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古老基因组加倍事件驱动蜘蛛纺丝器发育与进化
蜘蛛丝是自然界已知最坚韧的材料之一,其卓越的抗拉强度和弹性引起了材料科学和合成生物学领域的广泛兴趣。蜘蛛能够通过位于腹部后端的特殊结构——纺丝器,挤出并操控多种类型的丝,以适应不同的生态需求。然而,纺丝器这一关键附属器官是如何在演化过程中起源和发展的,其背后的遗传机制一直是未解之谜。此前的研究提出了两种竞争性假说:“鳃起源假说”认为纺丝器源于古生代节肢动物的鳃,而“腿起源假说”则认为其由祖先的腿部演化而来,但这些假说大多基于基因表达数据,缺乏功能层面的直接验证。此外,基因组学研究提示蜘蛛及其近亲(如蝎子和鞭蝎)可能经历了一次古老的全基因组加倍(WGD)事件,这被认为是驱动生物创新和多样化的重要
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2026-01-16
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利用分裂毒素CRISPR筛选平台系统性鉴定人类成肌细胞融合调控因子的研究
肌肉是人体运动系统的核心组成部分,其正常发育对维持生命活动至关重要。然而,肌肉缺陷常见于人类发育性疾病,常导致严重的功能障碍。这些缺陷源于复杂的组织相互作用和罕见的基因突变,凸显了系统性鉴定调控人类肌肉生成(myogenesis)细胞自主性机制的必要性。尽管利用模式生物的研究揭示了骨骼肌生成的基本机制,但物种间遗传相互作用的差异可能导致对相同基因突变产生不同的表型反应。特别是大多数模式生物遗传多样性有限,可能在遗传异质性更强的人类群体中才会显现的基因功能被掩盖。这些局限性凸显了直接在人类系统中研究基因功能,以更好理解人类疾病分子基础的重要性。近期,永生化人类成肌细胞已成为研究人类肌肉发育和疾病
来源:Nature Communications
时间:2026-01-16
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CHAMP1通过调控MyoD-Myomaker轴介导人成肌细胞融合与肌肉发育的新机制
骨骼肌的发育和再生依赖于成肌细胞的融合,这一过程由肌肉特异性融合蛋白Myomaker(MYMK)和Myomixer(MYMX)精密调控。然而,调控这些融合蛋白表达的分子机制尚不明确。与此同时,CHAMP1基因突变会导致CHAMP1综合征,患者表现为发育迟缓、肌张力低下和肌无力,但CHAMP1在肌肉发育中的具体功能仍是未解之谜。为解决这一科学问题,研究团队通过CRISPR筛选平台发现CHAMP1是成肌细胞融合的关键调控因子。在《Nature Communications》发表的这项研究中,作者证实CHAMP1缺失的人成肌细胞在体外和移植到免疫缺陷小鼠体内后均出现融合障碍。令人惊讶的是,CHAMP
来源:Nature Communications
时间:2026-01-16
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基于多重Cas12a sgRNA阵列的高特异性体内基因敲除技术及其在果蝇模型中的优化应用
在基因组编辑技术飞速发展的今天,CRISPR系统已成为生命科学研究的重要工具。然而在多细胞生物体中,CRISPR介导的基因敲除仍面临三大挑战:单个引导RNA(sgRNA)活性不足导致的编辑效率低下,DNA双链断裂修复产生的遗传嵌合现象,以及难以避免的脱靶效应。这些限制严重影响了功能基因组研究的准确性和可重复性,特别是在模式生物体内实验中尤为明显。德国癌症研究中心的Fillip Port、Michael Boutros及其团队在《Nature Communications》发表的最新研究中,提出了一种创新解决方案。他们通过将优化后的Cas12a+核酸酶与四重sgRNA阵列相结合,成功构建了高效特
来源:Nature Communications
时间:2026-01-16
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CRISPR-AuNP:金纳米颗粒平台的物理化学优化实现低成本、模块化非病毒基因编辑用于造血干细胞/祖细胞治疗
基因编辑技术CRISPR-Cas9自2012年问世以来,彻底改变了生命科学领域的研究范式,尤其在治疗遗传性疾病方面展现出巨大潜力。2023年,基于CRISPR-Cas9编辑的自体造血干细胞/祖细胞(HSPC)疗法Casgevy®相继在美国和英国获批用于镰状细胞病治疗,标志着基因编辑临床应用的里程碑。然而,当前HSPC的离体基因编辑仍依赖电穿孔技术,这一过程存在细胞毒性高、需专用设备、成本昂贵等局限,严重制约了其全球可及性。此外,病毒载体递送CRISPR组件可能因长期表达增加基因毒性风险,而脂质纳米颗粒(LNP)等非病毒递送系统在HSPC中易受细胞翻译活性低的限制。因此,开发安全、高效、低成本的
来源:Gene Therapy
时间:2026-01-16
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嗜肺军团菌血清群1 ST901型导致旅行相关性军团病的基因组特征与进化机制研究
摘要1987至2021年间,意大利北部莫尔维诺(Molveno)地区的22家酒店共报告61例旅行相关性军团病(TALD)病例。病原体鉴定显示,患者和酒店供水系统分离的嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)血清群1(Lp1)均属于序列型(ST)901——一种在意大利乃至全球罕见报道的旅行相关感染基因型。研究通过全基因组测序(WGS)分析41株分离株(含3株临床株),基于核心基因组多位点序列分型(cgMLST)、单核苷酸多态性(SNP)和泛基因组分析构建系统发育树,发现Lp ST901形成独立进化枝,其基因组携带多种辅助基因组岛(AGI),部分与已知流行株(如Alcoy、Cor
来源:Pathogens and Global Health
时间:2026-01-16
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免疫突触分子敲除的iPSC技术为通用型T细胞疗法提供广谱NK细胞抗性
在细胞治疗领域,异体诱导多能干细胞(iPSC)来源的T细胞(iT细胞)被誉为"现货型"疗法的希望之星,然而这颗新星在临床应用的天空中却始终被一片名为"免疫排斥"的乌云所笼罩。当来自他人的iT细胞进入患者体内,患者免疫系统会因人类白细胞抗原(HLA)不匹配而将其视为异物展开攻击。特别是当科学家们通过基因编辑敲除β2微球蛋白(B2M)等分子来隐藏细胞身份以躲避T细胞攻击时,却意外触发了自然杀伤(NK)细胞的"缺失自我"反应机制——这些免疫哨兵会将缺乏HLA-I类分子的细胞判定为异常细胞而格杀勿论。面对这一困境,研究团队曾尝试多种策略,如过表达HLA-E来抑制NKG2A+NK细胞,或敲除PVR以避免
来源:Regenerative Therapy
时间:2026-01-16
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综述:提高芥菜产量和胁迫抗性的育种技术进展:全面综述
芥菜(Brassica juncea)作为全球第三大油料作物,在印度等主要生产国面临遗传基础狭窄及日益加剧的生物与非生物胁迫挑战。本综述系统整合了传统育种、基因组学、基因编辑、杂交体系与胁迫生理学等多领域进展,旨在构建综合育种框架,推动芥菜产量与抗逆性的协同提升。产量决定因素在芥菜中,产量受多基因控制的复杂数量性状支配。重要农艺性状包括株高、单株角果数、每角果粒数、千粒重以及分枝模式等。通过数量性状位点(QTL)作图和Meta-QTL(MQTL)分析,研究人员已鉴定出超过800个与产量相关的QTL,分布于A和B基因组的多条染色体上,为标记辅助选择(MAS)提供了精确的靶点。遗传因子:分枝与抗病
来源:Reproduction and Breeding
时间:2026-01-16
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一种用于L-选择素的超灵敏分裂适配体传感器:将切割酶辅助的3D DNA行走器技术与CRISPR-Cas12a信号放大技术相结合
李周|焦贤伟|张玉婷|严长岭河南师范大学体育学院,中国河南省新乡市453007摘要L-选择素是一种白细胞粘附受体,在粘附级联反应的早期阶段起着关键作用,有助于白细胞在炎症和免疫监视过程中迁移到周围组织。临床研究表明,L-选择素是治疗多种急性和慢性炎症疾病的潜在候选药物。阐明L-选择素附近的细胞信号通路可能会为特定细胞类型或疾病提供独特的治疗方法。本研究描述了一种基于L-选择素特异性裂解适配体的精确且灵敏的荧光生物传感器的开发过程。该传感器利用切割酶辅助的DNA行走技术和CRISPR-Cas12a实现双信号放大。L-选择素的校准曲线显示检测限为0.45 ng/mL,线性范围为10至1280 ng
来源:Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry
时间:2026-01-16
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可扩展的双步CRISPR基因组编辑策略实现多基因座全长度基因人源化小鼠模型的构建
在生物医学研究中,小鼠因其与人类基因高度同源而成为不可或缺的模型生物。然而,物种间非编码区和调控元件的差异常导致基因表达模式不同,限制了小鼠模型在模拟人类生物学过程中的应用。全长度基因人源化(FL-GH)通过完整替换小鼠基因座为人类同源序列,有望解决这一难题,但传统技术受限于DNA插入片段大小、复杂操作流程和特殊材料需求,难以实现超过10 kbp的大片段精准替换。针对这一挑战,日本东京大学医学科学研究所的田口淳平(Jumpei Taguchi)团队在《Nature Communications》发表研究,提出名为TECHNO(Two-step ES Cell-based HumaNizatiO
来源:Nature Communications
时间:2026-01-15
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综述:利用植物天然产物增强生物胁迫抗性
引言植物与其生物胁迫因子(如病原体和害虫)在长期共进化过程中,形成了复杂的防御机制。植物天然产物(PNPs)作为专门化代谢物,在这一过程中扮演着关键角色。它们通常被划分为两类:组成型产生的植物抗毒素(phytoanticipins)和胁迫诱导产生的植物抗毒素(phytoalexins)。随着化学农药对非靶标生物和生态环境的负面影响日益受到关注,PNPs作为环保型生物农药的替代品受到了广泛重视。植物的免疫系统通过识别病原体相关分子模式(PAMP)触发模式触发免疫(PTI),或通过细胞内核苷酸结合富亮氨酸重复受体(NLR)识别病原体分泌的效应子,从而引发效应子触发免疫(ETI)。防御性PNPs在此
来源:Current Opinion in Biotechnology
时间:2026-01-15
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NIR-II仿生纳米平台通过光遗传学编辑CD274增强头颈鳞癌免疫原性及光免疫治疗
头颈鳞状细胞癌(HNSCC)是全球第六大常见癌症,约占头颈部肿瘤的90%。尽管免疫检查点阻断(ICB)疗法在HNSCC治疗中取得了显著突破,但肿瘤固有的低免疫原性微环境和有限的T细胞浸润严重限制了其疗效。特别是HNSCC常表现为"冷肿瘤"特征,缺乏足够的T细胞浸润和免疫抑制性微环境,导致对ICB疗法的反应不佳。此外,目前针对CD274(PD-L1)的单克隆抗体虽然已成为多种癌症的标准治疗,但由于CD274在正常组织中广泛分布,其广泛阻断可能导致严重的免疫相关炎症反应,如免疫性肺炎、心肌炎和甲状腺功能减退等,严重影响ICB治疗的临床效果。针对这些挑战,浙江人民医院康复医学中心的研究团队在《Mat
来源:Materials Today Bio
时间:2026-01-15
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使用无需PAM的CRISPR-Cas12a系统结合引物延伸扩增技术对piRNAs进行灵敏检测
陈翔|余妍|梁志刚|秦露露|徐冠宏|魏芳迪|杨静|胡琴|岑瑶南京医科大学药学院,中国江苏省南京市211166摘要基于CRISPR-Cas12a的诊断平台从根本上改变了核酸检测的范式。然而,其广泛应用仍受到原间隔序列(PAM)的限制。为了解决这一限制,我们开发了一种无PAM引物延伸扩增(PF-PEA)策略,该策略有效规避了对PAM的依赖性,同时保持了强大的检测效果。该方法采用一种引物序列,该序列能够在非目标链上进行聚合酶介导的延伸,从而连续再生无PAM的双链DNA激活剂,其激活效率可与依赖PAM的系统相媲美。通过将PF-PEA与趾爪介导的链位移和引物延伸扩增结合,建立了一个级联信号放大平台,用于
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2026-01-15
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综述:用于烟草花叶病毒属病毒监测和管理的先进分子工具
1 引言烟草花叶病毒属(Tobamovirus, Virgaviridae)是一类具有单链RNA基因组的植物病毒,其病毒粒子呈刚性杆状,这种结构有助于其在机械传播过程中的存活。它们能在物体表面、土壤中持久存在,并通过种子传播。历史上,烟草花叶病毒(TMV)和番茄花叶病毒(ToMV)是重要的致病病原,但抗性基因(如Tm-22)的引入已减轻了其危害。然而,水平基因转移产生的新物种,如番茄斑驳花叶病毒(ToMMV)和番茄褐色皱果病毒(ToBRFV),对全球茄科作物产量构成了新挑战。ToBRFV于2015年在约旦和以色列首次发现,此后在温室番茄作物中引发了毁灭性疫情。据报道,它能感染超过90%的植株,
来源:Frontiers in Plant Science
时间:2026-01-15
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CRISPR-on-Chip技术:即时诊断领域的革命性融合与前景展望
CRISPR-Cas系统:从基因编辑工具到诊断利器CRISPR-Cas系统最初是原核生物抵御噬菌体感染的适应性免疫机制。经过工程化改造,特别是CRISPR-Cas9的出现,使其成为强大的基因编辑工具。在诊断领域,CRISPR-Cas系统(如Cas9, Cas12, Cas13)因其高特异性和灵敏度而受到青睐。Cas12和Cas13酶在识别特定DNA或RNA靶标后,会表现出“旁路切割”活性,能够非特异性切割周围的报告分子(如荧光标记的ssDNA或ssRNA),从而产生可检测的信号。尽管存在脱靶效应、样品制备污染风险以及定量能力有限等挑战,但通过信号放大策略(如结合RPA、LAMP等等温扩增技术)
来源:ACS Nano
时间:2026-01-15
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基于天然树液的CRISPR-Cas12a辅助RT-RPA检测方法,用于特异性识别柑橘黄脉清除病毒
Rakesh Kumar | Susheel Kumar Sharma | Nishant Srivastava | Pooja Bhardwaj | Sini Kumari | Abhinav Rawat | Viswanathan Chinnusamy | Virendra Kumar Baranwal | Nitika Gupta印度新德里-110012,ICAR-印度农业研究所,植物病理学系,植物病毒学高级中心摘要Citrus yellow vein clearing virus (CYVCV) 是一种全球范围内新出现的柑橘病毒,常见于印度的柑橘果园中。早期检测 CYVCV 对防止其通
来源:Crop Protection
时间:2026-01-15
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综述:基于CRISPR的基因组编辑技术在豆类作物中的挑战与机遇
摘要在过去的几十年里,豆类基因组学领域取得了巨大的进展。为豆类作物生成的基因组信息正通过分子育种和转基因方法得到应用。然而,知识产生与实际利用之间的差距却在不断扩大。在这方面,基因组编辑技术的最新发展为利用现有知识改良豆类作物提供了极好的机会。本文重点介绍了基于 clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated protein 9 (Cas9) 的基因组编辑技术的最新进展,包括 Cas 变体/同源物、无 protospacer adjacent motif (PAMless)
来源:Functional & Integrative Genomics
时间:2026-01-15
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CADEM:利用CRISPR技术在物种水平上检测分枝杆菌的cfDNA,以辅助肺部疾病诊断
朴承吉(Seungil Park)| 库邦汉(Bonhan Koo)| 金明圭(Myoung Gyu Kim)| 李恩英(Eun Yeong Lee)| 李孝珠(Hyo Joo Lee)| 罗延贞(Yeonjeong Roh)| 李敏珠(Minju Lee)| 白彩恩(Chae Eun Bae)| 李世元(Sei Won Lee)| 康英爱(Young Ae Kang)| 申勇(Yong Shin)韩国首尔延世大学生命科学与生物技术学院生物技术系,邮编03722摘要背景由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,MTB)和非结核分枝杆菌(nontuberculous
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2026-01-15
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热敏水凝胶增强的RPA-CRISPR/Cas12a生物传感器,用于超灵敏检测乳腺癌ctDNA中的甲基化位点
Jianxun Hou|Yingjie Wang|Weiguang Yuan|Yajie Gong|Yuanyuan Yu|Xuquan Qin|Hui Li|Youxue Zhang|Huawen Shi|Yanbo Chen|Xianyu Zhang哈尔滨医科大学附属医院,中国黑龙江省哈尔滨市150086摘要背景乳腺癌组织与正常组织之间存在甲基化差异。肿瘤细胞释放的甲基化循环肿瘤DNA(ctDNA)为使用甲基化ctDNA进行乳腺癌液体活检提供了基础。然而,至今在ctDNA中检测低丰度甲基化位点仍然是一个重大挑战。现有的单管检测系统无法避免CRISPR/Cas12a切割导致的靶标耗竭,从而降
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2026-01-15
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综述:可编程智能CAR-T细胞设计:一种由逻辑门、条件激活、异体策略和人工智能驱动的精准免疫治疗新范式
作者:裴振文、齐艾、向帆、顾张远、陈波、钱慧海军军医大学长征医院普通外科,中国上海凤阳路415号,200003摘要嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法在血液系统恶性肿瘤治疗中取得了前所未有的成功,但在实体瘤治疗中面临诸多挑战。这些挑战包括严重的“靶内”和“靶外”毒性、抗原异质性,以及具有抑制免疫作用的肿瘤微环境——其中致密的细胞外基质会成为阻碍T细胞浸润的物理屏障。为了解决这些问题,本文提出了一个全面的有效性、安全性和可及性(ESA)框架,用于设计下一代“智能”CAR-T细胞。我们探讨了可编程布尔逻辑门(AND、OR、NOT)和条件激活系统(如synNotch、聚焦超声)的实现方法,这些技术使
来源:Cancer Letters
时间:2026-01-14