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新型无化石柴油燃料 SLB・100:解决气候与能源困境的绿色希望
在全球气候危机日益严峻的当下,化石燃料的广泛使用成为了气候变暖的 “罪魁祸首”。各国在应对气候变化的征程中,纷纷立下减排目标,可实现这些目标的道路却布满荆棘。从历次 COP 峰会的结论来看,加速淘汰化石燃料迫在眉睫,然而,全球平均气温仍有在本世纪末上升 1.5°C 的风险,这将带来灾难性后果。在交通领域,减排同样面临着巨大挑战。电动汽车(EV)的发展虽然被视为实现交通脱碳的重要途径,但在许多发展中国家,其推广却困难重重。一方面,除了少数城市地区,建设必要的电气化基础设施极为复杂,存在着诸多物流和技术难题;另一方面,这些地区拥有大量老旧的内燃机(ICE)车辆,短期内难以被电动汽车替代,且这些车辆
来源:Biomass and Bioenergy
时间:2025-05-13
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揭秘 PON3 调控大电导 K+通道奥秘:肾脏钾稳态的关键钥匙
在人体这个精密的 “小宇宙” 中,肾脏对于维持体内钠(Na+)和钾(K+)的平衡起着至关重要的作用。其中,醛固酮敏感远端肾单位(aldosterone-sensitive distal nephron,ASDN)更是肾脏调节 Na+和 K+稳态的关键部位。在 ASDN 的闰细胞(intercalated cells,ICs)中,存在一种大电导 K+(BK)通道,它介导着流量诱导的 K+分泌(flow-induced K+ secretion,FIKS),这一过程在维持肾脏 K+平衡方面意义非凡。此前研究发现,对氧磷酶 3(Paraoxonase 3,PON3)主要在 ASDN 中表达,而且它的
来源:Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research
时间:2025-05-13
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综述:抗菌 MXenes:一种用于骨科和牙科植入物表面工程的新兴非抗生素范式
1. 引言在 21 世纪,随着老年人口增多和现代生活方式的选择,医疗植入和基台手术愈发频繁,对骨科和牙科植入物的需求达到历史新高。然而,浮游细菌易在植入物表面定植形成生物膜,引发植入物相关感染(IAIs),如骨髓炎、囊性纤维化和种植体周围炎等,不仅限制植入物寿命,还导致高昂治疗费用和高死亡率。目前控制细菌感染面临诸多难题。尽管抗生素治疗、预防性药物和无菌操作有所发展,但部分植入物仍易受感染,且生物膜的胞外基质(ECM)阻碍抗菌药物作用,促使细菌产生多药耐药性(MDR)。因此,设计多功能非抗生素表面工程策略至关重要。二维(2D)纳米材料,尤其是新一代 MXenes,因其抗菌、抗炎、组织工程和牙周
来源:Bioactive Materials
时间:2025-05-13
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古菌膜脂环化如何影响细胞功能:调控菌毛形成与膜蛋白活性的关键机制
增强膜脂甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)的环化是古菌适应各种环境压力的关键策略。然而,膜脂环化的生理功能仍不明确。在嗜热嗜酸泉古菌嗜酸热硫化叶菌(Sulfolobus acidocaldarius)中,研究发现缺乏 GDGT 环化的 GDGT 环化酶突变体抑制菌毛(archaellum)形成,并降低细胞运动性。这种抑制是由于菌毛操纵子转录减少,可能是因为调节菌毛操纵子表达的跨膜转录因子 ArnRs 的 C 端结构域被切割。转录组和蛋白质组分析表明,GDGT 环化缺陷广泛影响膜相关蛋白(包括呼吸链蛋白)的表达,并降低细胞内 ATP 浓度。此外,系统发育分析表明,GDGT 环化与菌毛形成之间的相关
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-13
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海藻糖二霉菌酸酯通过非经典SNARE互作抑制吞噬体成熟并促进结核分枝杆菌胞内增殖
结核分枝杆菌的细胞外衣富含独特脂质和聚糖,其中海藻糖二霉菌酸酯(TDM)作为最丰富的糖脂成分,能通过多种途径破坏宿主免疫应答。研究团队设计出可点击的光亲和TDM探针,在巨噬细胞中完美模拟天然TDM的功能表型。令人惊讶的是,该探针捕获到宿主细胞中三个关键SNARE蛋白:囊泡运输调节蛋白VTI1B、突触融合蛋白8(STX8)和囊泡相关膜蛋白2(VAMP2)。正常情况下,VTI1B与STX8应和VAMP8形成复合物促进内体融合。但当结核分枝杆菌感染时,这些SNARE蛋白却异常地与VAMP2结合,导致VAMP8介导的经典通路受阻。这种"分子劫持"现象直接抑制了含有病原体的吞噬体与溶酶体的融合过程。进一
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-13
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MEX-5 驱动体外 PGL-3/RNA 凝聚物分解的机制:解析细胞命运调控的关键环节
研究背景细胞利用生物分子凝聚物(biomolecular condensates)来组织生化反应,这些凝聚物无膜结构,其形成和溶解机制却尚不明确。在秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)早期胚胎中,P 颗粒是一种无膜细胞器,富含于生殖系。P 颗粒由众多蛋白质和 RNA 组成,包含 RGG 富集蛋白(如 PGLs)、RNA 解旋酶(如 GLHs)和内在无序蛋白(如 MEG-3/4)等。在卵母细胞中,P 颗粒对称分布于细胞质和核孔上;受精后,随着胚胎极化,细胞质中的 P 颗粒会聚集到单细胞胚胎的一端。研究表明,P 颗粒的这种聚集对于未来生殖系的形成至关重要,且受到胚胎极性机制
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-05-13
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IFN-β 缺失对 HSV-1 潜伏激活及 T 细胞耗竭的补偿作用:揭示关键免疫机制
引言先天免疫系统在病原体入侵时被激活,干扰素(IFNs)系统在病原体清除中发挥关键作用,其中 I 型干扰素包括 IFN-α 和 IFN-β。IFN-α/β 对 HSV-1 感染有很强的抗病毒反应,在体外和体内对控制 HSV-1 感染至关重要。然而,HSV-1 可通过多种机制逃避 IFN 反应。此前多数研究集中于 I 型干扰素在 HSV-1 初次感染中的作用,而其在潜伏感染中的影响尚未明确。本研究旨在探究 IFN-β 缺失对 HSV-1 感染性的影响,以明确 IFN-β 在 HSV-1 潜伏激活中的作用。结果病毒在小鼠眼泪中的复制:用 LAT (+) 或 LAT (-) 病毒感染野生型(WT)和
来源:Journal of Virology
时间:2025-05-13
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北极藻华期间的氮循环:从化能自养到氮同化的微生物群落演替
北极氮循环的微生物驱动机制ABSTRACT北极浮游植物水华是春季至夏季的周期性现象,受极地季节性影响显著。本研究结合宏基因组和宏转录组数据,分析了加拿大德赛海峡2014年3月至7月的微生物群落动态,重点关注氮循环过程。通过重建176个宏基因组组装基因组(MAGs),揭示了从冬季化能自养主导到夏季氮同化策略的生态演替。Community composition微生物群落以细菌为主,但古菌(如Nitrososphaeria)在早春占比高达25%。冬季优势类群为氨氧化古菌Nitrosopumilus_01(占基因组相对丰度19%-21%)和硝化螺旋菌Nitrospinia_01,两者分别高表达氨氧化
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光遗传学结合冷冻电镜断层扫描:解析片状伪足形成中肌动蛋白细胞骨架与膜结构的动态奥秘
在细胞的微观世界里,片状伪足就像是细胞伸出的 “探索触角”,对细胞迁移和内吞作用起着关键作用。然而,长久以来,科学家们在研究片状伪足的超微结构动态时遇到了难题。传统的电子显微镜虽然能呈现细胞的微观结构,但由于样本固定的限制,无法捕捉到细胞结构随时间变化的动态过程,就像给运动的物体拍了一张静态照片,丢失了很多重要信息。为了深入了解片状伪足形成的机制,日本多所机构(东京理科大学、神户大学、大阪大学等)的研究人员开展了一项极具创新性的研究,相关成果发表在《iScience》杂志上。研究人员为了攻克传统研究方法的难题,采用了光遗传学与冷冻电镜断层扫描(cryo-ET)相结合的技术。光遗传学能够通过光精
来源:iScience
时间:2025-05-13
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探秘乳腺癌单细胞克隆:揭示转录可塑性与肿瘤生长奥秘
研究背景尽管对人类癌症的分子研究已识别出多种肿瘤亚型,但疾病进展和治疗耐药仍是癌症治疗的难题。这主要归因于肿瘤细胞的克隆可塑性和亚克隆群体的动态出现。在实体癌中,由于缺乏可靠的标记物,难以对具有克隆形成活性的细胞进行表征。慢病毒条形码技术的出现,使得追踪单细胞来源的克隆成为可能,结合单细胞 RNA 测序(scRNA-seq),能深入研究恶性克隆的转录过程。研究方法构建条形码文库并验证多样性:构建三个条形码文库(BC1 - 3),将特定序列插入 pLARRY - EGFP 载体的 3′非翻译区。对 BC1 和 BC2 进行测序验证,结果显示每个文库约含 100 万个独特条形码序列,且通过计算机模
来源:Cell Reports
时间:2025-05-13
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探秘拟南芥中组蛋白 H2A 及其变体 H2A.Z 和 H2A.W 的奥秘:结构与功能的深度解析
Wang 等人揭示了拟南芥 H2A 变体之间的功能冗余。H2A 在全基因组范围内可替代 H2A.Z 和 H2A.W,而 H2A.Z 主要在常染色质区域替代 H2A 和 H2A.W。此外,含有 H2A、H2A.Z 或 H2A.W 的核小体的冷冻电镜(Cryo-EM)结构相似,这进一步支持了这种冗余性。已知真核生物中有多种组蛋白 H2A 变体。然而,植物中 H2A 与其变体之间的功能关系在很大程度上仍不清楚。研究人员利用 CRISPR-Cas9 编辑技术,构建了拟南芥中缺失四种 H2A 亚型的突变体,并分析了 H2A、H2A.Z 和 H2A.W 之间的功能和结构关系。RNA 测序和表型分析显示,与
来源:Structure
时间:2025-05-13
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定量剖析农杆菌 T-DNA 表达:解锁植物基因工程新密码
在植物生物技术的发展进程中,农杆菌介导的基因转移(Agrobacterium - mediated gene transfer)堪称基石。借助农杆菌将 T-DNA(Transfer - DNA) 转移到植物细胞的细胞核,这一技术开启了植物生物技术的新时代。比如,通过农杆菌浸润法(agroinfiltration),能在烟草叶片中瞬时表达 T-DNA,快速重建复杂的代谢途径和合成基因电路。此外,利用携带大量基因文库的农杆菌,结合下一代测序技术,可并行表征植物 DNA 调控区域。然而,随着相关应用日益复杂,现有认知的短板逐渐暴露。尽管农杆菌介导的基因转移在基础和应用植物生物学中占据关键地位,但人们
来源:Nature Plants
时间:2025-05-13
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生物标志物与心理社会因素协同预测慢性疼痛:开启精准诊疗新篇
在医学领域,慢性疼痛是一个极为普遍且棘手的问题。它如同隐匿在暗处的 “幽灵”,不仅给患者带来身体上的折磨,还严重影响着他们的生活质量。据统计,全球约有 20% - 40% 的人在一生中至少经历过一次慢性疼痛,然而,由于慢性疼痛具有主观性强、个体差异大等特点,目前在诊断和治疗方面都面临着巨大挑战。传统上,医生主要依据患者的症状描述和简单的身体检查来判断疼痛情况,但这种方式缺乏客观性和准确性。而且,疾病或损伤的严重程度并不能可靠地指示疼痛的预后,比如骨关节炎患者关节退变的影像学测量结果,与患者实际感受到的疼痛强度关联性并不强。同时,以往寻找慢性疼痛生物标志物的研究进展缓慢,存在样本量小、数据集通用
来源:Nature Human Behaviour
时间:2025-05-13
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德国人群富克斯内皮角膜营养不良全基因组关联研究:探寻遗传密码,开启诊疗新篇
在眼科疾病的神秘世界里,富克斯内皮角膜营养不良(Fuchs Endothelial Corneal Dystrophy,FECD)是一种常见且棘手的存在。它首次被发现于 1910 年,就像一个隐匿的 “视力窃贼”,悄悄地破坏着人们的视觉健康。这是一种双侧且进展缓慢的疾病,主要侵袭角膜内皮和后弹力层 ,会导致严重的视力损害,尤其偏爱女性,女性患病率比男性高出近四倍,多数患者在 50 岁后才出现症状 。全球范围内,FECD 的患病率差异较大,在日本约为 3.7%,美国为 4%,冰岛则高达 9.1% 。在德国,虽然其确切患病率尚不清楚,但它却是角膜移植的首要原因,占据了角膜移植病例的 46% 。目前
来源:Human Genetics
时间:2025-05-13
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揭秘晚期糖基化终末产物(AGEs)如何重塑腹膜胶原蛋白,解锁腹膜透析新认知
在长期接受腹膜透析的患者中,由于美拉德反应(Maillard reaction)导致的晚期糖基化终末产物(AGEs)在腹膜的积累,一直以来都被认为是个棘手的问题,但其背后的机制尚未完全明晰。胶原蛋白既是 AGEs 沉积的主要底物,又是重要的细胞支架。研究人员开发了一种创新方法,能在接近生理温度的条件下诱导胶原蛋白发生美拉德反应,进而系统评估其结构和功能的改变。研究结果显示,经美拉德反应处理的胶原蛋白,对小分子和中等大小分子的通透性显著增加。此外,这种变性的胶原蛋白会降低黏附间皮细胞的增殖能力,这表明在长期透析过程中,胶原蛋白的糖基化改变与腹膜膜功能的逐渐恶化有关。该研究揭示了此前未被了解的美拉
来源:Human Cell
时间:2025-05-13
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高产环境下油菜早期籽粒灌浆期对温度升高的抗性机制研究
论文解读气候变暖下的油菜生产挑战全球气候变暖正以1.5°C的温升幅度重塑农业生产格局,其中南美洲 subtropical 地区成为陆地增温最显著区域之一。作为全球第三大植物油来源,油菜(Brassica napus L)在智利南部高潜力产区的生产面临严峻威胁——已有研究显示高温可导致其产量下降30%,含油量降低12%,而蛋白质含量却反常提升16-38%。然而,这些结论多来自控温容器实验,其小土壤容积、非自然辐射等条件难以反映真实农田响应。更关键的是,开花后不同阶段(如0-15天与15-30 DAF)对温升的敏感性差异尚未在田间系统评估,而这一时期恰是决定籽粒数(GN)与粒重(GW)的关键窗口。
来源:Field Crops Research
时间:2025-05-13
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GLUT1:抑制自噬依赖性铁死亡,维系食管癌干细胞特性的关键 “钥匙”
食管癌,这个隐匿在人体消化系统中的 “恶魔”,严重威胁着全球人类的健康。它是全球常见的胃肠道恶性肿瘤,也是癌症相关死亡的六大主要原因之一。我国更是食管癌的高发地区,每年新增病例几乎占全球一半,其中又以食管鳞状细胞癌最为常见 。尽管目前有手术切除、新辅助治疗、放疗和免疫治疗等多种手段,但很多患者确诊时已处于中晚期,预后不佳,5 年生存率较低。这就像在黑暗中摸索,人们急切地渴望找到新的治疗方向,为患者带来希望。癌症干细胞(CSCs),作为肿瘤细胞中的特殊群体,拥有自我更新和分化的能力,在肿瘤的发生、发展和复发过程中起着关键作用。它们就像肿瘤中的 “种子”,不断生根发芽,促使肿瘤生长、转移,还让肿瘤
来源:Experimental Cell Research
时间:2025-05-13
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解锁木质素增值新路径:非特异性过氧合酶对木质素二聚体模型化合物的氧化功能化
在自然界中,木质素是地球上第二丰富的生物聚合物,它由三种主要结构单元通过复杂的 C-O 和 C-C 键网络连接而成,其中 β-O-4 醚键占总连接的 50 - 60%。木质素来源广泛,是一种可再生碳源,若能将其解聚为有价值的芳香族化合物,将具有巨大的经济和环境效益。然而,木质素极其复杂的结构给解聚工作带来了巨大挑战。传统的解聚技术,如热液液化、有机溶剂处理或还原催化分馏等,往往需要大量的能量,这不仅成本高昂,还可能对环境造成一定压力。因此,寻找一种高效、环保的木质素解聚及增值方法迫在眉睫。在此背景下,国外研究人员开展了关于非特异性过氧合酶(Unspecific Peroxygenases,UP
来源:Enzyme and Microbial Technology
时间:2025-05-13
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综述:IX 型分泌系统(T9SS)的研究进展:以鸭疫里默氏杆菌为重点的探索
IX 型分泌系统(T9SS)的研究进展:以鸭疫里默氏杆菌为重点的探索细菌分泌系统对细菌的生理过程意义重大,其中 IX 型分泌系统(T9SS)是纤维杆菌 - 绿菌 - 拟杆菌(FCB)超门革兰氏阴性菌特有的蛋白转运机制。本文围绕 T9SS 展开多方面的探讨,同时重点研究其在鸭疫里默氏杆菌中的作用。T9SS 的结构和功能组件PorL/GldL–PorM/GldM 复合体:PorL 和 PorM 是 T9SS 锚定在内膜(IM)的关键成员。PorL 有两个 N 端跨膜螺旋和一个胞质 C 端结构域,PorM 有一个跨膜螺旋和一个跨越周质空间的区域。二者形成能量转移复合体,质子动力驱动的 PorM 二聚
来源:Current Research in Microbial Sciences
时间:2025-05-13
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绿色合成纳米氧化铈:比化学合成品更具优势的潜在纳米药物
在生命科学和健康医学领域,氧化应激相关疾病一直是研究的热点与难点。人体正常的生理活动依赖于体内抗氧化机制和活性氧 / 氮物种(ROS/RNS)生成之间的精妙平衡。然而,一旦这种平衡被打破,如受到基因突变、炎症、缺血 / 再灌注损伤等因素影响,氧化应激便会乘虚而入。氧化应激与动脉粥样硬化、糖尿病、阿尔茨海默病,甚至癌症等多种严重疾病紧密相连,给人类健康带来了巨大威胁。为了对抗氧化应激引发的各类疾病,人们一直在寻找有效的抗氧化疗法。传统的小分子抗氧化剂虽然在理论上具有清除自由基的能力,但在实际应用中却困难重重。它们普遍存在生物利用度低、给药方式复杂、抗氧化能力有限等问题,这使得它们在对抗氧化应激的
来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
时间:2025-05-13