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基于农杆菌介导的CRISPR/Cas9基因编辑技术突破苤蓝遗传转化难题
苤蓝(Brassica oleracea var. gongylodes)作为重要经济作物,因其复杂的离体再生体系长期缺乏遗传转化研究。研究人员通过农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)递送靶向BoCPC(CAPRICE)基因的CRISPR/Cas9系统,该基因编码含R3 MYB结构域的转录因子。针对六种苤蓝栽培种的测试表明,传统转化方法均无效。新开发的方案通过在培养基中添加5 mg L−1 AgNO3显著减轻接种后褐化现象,并采用限时除草剂处理使芽伸长效率提升四倍且实现有效生根。从250个外植体中分别获得维也纳白(Vienna White)5株、古利弗(Gulliver
来源:In Vitro Cellular & Developmental Biology - Plant
时间:2025-09-27
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综述:大肠杆菌核黄素生物合成代谢工程的最新进展
Abstract大肠杆菌(Escherichia coli)凭借其清晰的遗传背景和可操作性,已成为工业核黄素(Riboflavin, RF)生物合成的优势微生物平台。本综述系统总结了提升RF产量的关键代谢工程策略:前体优化通过强化磷酸戊糖(Pentose Phosphate Pathway, PPP)通量增加核酮糖-5-磷酸(Ribulose-5-phosphate)供给,并解除嘌呤生物合成的调控以提升鸟苷三磷酸(GTP)可用性。这两类前体的协同积累为RF合成奠定分子基础。通路工程过表达rib操纵子(含ribA, ribB, ribC, ribD, ribE等基因)直接增强生物合成能力。通过修
来源:World Journal of Microbiology and Biotechnology
时间:2025-09-27
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基于DNAzyme-CRISPR驱动与纳米酶信号放大的双模式生物传感器用于现场Pb2+检测的创新研究
Section snippetsChemicals四氯化锆(ZrCl4)、氢氧化钠(NaOH)和七水合氯化铈(CeCl3·7H2O)购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。Cas12a蛋白由南京金斯瑞生物科技有限公司提供。实验所用Pb2+溶液来源于上海阿拉丁公司。氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、三(2-羧乙基)膦盐酸盐(TCEP)、6-巯基己醇(MCH)等试剂均采用分析纯级别。Characterization of ZrO2/CeO2ZrO2/CeO2的透射电镜图像如图S1A和图S1B所示,该材料呈现典型的棒状结构,长度范围为50–60 nm。元素映射分析(图S1C–G)证实了Zr、Ce和O
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-09-27
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转录组规模CRISPR-Cas13筛选揭示生存必需长链非编码RNA的功能图谱
在人类基因组中,约75%的DNA序列能够转录为RNA,但其中仅有不到5%编码蛋白质,绝大多数转录产物为非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)。这类分子虽不参与蛋白质合成,却在细胞分化、疾病发生等生命过程中扮演关键调控角色。尤其长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)作为ncRNA的主要类别,长度超过200个核苷酸,占ncRNA总量的80%-90%,其表达具有高度组织特异性和疾病关联性,被视为潜在疾病标志物和治疗靶点。然而,lncRNA的低序列保守性、表达丰度有限及复杂二级结构,导致其功能研究长期面临技术瓶颈。传统RNA干扰(RNAi)和CR
来源:Advanced Biotechnology
时间:2025-09-27
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非对称体积介导的缓冲控制机制克服了一锅法RAA-CRISPR/Cas12a视觉检测中的灵敏度限制
摘要快速、低成本且具有可视化功能的核酸检测方法对于遏制通过食物链传播的粘菌素耐药性具有极大的吸引力。CRISPR/Cas12a与重组酶辅助扩增(RAA)相结合,提供了一种无需使用气溶胶的、一步完成检测的方法。然而,传统的单步系统通常在适用于RAA的缓冲液中执行Cas12a的切割反应,这限制了Cas12a的切割效率。本研究提出了一种基于体积优化的RAA-CRISPR/Cas12a检测方法,能够超灵敏地可视化检测可移动的粘菌素耐药基因mcr-1。与传统受缓冲液兼容性限制的单步系统不同,我们的设计将体积最小的RAA混合液(位于盖子部分)与CRISPR主导的缓冲液微环境(位于试管底部)空间分离。这种架
来源:ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
时间:2025-09-27
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综述:RNA-脂质纳米粒子治疗分析分离技术面临的挑战与进展
摘要基因疗法作为药物疗法正迅速发展,为治疗以前无法用药物治疗的疾病提供了新的途径。在基于CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)的基因编辑技术中,使用小干扰核糖核酸(siRNA)、信使核糖核酸(mRNA)和引导RNA(gRNA),并结合脂质纳米颗粒(LNPs),已经证明了有效的药物递送效果。这些复杂的递送系统通常需要多种分析方法来进行全面表征,其中一些方法仍不成熟或尚未充分适应RNA-LNP制剂的需求。常用的批量分析方法,如动态光散射(DLS)或改良的RiboGreen检测方法,常常受到样本异质性的影响,
来源:ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY
时间:2025-09-27
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综述:解析金黄色葡萄球菌乳腺炎中的DNA甲基化:对免疫调节和疾病抵抗力的影响
### 研究背景与挑战奶牛乳腺炎是全球奶业中一个重大的健康与经济问题,每年都会造成巨大的损失。该疾病主要由金黄色葡萄球菌(*Staphylococcus aureus*)引起,它不仅导致临床症状明显的乳腺炎,也常引发无症状的亚临床乳腺炎。传统的控制手段,如抗生素治疗和遗传选择,虽然在一定程度上缓解了问题,但由于抗生素耐药性的增加和乳腺炎抗性性状的低遗传力,效果并不理想。因此,探索新的控制策略变得尤为重要,而表观遗传学,尤其是DNA甲基化,作为一种能够调控基因表达而不改变DNA序列的机制,正逐渐成为研究乳腺炎的新方向。乳腺炎的发生是多因素的,包括病原体、环境因素以及管理实践。尽管遗传因素在一定程
来源:Animal Genetics
时间:2025-09-27
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利用CRISPR筛选平台CELLFIE系统发现增强CAR-T细胞免疫疗法的新策略
在癌症治疗领域,嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法已经取得了革命性的突破,特别是在血液肿瘤治疗中显示出显著成效。然而,这种疗法仍然面临一个主要挑战:CAR-T细胞功能障碍常常导致治疗失败。这种功能障碍表现为多种形式:T细胞适应性和增殖能力有限、预处理的癌症患者体内T细胞数量不足、慢性CAR刺激导致的细胞耗竭、免疫抑制和营养匮乏的肿瘤微环境,以及当CAR-T细胞通过 trogocytosis 从靶细胞获取抗原时发生的 fratricide(自相残杀)现象。与传统T细胞经过进化优化不同,CAR-T细胞是细胞工程的产物,缺乏进化优化过程。因此,某些对T细胞功能至关重要的基因可能反而会损害CAR-T
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TLR10作为调控头颈鳞癌代谢与氧化还原平衡的关键先天免疫效应器
头颈鳞状细胞癌(HNSCC)是一种源于黏膜上皮的高度侵袭性恶性肿瘤。虽然多种Toll样受体(TLRs)已知会影响肿瘤行为,但TLR10在肿瘤先天免疫调控中的作用仍不明确。本研究利用CRISPR/Cas9技术构建TLR10缺陷型HNSCC细胞系,发现TLR10缺失会导致细胞活力和增殖能力受损,抑制细胞周期调控蛋白(Cyclin A、Cyclin B、CDK2),并破坏代谢活性——表现为糖酵解能力下降(细胞外酸化率ECAR降低,HK2、LDHA、PKM2表达减少)和乳酸产量降低。此外,TLR10缺陷细胞表现出活性氧(ROS)水平升高和抗氧化酶(SOD2、PRDX3、PRDX5、GPX4)表达减少,
来源:Cancer Immunology Research
时间:2025-09-26
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全基因组CRISPR/Cas9筛选揭示COMMANDER回收复合体在细胞外囊泡摄取中的关键作用
探索细胞外囊泡摄取的分子机制:全基因组遗传筛选细胞外囊泡(EV)作为细胞间通信的重要媒介,在生理和病理过程中均发挥关键作用。它们通过调节靶细胞的代谢、表观遗传学、分化及运动性等过程,影响组织稳态。EV的摄取是一个主动过程,涉及多种内吞途径,如吞噬作用、巨胞饮作用、网格蛋白依赖的内吞作用、小窝蛋白依赖的内吞作用以及凝集素依赖的内吞作用。这些机制取决于受体细胞的状态(如代谢、分化和分裂)以及EV的组成和来源。尽管已有研究揭示了EV摄取的多样性,但调控其选择性和特异性的分子机制仍不清楚。为了系统性、无偏地识别调控EV内化的关键分子,本研究采用了全基因组CRISPR/Cas9(GWC)筛选技术。该方法
来源:Journal of Extracellular Vesicles
时间:2025-09-26
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综述:棕色脂肪组织工程学的进展、挑战与未来方向
Highlights棕色脂肪组织(BAT)的非颤抖性产热机制及其治疗潜力棕色脂肪组织(Brown Adipose Tissue, BAT)通过非颤抖性产热(non-shivering thermogenesis)消耗脂肪产生热量,这一特性使其成为对抗肥胖及相关代谢疾病(如心血管疾病、糖尿病和部分癌症)的重要治疗靶点。3D培养系统提升分化效率与线粒体功能与传统2D培养相比,3D培养系统(包括类器官和生物打印技术)能更好地模拟体内微环境,显著促进棕色脂肪细胞的分化成熟和线粒体活性,增强UCP1(Uncoupling Protein 1)的表达和 thermogenic 功能。ADSCs作为理想细胞
来源:TRENDS IN Biotechnology
时间:2025-09-26
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机械力激活snailb基因调控心肌分层起始以促进心室小梁形成机制研究
在心脏形态发生过程中,心肌细胞分化为外层致密区和内层小梁区两个部分。心室内心肌形成的网状肌性突起——小梁,对于冠状动脉血管系统完全发育前的血液灌注和心肌收缩功能至关重要。小梁形成减少与先天性心脏缺陷相关,而过度小梁化(又称左心室非致密化,LVNC)则是儿科人群中仅次于扩张型和肥厚型心肌病的第三常见心肌病,其在接受超声心动图检查的成人患者中患病率估计为4.5-26/万例。然而,控制小梁组织起始的机械转导机制仍不清楚。在斑马鱼模型中,小梁起始是生化信号与机械信号协调互作的结果——心肌收缩力和血流剪切力通过侧向激活/抑制Notch-Nrg1-ErbB2信号通路来调控心肌细胞分层和增殖形成小梁。尽管S
来源:Nature Communications
时间:2025-09-26
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皮肤疾病非编码调控变异与稳态转录因子在表皮中的功能解析
皮肤是人体最大的器官,也是多种常见疾病的发生场所,从炎症性的银屑病、特应性皮炎到肿瘤性的基底细胞癌和鳞状细胞癌,这些多基因皮肤疾病共同影响着全球数亿人口的健康。尽管全基因组关联研究(GWAS)已经识别出大量与疾病风险相关的遗传变异,但其中绝大多数位于非编码区域,它们如何影响基因表达、最终导致疾病的分子机制仍然是个"黑箱"。特别值得注意的是,这些疾病都表现出表皮稳态的破坏——即皮肤基底层干细胞增殖与终末分化之间的平衡失调,但这种失调究竟是疾病的起因还是后果,科学界一直存在争议。为了解开这个谜团,斯坦福大学医学院Paul A. Khavari团队在《Nature Communications》上发
来源:Nature Communications
时间:2025-09-26
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大豆分枝角调控基因CSA1的驯化选择改良株型紧凑性并提升籽粒产量
大豆作为全球重要的粮食作物,其株型驯化历程中经历了从野生种蔓生散开状到栽培种直立紧凑型的显著转变。野生大豆通常具有宽阔的分枝角(Branch Angle, BA),使植株能够横向扩展以最大化捕获光线;而栽培大豆则表现出较窄的分枝角,这种株型特征有助于提高种植密度,减少植株间竞争,从而提升产量。分枝角是株型架构的关键组成部分,它直接影响植株的紧凑程度,进而影响种植密度和生产力。然而,尽管先前研究通过数量性状位点(QTL)定位鉴定到一些控制分枝角的遗传区域,但具体调控基因及其在大豆驯化中的选择机制仍不明确。为了解析大豆分枝角和株型紧凑性的遗传基础,研究人员开展了大规模的全基因组关联分析(GWAS)
来源:Plant Communications
时间:2025-09-26
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蓝藻研究中的多参数归一化必要性:基于CRISPRi技术对集胞藻PsbU蛋白的案例剖析
在蓝藻光合作用研究中,准确评估基因功能对理解光合机制至关重要。PsbU作为光合系统II(PSII)中一个12 kDa的亚基,被认为与放氧复合体(OEC)的热稳定性和结构稳定性相关。此前研究表明,psbU敲除菌株虽然生长未受影响,但氧释放速率显著降低。然而,这些结论多基于单一生物量参数(如光密度或叶绿素含量)的归一化,忽略了细胞形态变化可能带来的偏差。随着蓝藻在生物技术和能源领域的应用日益广泛,精确评估基因功能的需求愈发迫切。为深入探究PsbU的生理功能,德国亥姆霍兹环境研究中心的Maria Christine Veit等人在《Journal of Biological Chemistry》发表
来源:Journal of Biological Chemistry
时间:2025-09-26
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利用CRISPR-Cas9技术在CB6胚胎中构建Ym1缺陷小鼠模型揭示几丁质酶样蛋白功能与基因复制复杂性
几丁质酶样蛋白(Chitinase-like proteins, CLPs)作为糖苷水解酶18家族成员,在稳态维持和疾病进程中扮演着重要角色。这类蛋白由活性几丁质酶进化而来,虽失去几丁质降解能力,但仍能结合几丁质,并在2型炎症(如哮喘和线虫感染)中高度表达。人类CLPs如YKL-40(CHI3L1)已被提议作为多种疾病严重程度的生物标志物,而小鼠中的Brp39(Chil1)、Ym1(Chil3)和Ym2(Chil4)也在多种病理模型中上调。然而,由于C57BL/6背景小鼠近期基因复制事件导致Chil3和Chil4基因座复杂性,阻碍了Ym1和Ym2的功能研究。这两个基因位于3号染色体上相邻位置,
来源:Transgenic Research
时间:2025-09-26
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利用副干酪乳杆菌ATCC334内源性I-E型CRISPR-Cas系统实现基因组编辑
在益生菌研究与食品工业中扮演重要角色的副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)ATCC334,因其基因功能研究缺乏高效编辑工具而发展受限。本研究聚焦该菌株内源性I-E型成簇规律间隔短回文重复系统(CRISPR-Cas),通过生物信息学手段解析其重复序列、间隔序列及前导序列,成功预测原间隔序列邻近基序(PAM)。团队通过质粒干扰和基因组干扰实验验证PAM准确性,评估内源CRISPR-Cas系统的切割活性,并利用人工微型CRISPR阵列实现精准基因敲除与整合。最终成功构建具有尼古丁降解功能的工程菌株,为乳酸菌的遗传操作和产业化应用开辟了新路径。
来源:Biotechnology and Applied Biochemistry
时间:2025-09-26
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基于TSA/CRISPR一体化检测系统的高风险动物源传染病快速诊断技术研究
自2019年新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情爆发以来,快速、便捷的病原体检测技术的重要性日益凸显。现场即时检测(Point-of-care testing, POCT)能够在采样现场直接提供快速诊断结果,极大提升了疫情防控效率。然而,基于等温扩增的POCT技术仍面临引物设计复杂、假阳性率高等技术挑战。为了突破这些限制,研究人员开发了一种集恒温步进扩增(Thermostatic Step Amplification, TSA)与规律间隔短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats, CRISPR)技术于
来源:Journal of Microbiological Methods
时间:2025-09-26
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γ-辛内酯诱导橘小实蝇Obp83g-2表达调控机制揭示昆虫气味结合蛋白转录新通路
在昆虫与环境的化学对话中,气味结合蛋白(Odorant Binding Proteins, OBPs)扮演着关键信使的角色。这些蛋白是昆虫嗅觉系统的前沿哨兵,负责识别和传递环境中的化学信号,引导昆虫完成寻找宿主、交配和产卵等重要行为。尽管大量研究表明气味分子暴露会导致OBPs表达水平的变化,但这种表达改变背后的转录调控机制始终是未解之谜。针对这一科学问题,西南大学植物保护学院的陈小凤等研究人员在《Communications Biology》发表了创新性研究。他们以入侵性农业害虫橘小实蝇(Bactrocera dorsalis)为模型,聚焦于宿主挥发物γ-辛内酯(一种对雌蝇产卵具有强吸引力的化
来源:Communications Biology
时间:2025-09-26
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小菜蛾PxGRHPR2基因在宿主植物适应性中的解毒与代谢调控机制研究
小菜蛾(Plutella xylostella)作为一种广泛危害十字花科作物的鳞翅目害虫,其强大的寄主植物适应能力对可持续农业构成持续威胁。尽管乙醛酸/羟基丙酮酸还原酶(Glyoxylate/Hydroxypyruvate Reductases, GRHPRs)在植物和人类中的功能已被深入解析,但该基因家族在昆虫中的作用机制仍属未知。本研究通过生物信息学分析、表达谱检测和CRISPR/Cas9介导的基因敲除技术,系统研究了小菜蛾GRHPR家族成员PxGRHPR2的功能。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)结果显示,PxGRHPR2在幼虫期显著表达,尤其在二龄幼虫和中肠组织中转录水平最高。研究团
来源:Archives of Insect Biochemistry and Physiology
时间:2025-09-26