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人类诱导多能干细胞(hiPSC)高通量研究用稳健可并行化生物工艺的缩小优化
在再生医学领域,人类诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells, hiPSCs)因其可分化为多种细胞类型的特性,成为细胞治疗和疾病研究的重要工具。然而,当前 hiPSC 衍生疗法在临床试验中普遍面临疗效有限的困境,这反映出科学界对调控细胞表型的分子网络理解不足。同时,传统大规模培养系统成本高昂,严重限制了对人工微环境(如供体差异、培养基成分等)与细胞 outcomes 关联的高通量研究。如何在降低成本的同时实现 hiPSC 高效扩增,成为推动再生医学发展的关键挑战。为突破上述瓶颈,加拿大卡尔加里大学(University of Calgary)的研
来源:Biotechnology Reports
时间:2025-05-23
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空心HZSM-5分子筛可控合成及其在巨型芒草生物油催化脱氧中的应用研究
随着化石能源枯竭与环境问题加剧,木质纤维素生物质作为可再生资源备受关注。巨型芒草(GM)因其年产量高(10-40吨/公顷)、适应性强等特点成为理想生物能源原料。快速热解技术可将GM转化为生物油,但产物中高达43.1%的氧含量导致酸性强、热值低等问题,亟需高效催化升级。传统HZSM-5分子筛虽具有MFI结构(5.1-5.6 Å十元环通道)适合生成苯、甲苯等单环芳烃(BTX),但其微孔结构限制大分子氧合物的扩散,易引发积碳和二次反应。为解决这一难题,日本弘前大学Penglong Jia团队在《Bioresource Technology》发表研究,通过梯度铝分布设计结合可控碱处理,成功制备系列空心
来源:Bioresource Technology
时间:2025-05-23
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揭示Ganaspis kimorum越冬策略:温度介导滞育对铃木氏果蝇生物防治的优化意义
随着全球气候变暖与物种入侵加剧,铃木氏果蝇(Drosophila suzukii)因其特殊的产卵器结构和快速扩散能力,已成为危害浆果作物的世界性害虫。传统化学防治面临抗药性挑战,而源自东亚的寄生蜂Ganaspis kimorum因其高度宿主特异性被选为经典生物防治剂。然而,该天敌在引入地区的越冬能力与滞育机制尚不明确,直接影响其田间定殖效果。瑞士CABI研究所与意大利特伦托大学等机构合作,在《Biological Control》发表研究,通过多站点田间实验结合实验室分析,首次系统解析了G. kimorum的越冬生物学特性。研究团队在2021-2024年间,于瑞士(德尔émont、Cadena
来源:Biological Control
时间:2025-05-23
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DNA 与细胞免疫通过 B 细胞受体双重生成立体特异性和线性特异性单克隆抗体及其治疗应用
论文解读在生命科学与医学领域,单克隆抗体(单抗)因其靶向性成为疾病治疗的重要工具。然而,多数已获批单抗仅能识别抗原的一级结构(氨基酸序列),难以利用天然构象的完整抗原进行致敏,这限制了其在体内精准识别靶抗原天然构象(如二级、三级结构)的能力,尤其在肿瘤等疾病的分子靶向治疗中,无法充分发挥作用。例如,人类 Ephrin 型 - A 受体 2(hEphA2)作为受体型酪氨酸激酶(RTKs)家族成员,在乳腺癌、卵巢癌等多种肿瘤中高度过表达,其天然构象的精准识别对开发针对性治疗药物至关重要,但传统技术难以满足需求。为突破这一瓶颈,研究人员围绕如何高效生成识别完整抗原构象的单抗展开研究。日本学者 Chi
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects
时间:2025-05-23
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脂质饱和度对苯乙烯马来酸脂质纳米颗粒(SMALPs)结构特性的影响机制研究
细胞膜作为生命活动的重要场所,其复杂的脂质组成和三维结构一直是科学家探索的焦点。膜蛋白约占生物体蛋白质总量的三分之一,在细胞信号传导、物质运输等过程中发挥关键作用,是重要的药物靶点。然而,由于膜蛋白天然存在于异质性的脂质双层环境中,其结构解析面临溶解性、稳定性等诸多挑战。传统膜模拟系统如胶束、脂质体等各有局限,而基于苯乙烯马来酸共聚物(Styrene Maleic Acid, SMA)形成的脂质纳米颗粒(SMALPs)因其能直接溶解膜蛋白并保持天然膜环境而备受关注。美国俄亥俄州立大学的研究团队在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembrane
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes
时间:2025-05-23
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儿童肝母细胞瘤(Hepatoblastoma)的诊疗进展与挑战:从流行病学到精准治疗
肝母细胞瘤(Hepatoblastoma, HB)这个儿童肝脏"头号杀手",每年悄悄侵袭着每百万儿童中1.5个弱小生命。这些多发生在18月龄小患者身上的肿瘤,就像潜伏的定时炸弹,常以腹部包块拉响警报,偶尔伴随腹痛、黄疸甚至性早熟等迷惑性症状。值得注意的是,出生时体重不足的宝宝和携带Beckwith-Wiedemann综合征、家族性腺瘤性息肉病等基因缺陷的儿童,其患病风险显著升高。诊断这场"捉迷藏"游戏中,超声打头阵,MRI增强扫描做主力,而CT则化身"肺部侦探"专抓转移灶。PRETEXT分期系统如同作战地图,指导着外科医生决定切除范围,或判断是否需要启动化疗"地毯式轰炸",甚至祭出肝移植终极武
来源:Nature Reviews Disease Primers
时间:2025-05-23
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2016-2019年A(H1N1)pdm09流感病毒的进化与致病性衰减特征研究
2009年爆发的甲型H1N1流感大流行病毒(A(H1N1)pdm09)虽已转为季节性流行株,但其持续十余年的进化轨迹仍充满未知。随着疫苗株的频繁更替(2017-2020年间更换5次),科学家们迫切需解答:这些病毒是否在传播中获得更强致病性?抑或为适应宿主而自我弱化?大阪大学微生物病研究所Tokiko Watanabe团队在《npj Viruses》发表的研究,首次系统揭示2016-2019年流行株呈现"自限性进化"的生物学证据。研究采用多学科交叉策略:通过HA基因系统发育分析划分病毒亚支;选取9株代表性毒株(含WHO疫苗推荐株)进行A549人肺细胞生长动力学实验;建立BALB/c小鼠感染模型评
来源:npj Viruses
时间:2025-05-23
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全长 Pfs48/45 与强效单克隆抗体复合物的结构解析及其对疟疾传播阻断干预的启示
论文解读疟疾是严重威胁全球公共卫生的重大传染病,2023 年全球约 59.7 万人死于疟疾,其中撒哈拉以南非洲五岁以下儿童占比极高。疟原虫通过蚊子传播的复杂生命周期使其疫苗研发面临巨大挑战,现有疫苗多靶向无性血液阶段或 pre-erythrocytic 阶段,而靶向性阶段抗原以阻断传播的策略(如传播阻断疫苗 TBVs)成为重要补充。Pfs48/45 是疟原虫配子表面关键蛋白,对疟原虫在蚊子中肠发育至关重要,是 TBVs 和单克隆抗体(mAbs)的核心靶点。然而,该蛋白结构不稳定、表位信息有限,尤其是除结构域 3(D3)外的抑制性表位认知不足,严重制约了高效免疫原的设计。为填补这一空白,加拿大病
来源:Nature Structural & Molecular Biology
时间:2025-05-23
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果蝇谱系中二核苷酸偏好驱动密码子偏好逆转的进化动力学解析
这项突破性研究揭开了果蝇进化史中令人费解的同义密码子偏好逆转之谜。通过比较黑腹果蝇(D. melanogaster)和拟果蝇(D. simulans)谱系的基因组多态性模式,研究者捕捉到NAT密码子取代NAC密码子的反常进化轨迹。精妙的群体遗传学分析显示,X染色体位点比常染色体表现出更显著的等位基因频率差异和固定速率加速,暗示着自然选择效力的动态变化。有趣的是,这种偏好逆转特异性地发生在能被queuosine修饰tRNA识别的NAY密码子家族。但真正的幕后推手其实是基因组普遍存在的二核苷酸偏好——ApT组合始终压制着ApC组合,这种效应在编码区和非编码区均持续存在。当翻译选择对GC结尾密码子的
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-23
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白羽扇豆 CCR1 类受体激酶调控簇生根与根瘤发育的系统自调节机制
植物根系发育受系统信号通路精密调控以优化养分获取。在豆科植物中,结瘤自调节(Autoregulation of Nodulation, AoN)通路系统控制根瘤增殖,而根瘤是高耗能器官。影响 AoN 通路的突变会导致超结瘤表型,并伴随根系发育改变,但这种根系发育的改变是否具有系统性并与结瘤协同尚不清楚。本研究在白羽扇豆(Lupinus albus)中鉴定出组成型簇生根 1(constitutive cluster root 1, ccr1)突变体,该突变体在正常条件下持续产生过量簇生根(Cluster Root, CR)。研究发现,CCR1 是 AoN 通路关键调控因子 HAR1/SUNN/N
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-23
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水平转移的功能多样性转座子(TEs)是真核生物内含子(intron)新生成的主要来源
自剪接体内含子(spliceosomal intron)在真核基因组中被发现以来,这些神秘序列的新生成机制始终是未解之谜。科学家们将目光聚焦于一类特殊转座元件——"内含子生成者(introners)",这类转座子(TEs)能在插入基因组时产生新的内含子。通过对跨越17亿年进化的201个物种、8,716个基因组的分析,研究者鉴定出1,093个introner家族。令人惊讶的是,这些元件竟源自功能迥异的古老TEs家族:包括末端反向重复序列DNA转座子(TIR DNA TEs)、逆转录转座子(retrotransposons)、隐转座子(cryptons)和螺旋转座子(helitrons)等。研究更
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-23
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布基纳法索西部冈比亚按蚊中微孢子虫MB的生命周期研究揭示八孢子生殖现象及其疟疾防控潜力
微孢子虫MB的生命周期解析幼虫与蛹期:生殖腺特异性定植通过优化组织切片技术,研究发现MB在四龄幼虫(4th instar)生殖腺中形成直径5–10 μm的球形簇状结构,通过荧光标记(Alexa Fluor 488-18S FISH)和赫斯特染色(Hoechst)确认其仅存在于发育中的性腺组织。雄性蛹睾丸中同样观察到MB聚集,提示其通过生殖系统垂直传播的保守性。成虫期:性别特异性感染模式雌性成虫中MB严格定位于卵巢,感染程度在不同卵泡中呈现显著差异。部分个体精囊(spermathecae)检测到MB信号,证实了交配过程中的水平传播(horizontal transmission)。雄性成虫睾丸中
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胞外囊泡(EVs)关联共聚焦荧光与透射电镜表征的实用方案
研究背景与技术挑战胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)作为由细胞释放的膜包裹纳米颗粒(30-1000 nm),在真菌致病、耐药及免疫调节中具关键作用。传统激光扫描共聚焦显微镜(Laser Scanning Confocal Microscopy, LSCM)受衍射极限限制(分辨率约 250 nm),难以清晰成像 < 200 nm 的 EVs;透射电镜(Transmission Electron Microscopy, TEM)虽具纳米级分辨率(<1 nm),但样本制备复杂且易产生假象。关联光镜 - 电镜技术(Correlative Light and
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-05-23
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复杂憩室炎结肠黏膜样本的宏转录组分析:探究活跃微生物群落在疾病中的功能作用
研究背景与目的憩室炎是结肠憩室的急性炎症性疾病,复杂型常伴随脓肿、瘘管等严重并发症,好发于 60 岁以上人群,病因尚不明确,肠道微生物群失调被认为是潜在因素。传统 16S rRNA 基因分析仅能鉴定细菌组成,无法揭示转录活性及功能通路。本研究通过鸟枪法宏转录组学(shotgun metatranscriptomics)分析 20 例复杂憩室炎患者的 40 份病变(CD)及邻近正常黏膜(CD-AN)样本,旨在解析活跃微生物类群及其基因表达模式与疾病的关联。材料与方法患者特征纳入 20 例复杂憩室炎患者,年龄 38-75 岁(平均 55 岁),BMI 20-59(平均 31.4),男 8 例,女
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-05-23
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牛溶血曼氏杆菌荚膜及黏附素突变株在牛体内的黏膜定植研究
研究背景与目的牛溶血曼氏杆菌(Mannheimia haemolytica,Mh)是牛呼吸道疾病(bovine respiratory disease,BRD)的主要病原体,其荚膜和表面黏附素被认为与呼吸道黏膜的黏附定植相关。本研究通过构建 Mh 血清 1 型的荚膜生物合成基因簇缺失突变株(∆cap)和假定黏附素基因缺失突变株(∆adh123),利用犊牛攻毒模型,结合牛疱疹病毒 1 型(bovine herpesvirus-1,BHV-1)感染,探究不同突变株在牛上呼吸道的定植能力及动态变化,为 BRD 的防控策略提供理论依据。材料与方法突变株构建:利用温度敏感型质粒 pCT109GA189-
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-05-23
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细菌肠胃炎非培养诊断检测(CIDT)与传统培养法的细菌排出动力学对比研究
研究背景与目的细菌性肠胃炎在全球范围内造成显著健康、社会和经济负担。加拿大每年估计有 1950 万例肠胃炎,其中沙门氏菌、弯曲菌和产志贺毒素大肠杆菌(STEC)是最常见的细菌性肠道病原体。传统粪便培养虽为微生物诊断金标准,但因流程缓慢、劳动强度大且性能不稳定,许多临床实验室开始采用非培养诊断检测(culture-independent diagnostic testing, CIDT),如 BD MAX 肠道细菌检测组(基于核酸检测)。然而,CIDT 阳性持续时间是否因微生物 DNA 排出长于传统培养的活菌排出尚不清楚,且两者对比数据有限。本研究首次评估三种常见肠道病原体在粪便中的 CIDT
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-05-23
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新冠康复者病毒排泄对基于废水的流行病学推断的影响
新冠病毒(SARS-CoV-2)疫情期间,基于废水的流行病学(WBE)成为监测传染病传播的重要工具,其通过检测废水中的病毒信号来追踪疫情进展。然而,越来越多的研究发现,部分感染者在康复后数周至数月内仍会通过胃肠道持续排泄病毒 RNA,这种现象被称为 “康复期病毒排泄”。尽管已知多种病原体存在胃肠道长期排病毒现象,但康复期排病毒对废水流行病学推断的具体影响尚未完全明确。在疫情早期,康复者数量较少,其排病毒量可能被活跃感染者的病毒信号掩盖,但随着疫情发展,当康复者数量超过新增感染者时,其排病毒的影响可能显著增强,甚至干扰对疫情真实动态的判断,如误判传播高峰时间或忽视新变种的出现。因此,深入探究康复
来源:Communications Medicine
时间:2025-05-23
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新型单体环状置换亮黄色荧光蛋白mCLIFY的特性解析与结构基础研究
荧光蛋白技术的持续优化正在推动细胞定位研究和生物传感器性能的革新。目前最亮的黄色荧光蛋白YPet(源自水母Aequorea victoria的绿色荧光蛋白GFP变体Venus)虽亮度比Venus高30%,但其在细胞实验浓度下易形成二聚体(KD1-2=3.4 μM),严重影响荧光强度、旋转自由度、能量转移(FRET)及寿命的定量分析。最新研究通过环状置换技术改造YPet,并替换参与二聚化的关键氨基酸,成功获得单体化变体mCLIFY。该蛋白在浓度高达40 μM时仍保持单体状态,同时继承了YPet优异的光物理特性。通过1.57 Å高分辨率X射线晶体学结构解析,研究者不仅阐明了mCLIFY亮度提升的结
来源:Biophysical Journal
时间:2025-05-23
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染色体各向同性构象波动中的集体性:揭示细胞周期非依赖的核内异质性机制
真核生物间期染色体在细胞核内维持着动态三维构象。传统研究主要依赖染色体构象捕获技术(3C)获取染色体区域接触频率,而这项突破性工作通过顺序荧光原位杂交(seqFISH+)结合多组学方法,首次系统描绘了446个小鼠胚胎干细胞(mESCs)中单条染色体的聚合物特性波动。研究人员对空间基因组学数据及核因子信号(包括组蛋白修饰、重复DNA序列和染色体间区室蛋白)进行主成分分析(PCA),揭示染色体波动存在两种典型模式:各向同性波动呈现跨染色体类型的同步化特征,这种细胞周期非依赖的外在异质性(extrinsic heterogeneity)反映了核内全局协调机制;而各向异性波动则形成纺锤状构象,与重复D
来源:Biophysical Journal
时间:2025-05-23
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细菌两两互作通过瞬时速度峰值促进运动
对于近表面游动的细菌而言,两两相遇不可避免并影响其群体行为。然而受限于三维追踪互作细菌的技术,人们对相遇事件如何影响细菌动力学知之甚少。本研究通过三维全息追踪实验与流体力学模拟相结合的方法,阐释了相遇状态下大肠杆菌(E. coli)的运动特征。研究发现,与其他菌体相遇会引发大肠杆菌游泳速度和角度的瞬时显著波动,同时削弱其时间相关性,这与单独菌体的运动特征形成对比。值得注意的是,当细菌以面对面方式接近时两者均会加速,而在追逐过程中两者均会减速。总体而言,一对平滑游动的大肠杆菌的运动由相对角度、速度和细胞间距共同决定,这一结论通过流体力学模拟得到验证。表面的存在会减弱相遇过程中的速度峰值。此外,相
来源:Biophysical Journal
时间:2025-05-23