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TaWI12 基因:解锁小麦花发育奥秘,开启高产育种新篇
小麦,作为全球最重要的粮食作物之一,为人类提供了丰富的植物蛋白和各类营养物质,在保障全球粮食安全方面占据着举足轻重的地位。随着全球人口的不断增长,预计到 2050 年将增加 30%,对粮食的需求也在持续攀升。然而,在气候变化的大背景下,极端天气频繁出现,可耕地面积不断减少,这些因素都给小麦的产量带来了巨大挑战。如何提高小麦产量,成为了科研人员亟待解决的重要课题。在小麦的生长过程中,花的发育至关重要,它直接关系到小麦的繁殖和产量。正常情况下,小麦花由一个雌蕊、三个雄蕊以及其他营养器官组成。但在自然状态下,会出现一些异常的雌蕊突变体,这其中包括多雌蕊类型,像三雌蕊突变体(TP)、三雌蕊小花突变体(
来源:BMC Plant Biology
时间:2025-02-10
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葡萄无籽突变体花粉不育的分子机制解析:基于比较配子发生与基因组特征的研究
葡萄作为全球重要的经济作物,其无籽品种因食用便利性和加工优势备受市场青睐。然而无籽性状的形成机制复杂,主要分为假受精型(stenospermocarpy)和单性结实型(parthenocarpy)两类,其中由花粉不育导致的单性结实机制研究相对薄弱。印度Agharkar研究所Ravindra Patil团队以γ射线诱变获得的葡萄品种ARI 516无籽突变体为材料,在《BMC Plant Biology》发表研究,系统解析了花粉不育的分子基础。研究采用多组学联用策略:通过扫描电镜和亚历山大染色确认突变体花粉形态异常(19.7%正常率)和活力低下(13.1%);利用Illumina HiSeq平台进
来源:BMC Plant Biology
时间:2025-02-10
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埃及市售乳制品中乳酸菌菌株全基因组测序及益生特性研究:挖掘潜在益生宝藏
在健康意识日益高涨的当下,益生菌因其对人体健康的诸多益处,在全球范围内掀起研究热潮。益生菌是指当摄入足够数量时,能对宿主健康产生有益影响的活微生物。如今,许多食品、药品和动物饲料中都添加了益生菌。然而在埃及,医疗市场上用于膳食补充剂的益生菌全部依赖进口,这不仅成本高昂,还难以满足本土多样化的需求。因此,寻找和开发本地的益生菌资源成为亟待解决的问题。为了填补这一空白,来自埃及国防部生物防御传染病和新兴疾病中心以及班哈大学科学学院植物学和微生物学系的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Microbiology》杂志上。此次研究中,研究人员采用了多种关键技术方法。首先是样本采集与菌
来源:BMC Microbiology
时间:2025-02-10
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基于CRISPR多基因编辑与免疫检查点阻断协同治疗胶质母细胞瘤的“一体化”多功能细胞外囊泡递送系统
胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的原发性脑肿瘤,患者中位生存期不足2年,传统治疗手段收效甚微。这种"冷肿瘤"特征表现为免疫抑制微环境和血脑屏障(BBB)阻碍药物递送的双重困境。更棘手的是,单一疗法难以同时解决肿瘤细胞增殖、血管异常增生和免疫逃逸等多重病理机制。面对这些挑战,空军军医大学的研究团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表创新成果,通过工程化细胞外囊泡(EV)构建"多管齐下"的治疗方案。研究采用基因工程改造EV表面共表达PD-1和angiopep-2,内部装载Cas9/sgRNA核糖核蛋白复合物(RNP),创建了AP-sgPV-EV系统。关键技术包括:
来源:Journal of Nanobiotechnology
时间:2025-02-10
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综述:CRISPR/Cas 基因组编辑技术在棉花精准育种中的作用机制、研究进展及应用前景
CRISPR/Cas 基因组编辑技术在棉花精准育种中的作用机制、研究进展及应用前景棉花(Gossypium hirsutum L.)作为全球最重要的农作物之一,对纺织业发展和数百万棉农生计意义重大。随着需求的持续增长,提升棉花产量成为当务之急。基因组编辑技术,尤其是成簇规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR 相关蛋白(Cas)工具的出现,为棉花性状改良带来了新契机,与其他基因工程手段相比,它能更精准、高效地对棉花基因组进行调控。1. 棉花的重要性及基因组编辑需求棉花不仅是天然纤维的重要来源,其种子还可用于生产食用油、动物饲料及工业产品。棉花基因组具有多种倍性类型且结构复杂,栽培的
来源:Journal of Cotton Research
时间:2025-02-10
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OsHMA3过表达比 OsNramp5 基因敲除更有效地降低水稻籽粒镉含量 —— 保障大米安全的新突破
在我们的日常生活中,大米是超过 40% 世界人口的主食。然而,有一种看不见的 “危险分子” 正潜伏在大米中,那就是镉(Cd)。镉及其化合物对大多数生物体都具有高毒性,人体长期接触镉可能会引发癌症,还会对各个器官系统造成损害。而水稻偏偏对镉 “情有独钟”,它比其他作物更容易从稻田里吸收镉,并把这些镉积累在籽粒中,这让人们在享受大米带来的饱腹感时,也不知不觉地将镉摄入体内,健康受到严重威胁。为了应对这一严峻问题,来自新加坡淡马锡生命科学实验室(Temasek Life Sciences Laboratory)以及新加坡国立大学生物科学系(Department of Biological Scien
来源:BMC Research Notes
时间:2025-02-10
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氮营养与灰霉菌BcPNL1协同调控拟南芥易感性的分子机制解析
在农业生产中,灰霉菌(Botrytis cinerea)引发的灰霉病每年造成巨大经济损失,而氮肥施用与作物抗病性的矛盾一直是困扰农业生产的难题。这种病原真菌通过分泌大量细胞壁降解酶(如果胶裂解酶PNLs和聚半乳糖醛酸酶PGs)侵染植物,但环境因素(如氮营养)如何影响这一过程尚不明确。更令人困惑的是,植物细胞壁降解产物寡聚半乳糖醛酸(OGs)既能作为损伤相关分子模式(DAMPs)激活免疫,又能被某些病原体"劫持"用于抑制防御反应,这种双重功能的调控机制亟待解析。法国农业科学院(INRAE)的Antoine Daviere团队在《Communications Biology》发表的研究,首次揭示了
来源:Communications Biology
时间:2025-02-10
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CRISPR–Cas13:开拓 RNA 编辑新领域,引领核酸治疗新时代
引言核酸治疗领域中,CRISPR 技术是创新疾病治疗方法的先锋。CRISPR–Cas9 介导的 DNA 编辑可修复基因突变,为疾病治疗提供了有力策略。而 CRISPR–Cas13 系统作为 RNA 编辑的有效工具,在核酸治疗领域取得了显著进展。CRISPR–Cas13 系统属于 2 类 VI 型系统,由单个效应蛋白 Cas13 与 CRISPR RNA(crRNA)复合而成,无需 tracrRNA。Cas13 蛋白含有核苷酸结合结构域,具备加工前体 crRNA、切割靶 RNA 和降解非特异性旁系 RNA 的能力。该系统在 crRNA 引导下,无需原间隔序列相邻基序(PAM)就能靶向 RNA 序
来源:BIODESIGN RESEARCH
时间:2025-02-10
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TAp63γ:肿瘤抑制而非发育的关键 TP63 异构体 —— 开辟癌症治疗新方向
在生命科学的神秘世界里,细胞的生长、分化和死亡受到众多基因的精密调控。TP63 基因作为其中一员,一直备受科研人员关注。TP63 能表达出 TAp63 和 ΔNp63 两种蛋白,它们又可通过不同的剪接方式产生多种异构体,在肿瘤抑制和组织发育等过程中发挥着重要作用。然而,p63γ这一异构体的生物学功能却如同隐藏在迷雾中,长期未被清晰揭示。以往研究虽对 TAp63α 和 ΔNp63α 的功能有了一定了解,但 p63γ的作用仍是个谜。由于其功能的不确定性,在肿瘤防治和发育生物学等领域,科研人员面临着诸多困惑,无法精准地制定干预策略。为了驱散这层迷雾,来自美国加利福尼亚大学戴维斯分校等机构的研究人员踏
来源:Cell Death Discovery
时间:2025-02-08
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OsWRKY23-DNR1模块调控水稻亚种间氮利用效率差异的分子机制及其育种应用
在农业生产中,氮肥的过度使用已成为全球性难题。虽然氮肥显著提高了作物产量,但其利用率不足40%,不仅造成资源浪费,更导致严重的面源污染。作为全球半数人口的主粮,水稻的氮利用效率(NUE)存在显著亚种差异——籼稻通常比粳稻具有更强的硝酸盐(NO3-)吸收能力,但这一现象背后的分子机制长期不明。中国的研究团队通过构建82个单片段代换系(SSSL),发现位于1号染色体长臂的OsWRKY23基因是调控亚种间NUE差异的关键因子。该基因在粳稻中存在393bp的启动子插入片段,导致其表达量显著高于籼稻品种。研究人员采用CRISPR/Cas9技术创制突变体,证实OsWRKY23通过直接激活DNR1(一种通过
来源:Nature Communications
时间:2025-02-07
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SKI复合体缺失导致9p21.3缺失或MSI-H癌症依赖PELO:新型合成致死靶点的发现与机制解析
研究背景癌症基因组变异常导致独特的治疗脆弱性,但如何精准识别这些靶点仍是挑战。9p21.3染色体区域缺失(见于15%人类癌症)和微卫星不稳定性高(MSI-H)是两种常见分子亚型,均与不良预后相关。尽管已知9p21.3缺失会丢失CDKN2A等抑癌基因,但相邻基因如FOCAD的共缺失作用尚不明确;而MSI-H虽与免疫治疗响应相关,其特异性依赖机制仍有待探索。研究设计与技术方法研究团队通过癌症依赖图谱(DepMap)的CRISPR筛选数据,结合多组学分析鉴定出PELO的合成致死效应。关键技术包括:1)基于CRISPRi的基因敲低验证;2)患者来源类器官模型和异种移植实验;3)蛋白质组学分析SKIC稳
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STAT6 突变在滤泡性淋巴瘤中的 “救场” 与 “助攻”:重塑 IL4/STAT6/RRAGD/mTOR 信号通路
在血液肿瘤的世界里,滤泡性淋巴瘤(Follicular Lymphoma,FL)是一种常见却又棘手的存在。它是最常见的惰性 B 细胞淋巴瘤,在美国,每年新发病例约 14,000 例,患病总人数约 100,000 例 。常规疗法难以治愈 FL,而且与其他淋巴肿瘤相比,针对 FL 的靶向药物研发进展缓慢。FL 的临床病程和生物学特性差异很大,这既受到肿瘤细胞自身因素的影响,也和肿瘤所处的微环境脱不了干系。在微环境众多影响因素中,IL-4 与 IL-4R 这对配体 - 受体组合,通过 Janus 激活激酶(JAKs)和信号转导及转录激活因子 6(STAT6)传递信号,对 FL B 细胞和正常 B 细
来源:Leukemia
时间:2025-02-06
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揭示 LXRα突变奥秘:胆固醇感应与代谢功能障碍相关脂肪性肝炎的关键联系
在现代社会,随着人们生活方式的改变和肥胖率的上升,肝脏疾病的发病率也日益增加。代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)作为一种严重的肝脏疾病,正逐渐成为肝脏疾病、肝衰竭和肝细胞癌的主要诱因。然而,目前人们对于是什么驱动了从单纯的脂肪性肝病(MASLD,以前称为非酒精性脂肪肝病)向 MASH 的转变,以及其中的具体机制,仍然知之甚少。这就好比在黑暗中摸索,我们知道疾病的存在,却不清楚引发它的 “导火索”,这给 MASH 的防治带来了极大的困难。为了揭开这层面纱,来自美国弗吉尼亚大学医学院(University of Virginia School of Medicine)的研究人员开展了一项极具意
来源:Nature Communications
时间:2025-02-06
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解锁工程化免疫细胞疗法治疗实体瘤的潜力
在医学领域,实体瘤一直是困扰患者和医生的难题。传统治疗手段在面对晚期实体瘤时,效果往往不尽如人意。免疫细胞疗法作为一种新兴的治疗方式,给众多患者带来了新的希望,但它在应用过程中也遇到了不少阻碍。比如,肿瘤微环境(TME)的免疫抑制作用,使得免疫细胞难以发挥正常功能;还有,免疫细胞在肿瘤部位的归巢能力不足,以及存在脱靶毒性等问题。为了突破这些困境,来自西班牙多家机构(Hospital Clínic、August Pi I Sunyer Biomedical Research Institute (IDIBAPS)、University of Barcelona 等)的研究人员开展了关于工程化免疫
来源:Nature Communications
时间:2025-02-06
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肝素钠助力 CRISPR 检测:实现通用快速的一锅式核酸检测新突破
近年来,病毒引发的大规模传染病频繁爆发,如寨卡病毒、埃博拉病毒、SARS-CoV-2 和猴痘病毒等。其中,SARS-CoV-2 在两年内导致约 1600 万人死亡,全球平均预期寿命降低 1.6 年。在这样严峻的形势下,快速有效的监测系统对于遏制疫情传播至关重要。然而,传统的基于定量聚合酶链反应(qPCR)的检测方法存在诸多弊端。其检测流程繁琐,从采样、运输到检测,整个过程需要 4 - 24 小时,耗时较长;而且实验室建设和运行成本高昂。与此同时,以抗原检测和等温扩增技术为代表的即时检测(POCT)方法,虽然能在 10 - 30 分钟内得出结果,但它们的灵敏度有限,假阴性率较高,这极大地限制了其
来源:Nature Communications
时间:2025-02-06
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解析 Cas5-HNH/Cascade 复合物 RNA 引导 DNA 降解的结构基础:解锁新型 CRISPR-Cas 系统的奥秘
在微生物的世界里,一场看不见的战争每天都在上演。细菌等原核生物时刻面临着外来遗传物质,如噬菌体和质粒的入侵威胁。为了抵御这些 “敌人”,原核生物进化出了一套强大的防御武器 ——CRISPR(成簇规律间隔短回文重复序列)-Cas(CRISPR 相关蛋白)系统。CRISPR-Cas 系统就像是原核生物的 “基因免疫系统”,其中 CRISPR 阵列由保守的重复序列和可变的间隔序列组成,这些间隔序列来源于外来核酸,是原核生物的 “免疫记忆”。转录产生的 CRISPR RNA(crRNA)会与 Cas 蛋白组装成大型核糖核蛋白监测复合物,识别并降解入侵的外源 DNA。根据组成和作用方式的不同,CRISP
来源:Nature Communications
时间:2025-02-06
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OLIG2 介导的罕见干细胞命运转变:刺猬信号通路型髓母细胞瘤的潜在治疗新靶点
在儿童癌症的世界里,髓母细胞瘤(Medulloblastoma,MB)是一种常见且恶性程度较高的脑肿瘤,其中刺猬信号通路亚型(SHH-MB)更是让医生们头疼不已。目前针对 SHH-MB 的治疗面临诸多困境,尽管对其基因组特征有了不少研究,但靶向 SHH 通路的治疗并不能有效防止肿瘤局部复发,而且长期抑制 SHH 通路还会对中枢神经系统以及其他系统的发育产生不良影响。同时,肿瘤内细胞的异质性使得治疗难以彻底清除癌细胞,容易导致复发。在这样的背景下,探寻新的治疗靶点和策略迫在眉睫。来自加拿大多伦多病童医院等机构的研究人员勇敢地迎接挑战,开展了一项意义重大的研究。他们深入探索 SHH-MB 中肿瘤细
来源:Nature Communications
时间:2025-02-06
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揭示少突胶质细胞沉默元件:解析常染色体显性遗传性白质脑病(ADLD)致病机制的关键突破
在神经科学领域,许多神经系统疾病的发病机制一直是科研人员努力攻克的难题。常染色体显性遗传性白质脑病(Autosomal Dominant Leukodystrophy,ADLD)是一种致命的成人发病的进行性神经系统疾病,主要病理特征是中枢神经系统(CNS)广泛脱髓鞘 。大多数 ADLD 病例由涉及层粘连蛋白 B1 基因(LMNB11)的串联基因组重复引起,少数由该基因上游的基因组缺失导致。然而,LMNB1 在多种细胞类型中都有表达,为何其异常会特异性地影响中枢神经系统,引发脱髓鞘表型,这一直是个未解之谜。此外,携带 LMNB1 基因重复的个体并非都表现出疾病症状,这背后的机制也不清楚。为了解开
来源:Nature Communications
时间:2025-02-06
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脂肪操控移植(AMT):对抗癌症的新希望 —— 工程化脂肪细胞抑制肿瘤进展
在癌症的战场上,肿瘤细胞就像一群贪婪的掠夺者,它们疯狂地摄取营养,不断壮大自己,给人类健康带来了巨大的威胁。肿瘤所处的微环境往往是缺氧且营养匮乏的,但肿瘤细胞却能通过重编程代谢途径,利用周围有限的底物来维持自身的生长和存活。例如,癌细胞主要通过有氧糖酵解(Warburg 效应)来代谢葡萄糖,即使在有氧的情况下,它们也会增加葡萄糖的摄取和乳酸的产生。此外,在缺氧时,癌细胞还会增加脂质的利用。针对肿瘤细胞这些特殊的代谢方式,科学家们一直在寻找有效的治疗方法。过去,虽然有许多针对癌症葡萄糖和脂肪酸代谢的治疗尝试,比如使用药物靶向参与糖酵解的己糖激酶 2(HK2)、葡萄糖转运蛋白(GLUT1 和 GL
来源:Nature Biotechnology
时间:2025-02-05
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揭秘 RBM42 调控致癌 mRNA 翻译特异性机制,为攻克胰腺癌开辟新径
摘要:致癌蛋白的剂量受到严格调控以促使癌症形成,但翻译控制如何调节这一过程仍不清楚。Myc 癌基因是精细调控的癌基因典范,也是胰腺导管腺癌(PDAC)的驱动因素。在此,研究人员利用胰腺导管腺癌细胞中的 CRISPR 干扰筛选,以识别选择性调控MYC翻译的激活因子。筛选出的首要靶点,即 RNA 结合蛋白 RBM42,在胰腺导管腺癌中高度表达,且预示着患者预后不良。研究表明,RBM42 能够结合并选择性地调控MYC以及一系列促癌转录本(包括JUN和EGFR)的翻译。从机制上看,RBM42 会结合并重塑MYC 5′非翻译区的结构,促进翻译起始前复合物的形成。重要的是,在体内,RBM42 对于 Myc
来源:Nature Cell Biology
时间:2025-02-05