胺化试剂,构建C(sp3)-N键3)反应条件温和(室温、可见光),产率高达82-95%,dr值>20:1机理研究表明,该转化经历三个关键步骤:• 蓝光激发Ir
来源:Chem Catalysis
时间:2025-05-29
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紫细菌低光适应下稳健捕光特性的分子机制与网络动态研究
紫细菌通过低光适应维持捕光能力,但其分子机制一直不明确。通过结合冷冻电镜(cryo-EM)、超快光谱和理论建模,研究确定了分子和网络水平的结构和动力学变化,这些变化可增强能量传输,以在低光下平衡捕获和陷阱。这些观察加深了对自然条件下捕光的理解,并可为稳健人工系统的设计原则提供见解。紫细菌在波动条件下的高效捕光是至关重要的。作为最古老和高效的光合生物之一,紫细菌通过表达光谱移动的天线复合体并形成广泛的天线域来适应低光环境,增加能量捕获。利用冷冻电镜(cryo-EM)和超快光谱,发现氢键模式可精确诱导光谱移动,重新分配天线复合体内的能量。通过补充模拟进一步表明,重新分配可增强能量传输,以在广泛的天
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突破50%效率壁垒:短波红外多结激光功率转换器的设计与优化
突破效率瓶颈的激光功率转换技术在光电转换领域,突破50%效率壁垒一直是研究者追逐的目标。这项研究报道了在短波红外波段实现53.6%转换效率的多结激光功率转换器(PPC),为远程供电系统带来了革命性突破。10结InGaAs PPC的性能突破研究团队通过金属有机气相外延(MOVPE)技术制备了10结InGaAs PPC器件。这些2.2×2.9 mm2的芯片在1.52 μm激光照射下实现了46.4%的转换效率,开路电压达到5.78 V。值得注意的是,器件的最大功率点电压为5.01 V,完全满足标准电子设备(1.8 V/3.3 V/5 V)的供电需求。创新性的厚度测量方法研究团队开发了两种精确测量吸收
来源:Cell Reports Physical Science
时间:2025-05-29
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综述:全球卫生服务人员冒名顶替综合征患病率:一项系统评价和荟萃分析
冒名顶替综合征(Imposter Syndrome, IS)是指个体持续无法将成就归因于自身能力,而归结为运气或外部因素的现象,其与焦虑、抑郁等心理症状密切相关,对心理健康和职业表现存在潜在负面影响。本综述旨在通过系统评价和荟萃分析,明确 IS 在全球卫生服务人员中的患病率及相关因素。研究方法与数据筛选研究遵循 PRISMA 指南,于 2024 年 12 月 20 日系统检索 PubMed、Embase 等国际数据库,使用 “prevalence”“Imposter Syndrome” 等关键词,结合手动检索和灰色文献查询,无出版年份限制。纳入标准为英文发表的原创性横断面研究,提供 IS 患病
来源:BMC Psychology
时间:2025-05-29
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接种假红球菌R79T增强苹果再植病土壤中根际细菌群落多样性并调控其结构
苹果再植病(Apple Replant Disease, ARD)是困扰全球果园的顽疾,当新苹果树栽种于曾种植过苹果的土壤时,会出现根系发黑、生物量下降等症状。传统观点认为这与土壤病原菌积累有关,但近年研究发现,苹果根系分泌的植物抗毒素(phytoalexins)如联苯(biphenyls)和二苯并呋喃(dibenzofurans)可能通过抑制有益微生物加剧病害。如何打破这一恶性循环?德国赫尔穆霍兹慕尼黑研究中心的研究团队独辟蹊径,尝试用一株能“吃掉”有毒化合物的细菌——假红球菌R79T(Rhodococcus pseudokoreensis R79T)来修复土壤微生物生态。研究人员设计了一项
来源:BMC Plant Biology
时间:2025-05-29
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利用沙雷氏菌和荧光假单胞菌通过吸收调控和抗氧化调节增强水稻生长及缓解镉毒性的生态友好作用
随着工业化和农业现代化进程,土壤重金属污染已成为威胁全球粮食安全的重大环境问题。其中镉(Cd)因其高毒性、强迁移性和生物富集性,被列为优先控制污染物。当这种重金属通过根系进入水稻——这个养活全球半数人口的主粮作物后,会引发一系列连锁反应:从抑制光合色素合成、破坏气孔导度,到诱发活性氧(ROS)爆发导致膜脂过氧化,最终表现为植株矮化、产量锐减。更严峻的是,镉通过食物链在人体肝脏和肾脏累积,可能引发"痛痛病"等慢性中毒。传统修复方法如客土法成本高昂,化学钝化剂可能造成二次污染,因此寻找生态友好的生物修复策略迫在眉睫。来自沙特阿拉伯Taif大学和波兰波兹南生命科学大学的研究团队在《BMC Plant
来源:BMC Plant Biology
时间:2025-05-29
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纳米纤维素辅助绿色合成铁纳米颗粒对丛枝菌根真菌共生金盏花生长及生理特性的影响
金盏花(Calendula officinalis L.)作为重要的药用植物,其富含的黄酮类、类胡萝卜素和精油等生物活性成分在医药、化妆品领域应用广泛。然而,铁元素作为植物光合作用、呼吸作用等关键代谢过程的必需元素,在中性至碱性土壤中易形成难溶性化合物,导致植物缺铁失绿( chlorosis)、生长受阻。传统铁肥如硫酸亚铁易氧化、螯合铁(如 Fe-EDDHA)成本高且可能污染环境,如何高效补充铁营养成为农业生产中的难题。与此同时,丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)与植物根系形成的共生体系可通过扩展根系吸收范围、分泌螯合剂等方式提升养分利用率,但
来源:BMC Plant Biology
时间:2025-05-29
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RNase A样和胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶中保守结构拓扑的序列折叠分析揭示蛋白质进化中的趋同机制
蛋白质如何从线性氨基酸序列折叠成功能性的三维结构,一直是生命科学的核心问题。尽管Anfinsen法则确立了序列决定结构的理论基础,但具体折叠路径仍如“分子迷宫”般难以破解。尤其令人困惑的是,进化上远缘的蛋白质(如RNase A样和胰蛋白酶样丝氨酸蛋白酶)竟能形成相似的结构模块,这暗示着折叠机制可能存在未被发现的普适性规律。日本的研究团队K.M.Ahsanul Kabir、Takuya Takahashi和Takeshi Kikuchi*在《BMC Molecular and Cell Biology》发表研究,通过计算生物学手段揭示了这一谜题。他们发现,尽管这两类蛋白在SCOPe数据库中被划分
来源:BMC Molecular and Cell Biology
时间:2025-05-29
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双抗大豆种质中Rag2与Rsv1-h紧密连锁重组单倍型的开发及其在三营养级植物-昆虫-病原互作系统中的应用
在全球粮食安全面临严峻挑战的背景下,大豆作为最重要的油料和蛋白作物之一,其生产系统正遭受大豆蚜虫(Aphis glycines)和大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus, SMV)的双重威胁。这种独特的生物互作系统构成了一个典型的三营养级关系:植物宿主-昆虫媒介-病毒病原体。其中,大豆蚜虫不仅是造成北美地区年均42.5亿美元损失的直接害虫,更是SMV传播的自然媒介,而SMV感染可导致种子质量下降和显著减产。更复杂的是,这两个生物胁迫因子在进化过程中形成了相互依存的生存策略——病毒依赖蚜虫传播,而蚜虫取食行为又受病毒感染状态调控,这种协同进化关系使得传统单一抗性育种策略面临严峻挑
来源:BMC Genomics
时间:2025-05-29
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综述:NGS和SNP微阵列在法医实践中的实施:机遇与障碍
背景DNA分析技术历经40年发展,从限制性片段长度多态性(RFLP)到短串联重复序列(STR)毛细管电泳(CE),已成为法医鉴定的金标准。然而,CE技术在多重检测能力、降解DNA分析和复杂亲缘关系判定等方面存在明显局限。新一代测序(NGS)和SNP微阵列技术的出现,为突破这些瓶颈提供了新思路。当前技术:STR-CE的黄金标准STR是1-6个碱基的串联重复序列,通过毛细管电泳(CE)分离不同长度片段进行分型。商用试剂盒如GlobalFilerTM可同时检测27个STR位点,随机匹配概率低至10-31。但CE技术面临三大挑战:降解DNA分析受限,即使使用250bp以下的mini-STR仍可能丢失信
来源:BMC Genomics
时间:2025-05-29
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紫纹岩扇贝(Crassadoma gigantea)基因组草图组装及其在种群遗传与水产养殖研究中的意义
在海洋生物研究领域,紫纹岩扇贝(Crassadoma gigantea)作为一种分布于北美西海岸、从阿拉斯加北部至墨西哥北部浅海区域(最深达 50 米)的双壳贝类,虽未商业化捕捞,但其兼具 recreational harvest 价值与 aquaculture 潜力,且因栖息地碎片化和易受过度捕捞影响,成为 conservation 关注对象。然而,此前 NCBI 数据库中该物种基因组存在组装碎片化严重( scaffold N50 仅 2.9 kb)、完整性低(BUSCO 完整性 25.9%)等问题,难以满足种群遗传结构、基因流与环境适应机制等研究需求。为填补这一空白,美国加州大学圣巴巴拉分
来源:BMC Genomic Data
时间:2025-05-29
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开源自托管工具Valsci:基于大语言模型的自动化科学文献验证系统及其在生物信息学中的应用
在科学文献呈指数级增长的今天,研究人员正面临着一个甜蜜的烦恼:每天都有大量新论文发表,但要从浩如烟海的文献中验证某个科学假设却变得愈发困难。传统的人工文献综述方法不仅耗时耗力——平均每小时只能验证4个主张,还容易因人为因素产生误差。更令人头疼的是,当前主流的大语言模型(LLM)虽然能快速生成答案,却常常"信口开河"——虚构不存在的参考文献,这种现象在业内被称为"幻觉"(hallucination),在GPT-4o等模型的测试中,引用幻觉率高达100%。佐治亚理工学院系统生物学研究中心的研究人员Brice Edelman和Jeffrey Skolnick决心改变这一现状。他们开发的开源工具Val
来源:BMC Bioinformatics
时间:2025-05-29
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辣椒素通过 AMPK/SIRT1/β-catenin/RUNX2 通路对抗地塞米松诱导的大鼠骨质疏松及代谢紊乱的研究
由于糖皮质激素(GCs)强大的免疫抑制和抗炎作用,长期使用该疗法是导致骨折和继发性骨质疏松的常见原因。瞬时受体电位香草酸亚型 1(TRPV1)已被证实在维持骨稳态和预防骨疾病中发挥作用。辣椒素作为 TRPV1 激动剂,天然存在于辣椒中。为此,本研究利用地塞米松(Dexa)诱导的骨质疏松大鼠模型,将辣椒素的抗骨吸收特性与骨质疏松传统治疗药物阿仑膦酸钠进行比较。六周内,五组大鼠分别接受载体、单独 Dexa(0.1 mg/kg,皮下注射)或 Dexa 加阿仑膦酸钠(1 mg/kg,口服)或辣椒素(1 或 2.5 mg/kg,口服)处理。实验结束后,测量骨钙素、核因子 κB 受体活化因子配体(RANK
来源:Journal of Molecular Histology
时间:2025-05-29
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缬草提取物联合辅酶Q10对乙醇诱导胃溃疡的协同修复作用及机制研究
胃溃疡影响着全球10%的人口,其并发症如穿孔、出血可能致命。缬草提取物与辅酶Q10(CoQ10)这对天然组合拳展现出惊人潜力——既能对抗炎症,又能抵御氧化损伤。科研团队设计精妙实验:先给大鼠灌胃乙醇"制造"胃溃疡,1小时后分组给予缬草提取物、CoQ10或双剑合璧。显微镜下触目惊心:溃疡组胃黏膜惨不忍睹,胃底腺(fundic glands)全军覆没,表面黏液上皮细胞(surface mucous epithelial cells)集体"脱岗",还伴有大面积出血和纤维化。单药治疗组虽有好转,但真正力挽狂澜的是联合治疗组——胃黏膜几乎恢复如初,就像没受过伤害。扫描电镜(SEM)捕捉到戏剧性转变:从溃
来源:Journal of Molecular Histology
时间:2025-05-29
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镉暴露对睾丸间质细胞外泌体分泌及细胞通路的影响研究
翻译镉是一种有毒重金属,可破坏不同细胞的分泌功能,并在男性生殖系统中引发病理变化。然而,镉对睾丸间质细胞(Leydig cells)外泌体分泌及细胞通路的干扰作用尚未明确。本研究将30只C57BL/6雄性小鼠分为两组:一组饮用纯净水,另一组饮用含50 mg/L氯化镉(CdCl2)的水,持续三个月。这是首次通过体内和体外实验联合分析发现,对照组表现出较强的免疫反应性和免疫信号传导,外泌体标志蛋白CD63及多囊泡体(multivesicular bodies, MVBs)通过免疫组化、免疫荧光和透射电子显微镜观察到高分泌水平。对照组睾丸间质细胞维持正常的类固醇生成通路,支持健康、有活力的精子生成。
来源:Journal of Molecular Histology
时间:2025-05-29