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综述:将蚊子基因组学整合到模拟建模中:实现更明智生物防治的机遇
蚊子传播的疾病仍然是全球健康的重大负担,传统的控制措施因杀虫剂抗性等问题效力减弱。新型生物防治工具,特别是基于沃尔巴克氏体(Wolbachia)的种群替换和基于CRISPR的基因驱动(gene drive)技术,正迅速发展。数学模拟模型在评估这些干预措施的预备状态、设计试验和预测结果方面至关重要。然而,模型的预测能力严重依赖于参数的准确性。蚊子种群基因组学的兴起为解决这一挑战提供了强大机遇,它能为模型提供关于种群动态的关键实证数据。基因流动与种群结构准确理解基因流动(gene flow)对于为蚊子生物防治试验和干预提供信息的模型至关重要。对于自主性生物防治工具,如沃尔巴克氏体替换或基因驱动,基
来源:Current Opinion in Insect Science
时间:2025-10-28
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利用重编程技术构建CD163基因敲除诱导多能干细胞及其在PRRSV感染机制研究中的应用
Section snippetsMEF和PAMFs的分离与富集所有动物实验均遵循美国国立卫生研究院《实验室动物护理和使用指南》进行,并获西北农林科技大学动物护理与使用委员会批准。从CD163基因敲除猪耳缘组织无菌采集样本,经75%乙醇表面消毒后使用PBS清洗三次。在无菌条件下分离真皮层组织,剪碎后依次用0.25%胰酶消化。CD163敲除iPSC细胞系的建立本研究通过双酶切获得5031bp的pOSKM片段和6395bp的载体骨架(图1A),经测序验证载体完整性。图1B展示了重编程实验技术路线,图1C记录了PAMFs在重编程过程中的形态变化:病毒转染五天后外源基因表达检测成功。讨论PRRS自20世
来源:Theriogenology
时间:2025-10-28
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OsGGP上游开放阅读框变异精细调控水稻维生素C含量并赋予渗透胁迫抗性的机制研究
随着全球气候变化加剧,盐碱化等逆境胁迫已成为制约水稻生产的重要障碍。作为世界上半数人口的主粮,水稻的稳产高产直接关系到粮食安全。当遭遇渗透胁迫时,植物体内会积累大量活性氧(ROS),包括超氧阴离子(O2•-)、过氧化氢(H2O2)和羟基自由基(•OH),这些强氧化剂会攻击蛋白质、脂质和DNA,导致细胞功能受损。维生素C(抗坏血酸,AsA)作为植物体内重要的水溶性抗氧化剂,不仅能直接清除ROS,还作为辅因子参与抗坏血酸-谷胱甘肽循环,通过调节氧化还原平衡来增强植物抗逆性。然而,如何通过遗传手段精准调控水稻内源AsA水平,一直是育种领域的难点。在植物AsA生物合成途径中,GDP-L-半乳糖磷酸化酶
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综述:用于体内和体外检测活性物质及生物分子的化学发光成像探针
化学发光(Chemiluminescence, CL)成像技术近年来受到了广泛关注,并在生物分析和疾病诊断等领域得到了广泛应用。该技术通过检测和分析生物分子、细胞及组织所发出的光信号的强度与分布,实现了对目标物质的高灵敏度检测。CL成像不仅在生物医学研究中具有重要的应用价值,还广泛用于氧化应激监测、活性氧检测、蛋白质分析以及体内和体外成像等多个方面。随着科学技术的不断进步,CL成像技术在实际应用中展现出越来越多的潜力,为生物医学研究提供了强有力的支持。CL成像的核心优势在于其无需外部光源激发的特性。相比于荧光成像技术,CL成像避免了因光漂白和背景噪声而导致的信号损失,从而显著提高了成像的信噪比
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基于多重RPA/CRISPR-Cas12a集成生物传感器的现场高危HPV基因分型新策略
亮点材料与试剂所有引物、质粒和crRNA均由GENEWIZ公司(中国苏州)合成。FAM-BHQ1双标记单链DNA探针由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。RPA试剂盒(TwistAmp® Basic Kit,货号239338)购自TwistDX公司。LbaCas12a、稀释液和NEB Buffer 2.1购自New England Biolabs(货号M0653T)。6× DNA上样染料和DNA Marker购自赛默飞世尔科技。人乳头瘤病毒核酸分型试剂盒(注:原文此处未列全,保留原表述)。H-MRC12a生物传感器的工作原理为实现高危HPV的快速现场检测,我们开发了H-MRC12a生物传感器
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-10-28
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流体界面约束的split crRNA-Cas12a系统:一种用于快速、高灵敏miRNA检测的无扩增新方法
在肿瘤的发生和发展过程中,循环microRNA(miRNA)扮演着关键角色,成为肿瘤诊断和预后评估中极具潜力的生物标志物。然而,由于miRNA在体液中含量极低,且传统检测方法往往需要复杂的预扩增步骤,容易引入污染和假阳性结果,因此开发一种快速、高灵敏且无需扩增的miRNA直接检测技术成为当务之急。近年来,CRISPR-Cas系统在分子诊断领域展现出巨大潜力。其中,CRISPR/Cas12a(Cpf1)因其在特异性识别目标后能非特异性切割单链DNA(ssDNA)报告分子,被广泛应用于核酸检测。尽管已有研究利用split crRNA(成簇规律间隔短回文重复序列RNA)、split激活剂或完整crR
来源:Microchemical Journal
时间:2025-10-28
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三氧核糖核酸修饰的三核苷酸帽类似物的合成、整合及翻译特性
近年来,mRNA技术在生物医学领域取得了显著进展,特别是在疫苗开发和基因编辑治疗方面。为了进一步提升mRNA的翻译效率和稳定性,研究者们不断探索新的化学修饰方法。其中,5′端的mRNA帽结构被认为是影响mRNA功能的关键因素,因为它不仅参与RNA的稳定性,还与翻译起始过程密切相关。基于这一背景,科学家们对α-ʟ-硫代核苷酸(TNA)进行了深入研究,试图将其引入mRNA帽结构,以评估其对mRNA性能的影响。TNA是一种合成的遗传物质,其结构与RNA类似,但采用的是四碳糖(threose)而非RNA中的五碳糖(ribose)。这种结构上的差异赋予了TNA独特的化学性质,如更高的核酸酶和血清稳定性,
来源:ACS Omega
时间:2025-10-28
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基于生物传感器的恶臭假单胞菌工程改造揭示最大化异戊二烯醇生产的关键细胞过程
在合成生物学迅猛发展的今天,微生物制造先进生物燃料为实现能源安全、减少工业化的环境足迹带来了战略机遇。异戊二烯醇(isoprenol)作为一种平台化学品,不仅具有作为柴油燃料混合组分的优越性能,更是生物航空燃料二甲基环辛烷(DMCO)的关键前体。然而,短链至中链醇类生物燃料的开发面临多重挑战:从分析角度看,醇类物质无色、易挥发的特性使得高通量测量方法在速度、成本和准确性之间难以兼顾;从生物学角度看,异源途径表达往往导致宿主生长缺陷、有毒中间体积累以及表型漂变等问题,增加了工业放大评估的风险。传统的气相色谱法虽能准确量化醇类产物,但其串行分析和耗时的样品制备限制了通量,难以应对基因组学视角下组合
来源:SCIENCE ADVANCES
时间:2025-10-27
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Natterin通过CRFB1/Gbp4介导途径,同时连接IFN-φ1信号通路和非典型炎症小体通路,从而激活Caspy2介导的抗菌免疫反应
Natterin蛋白家族在鱼类免疫系统中扮演着重要角色,这一蛋白家族在进化过程中表现出高度的保守性,是脊椎动物中一类重要的免疫效应分子。尽管Natterin在多种鱼类和无脊椎动物中被发现具有抗病原体和环境应激的功能,但其在宿主防御中的更广泛调控机制仍不清楚。本研究通过使用CRISPR/Cas9技术构建Natterin基因敲除(KO)胚胎,并结合多种实验手段,包括实时定量PCR(RT-qPCR)、蛋白质印迹(Western blotting)、免疫组化(IHC)和行为学分析,揭示了Natterin在协调类型I干扰素(IFN-I)信号通路与非经典炎性小体激活中的关键作用。研究发现,Natterin
来源:Frontiers in Cellular and Infection Microbiology
时间:2025-10-27
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TSSKL对蛾类精子的线粒体形态发生以及雄性生育能力至关重要
在动物界中,精子是传递父系遗传物质的关键媒介,对性繁殖具有不可或缺的作用。因此,研究精子形态形成过程的分子调控机制成为遗传学领域的重要课题,这不仅有助于深入理解生殖生物学的基本原理,也为开发针对性的害虫管理策略提供了理论基础。本研究聚焦于TSSKL基因在鳞翅目昆虫中的功能,特别是通过基因编辑技术揭示其在两种代表性物种——模式生物家蚕(*Bombyx mori*)和全球破坏性农业害虫小菜蛾(*Plutella xylostella*)中的作用。研究结果表明,TSSKL基因在精子形成过程中发挥着核心作用,其缺失会导致雄性完全不育,而对雌性繁殖能力无明显影响。这一发现不仅揭示了TSSKL在鳞翅目昆虫
来源:PLOS Genetics
时间:2025-10-27
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MAPK3 在急性髓系白血病中调节 SKAP2 的增强子-启动子相互作用
摘要 通过染色质结构调控基因表达在急性髓系白血病(AML)中起着关键作用。本研究探讨了MAPK3对AML中CTCF介导的染色质相互作用的影响,重点关注基因调控和染色质结构。采用免疫沉淀结合质谱(IP-MS)技术鉴定AML细胞系中的CTCF结合蛋白。通过染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)分析了MAPK3激活剂或抑制剂处理后CTCF与DNA结合的变化。此外,还利用3C-qPCR技术评估了染色质相互作用,并使用CRISPR-Cas9技术删除了SKAP2位点上的特定增强子区域。结果表明,IP-MS确定MAPK3是关键的CTCF结合蛋白,
来源:Carcinogenesis
时间:2025-10-27
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利用CASX2Max增强基因组CCR5的切割效果
基因编辑技术在治疗多种遗传性疾病方面展现出巨大的潜力,而CRISPR/Cas系统是其中最具代表性的工具之一。CasX2(也称为PlmCas12e)是一种源自非致病性细菌Planctomycetes的II类CRISPR系统,相较于常见的Streptococcus pyogenes Cas9(SpCas9)和Staphylococcus aureus Cas9(SaCas9),CasX2在基因编辑领域展现出诸多优势,包括更小的分子量、独特的PAM序列识别要求、产生带有5’突出末端的双链断裂(DSB)以及人类体内缺乏对它的先天免疫反应。这些特性使得CasX2成为一种有前景的基因编辑工具,尤其在需要高
来源:RNA Biology
时间:2025-10-27
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综述:通过先进递送系统用于体内靶向治疗的工程化RNA器件
工程化RNA器件:通过先进递送系统实现体内靶向治疗的新前沿1 引言精准医疗通过整合组学技术与先进医学方法,为疾病和个体患者制定个性化诊疗策略。RNA疗法(包括ASO、siRNA、miRNA、mRNA和RNA适配体)在医学领域展现出巨大优势,其发展因COVID-19 mRNA疫苗的成功而加速。然而,RNA固有的不稳定性及穿透靶细胞能力的限制,使其疗效和安全性高度依赖于专用递送系统。目前,RNA递送策略主要包括病毒载体(如腺病毒、AAV)和非病毒载体(如LNP、外泌体、LPNP)两大类。尽管病毒载体递送效率高,但其潜在的致癌性、免疫原性及高生产成本限制了其广泛应用。非病毒递送系统,特别是创新的SO
来源:Aggregate
时间:2025-10-27
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BnaKINβ1通过招募E3连接酶来调控种子的大小,并参与菜籽(Brassica napus)中KIN10的稳定控制
油菜(Brassica napus)是全球第三大油料作物,因此了解影响其籽粒重(TSW)的分子机制对于提高其产量和价值至关重要。先前的研究已将BnaKINβ1(SnRK1复合体的β1亚基)确定为与籽粒重相关的候选基因。在本研究中,我们利用CRISPR/Cas9技术对BnaKINβ1进行了基因编辑,并通过表型分析验证了其在调控籽粒大小中的作用;电子显微镜进一步揭示了其在细胞层面的功能。整合转录组学和代谢组学分析表明,BnaKINβ1可能通过影响糖代谢途径来调控籽粒大小。蛋白质相互作用和泛素化实验阐明了BnaJUL1(一种E3泛素连接酶)介导BnaKINβ1和BnaKIN10降解的分子机制。本研究
来源:Journal of Agricultural and Food Chemistry
时间:2025-10-27
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来自镰刀菌属(Fusarium spp.)的合成聚酯降解角质酶在黑曲霉(Aspergillus niger)中的异源表达与特性研究
近年来,随着环境污染问题的日益严重,寻找能够有效降解天然和合成聚合物的生物催化剂成为科学研究的重要方向。其中,一种名为“角质酶”(Cutinase)的酶因其广泛的底物特异性而备受关注。角质酶能够分解植物的角质层(Plant Cuticle),同时也表现出对合成聚酯材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚己内酯(PCL)以及合成聚酯-聚氨酯分散体(如Impranil-DLN)的降解能力。这种酶的多功能性使其在环境修复、可持续材料回收等领域展现出巨大的应用潜力。尽管已有大量研究聚焦于细菌来源的角质酶,但真菌来源的角质酶仍存在研究不足,尤其是它们在非植物致病性场景中的酶活性尚未被充分探索。在本研究中
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-10-27
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综述:园艺作物基因组编辑:增强性状发育和胁迫抗性
1. 引言园艺作物在全球营养和农业经济中扮演着重要角色,但其生产力正日益受到气候变化、生物及非生物胁迫的挑战。传统育种方法耗时且受物种兼容性限制。CRISPR/Cas9(成簇规律间隔短回文重复序列及相关蛋白9)技术的出现彻底改变了精准育种领域,它能够实现靶向基因修饰,从而增强作物的产量、抗病性和胁迫耐受性。该技术已成功应用于果树、蔬菜和观赏作物,在果实成熟、风味、抗病性等性状改良方面取得了显著成果。此外,碱基编辑和先导编辑等新技术提供了更高的精确度,并降低了意外突变的风险。尽管取得了重大进展,但CRISPR/Cas9在非模式园艺物种中的广泛应用仍面临技术障碍,例如低效的递送系统、脱靶效应以及许
来源:Horticultural Plant Journal
时间:2025-10-27
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基于相似性的迁移学习与深度学习网络结合,用于精确预测CRISPR-Cas9的脱靶效应
CRISPR-Cas9技术在基因编辑领域发挥着越来越重要的作用,其能够以高精度和高效率对特定位置的基因组DNA进行修改,为人类健康和生物技术的发展带来了深远影响。然而,在实际应用中,该技术存在一个关键挑战,即所谓的“脱靶效应”(off-target effects),即sgRNA在非目标位点发生切割,可能引发不必要的基因突变和潜在的副作用。为了解决这一问题,研究者们不断探索新的预测方法,以提高预测的准确性和可靠性。在这一背景下,迁移学习(Transfer Learning, TL)作为一种有效的机器学习技术,被广泛应用于基因编辑数据的建模和预测中。迁移学习的核心思想是利用大规模源数据集的已有知
来源:PLOS Computational Biology
时间:2025-10-27
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SETDB1作为葡萄膜黑色素瘤生长的关键驱动因子:表观遗传治疗新靶点的发现与验证
葡萄膜黑色素瘤是成人中最常见的原发性眼内恶性肿瘤,尽管通过质子疗法或眼球摘除术可有效控制原发病灶,但近50%的患者最终会发生转移,尤其以肝转移为主。转移性葡萄膜黑色素瘤对现有治疗方法高度耐药,即使近年来免疫疗法Tebentafusp为部分患者带来生存获益,但其应用受HLA基因型限制,且仅惠及少数人群。90%的转移患者确诊后生存期不足6个月,这凸显了开发不依赖HLA的新型治疗策略的迫切性。为揭示葡萄膜黑色素瘤增殖与生存的关键表观遗传调控机制,研究人员在GNAQQ209P突变的人源葡萄膜黑色素瘤细胞中进行了针对约140个染色质调控因子的CRISPR-Cas9敲除筛选。结果显示,组蛋白甲基转移酶SE
来源:Cell Death & Disease
时间:2025-10-26
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miR-483-3p通过调控BCLAF1/PUMA/BAK1凋亡网络成为前列腺癌治疗新靶点
前列腺癌作为全球男性第二高发恶性肿瘤,每年导致近40万人死亡,尤其转移性前列腺癌仍是临床治疗的难点。传统蛋白靶向疗法的开发周期长达数十年,而基于microRNA(miRNA)的疗法因其序列特异性结合优势和调控多通路能力展现出巨大潜力。然而由于缺乏高效的筛选工具, miRNA在前列腺癌中的具体功能机制研究进展缓慢。在这项发表于《Cell Death and Disease》的研究中,多伦多大学Leonardo Salmena团队开发了新一代miRNA专用CRISPR敲除库miRKOv2,通过对DU145和LNCaP前列腺癌细胞进行全基因组筛选,发现70个潜在必需miRNA,其中miR-483对细
来源:Cell Death & Disease
时间:2025-10-26
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综述:现场检测中人畜共患病检测:RPA与CRISPR-Cas的最佳结合
人畜共患病现场检测:RPA与CRISPR-Cas的协同作用引言人畜共患病,即由动物传染给人类的疾病(如SARS-CoV-2、寨卡病毒、登革热病毒、拉沙病毒、埃博拉病毒、肠炎沙门氏菌等),其快速传播和对医疗、社会及经济的广泛影响,迫切需要在现场检测(Point-of-Care, POC)层面具备快速、特异且灵敏的生物标志物检测工具。核酸(Nucleic Acid, NA)序列作为生物标志物,在实现高灵敏度与特异性方面展现出巨大潜力。然而,实验室金标准方法如聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)和下一代测序(Next-Generation Sequencin
来源:Biosensors and Bioelectronics
时间:2025-10-26