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综述:基于核酸探针的基因点突变检测技术进展:综述
基因突变是遗传学研究中的重要课题,其基本特征是DNA序列的永久性改变,包括点突变、缺失、倒位和易位等类型。其中,点突变的检测因其与多种疾病密切相关,如镰状细胞贫血和β-地中海贫血,一直是科研领域的重点研究方向。然而,点突变通常在样本中丰度较低,给检测技术带来了显著挑战。传统的检测方法如Sanger测序虽然在早期发挥了重要作用,但其过程繁琐且成本高昂,难以满足大规模检测的需求。随着下一代测序(NGS)和第三代测序(TGS)的发展,虽然这些技术在通量和灵敏度方面有所提升,但仍存在读长短、依赖PCR、成本高以及错误率较高等问题。因此,研究者们不断探索基于核酸探针的新技术,以提高点突变检测的效率和准确
来源:Frontiers in Chemistry
时间:2025-09-26
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利用EMS诱变与多组学技术挖掘小麦抗锈病基因及其应用价值
通过利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变技术(常用浓度0.3–1.2% v/v)结合多组学分析,研究人员开发了突变组学发现管道(MODP)以加速小麦抗锈病基因的挖掘。EMS可诱导G→A和C→T的碱基转换,导致靶基因突变而丧失抗病性。在M2代群体中,通过接种锈菌病原体并结合高通量表型分析,可高效筛选易感突变体。整合基因组学、转录组学及代谢组学数据,应用突变酶切测序(MutRenSeq)、突变染色体测序(MutChromSeq)、筛选突变等位基因方法(STAM)和突变异构体测序(MutIsoSeq)等分析流程,能够快速克隆致病抗性基因。功能验证通过CRISPR/Cas9基因编辑完成,突变位点经桑格测序或
来源:TRENDS IN Plant Science
时间:2025-09-25
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综述:细胞外囊泡:抗病毒功能及其在治疗和疫苗中的应用
细胞外囊泡:抗病毒功能及其在治疗和疫苗中的应用细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)是由几乎所有细胞类型分泌的纳米级膜性囊泡,在病毒感染过程中扮演着复杂的双重角色。它们一方面通过包装完整的传染性病毒颗粒或功能性病毒基因组来促进感染传播,另一方面又通过递送免疫活性物质参与宿主抗病毒免疫应答。此外,EVs本身也能发挥直接抗病毒作用,例如通过与病毒颗粒竞争结合宿主细胞受体(如磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine, PS)受体)来阻断病毒入侵。EVs的生物发生与异质性EVs是由脂质双层膜包裹的异质性颗粒集合体,根据其物理尺寸和生物发生途径主要分为两大类:直径
来源:iScience
时间:2025-09-25
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GATA2通过增强子去功能化机制约束炎症信号传导的新发现
在血液系统发育和稳态维持过程中,GATA2转录因子扮演着"总指挥"的角色,它通过建立特定的转录组程序来调控造血干细胞/祖细胞(HSPCs)的发育过程。然而,当GATA2功能出现异常时,会引发一系列严重后果——GATA2基因变异可导致GATA2缺陷综合征,患者易发展为骨髓增生异常综合征(MDS)和急性髓系白血病(AML)。此前研究发现,在GATA2缺陷的祖细胞中,炎症相关基因如Irf8、Tlr1、Tlr2、Tlr6以及细胞因子受体基因Il6st和Il6ra表达异常升高,这使得祖细胞基因组对炎症刺激异常敏感。特别值得关注的是,IL6ST/GP130作为一种共享的细胞因子受体亚基,不仅介导IL-6信
来源:Cell Reports
时间:2025-09-25
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一体化在线PCR设计平台:革新分子生物学与诊断研究的基因分型与合成生物学工具
在分子生物学研究领域,聚合酶链式反应(PCR)技术自诞生以来已成为基因检测、疾病诊断和基因分型等应用的核心手段。然而,随着研究需求的日益复杂化,传统的PCR引物设计工具逐渐暴露出诸多局限性:现有软件往往功能单一,无法同时满足标准PCR、定量荧光PCR(qPCR)、等温扩增(LAMP)、基因分型(如KASP技术)以及重复序列分析等多场景需求;许多工具在引物设计时过度依赖熔解温度(Tm)而忽略序列复杂性(Linguistic Complexity, LC),导致非特异性扩增风险较高;此外,针对复杂基因组中大量存在的重复序列区域,常规工具缺乏有效的屏蔽和分析能力。这些问题严重限制了高通量实验的效率和
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-09-25
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综述:探索CRISPR-Cas:基因编辑在分子生物学中的变革性影响
CRISPR-Cas9的起源与工作机制CRISPR-Cas系统最初被发现是细菌和古菌中的适应性免疫机制,用于防御外源遗传物质入侵。其核心组件包括Cas核酸酶、CRISPR靶向RNA(crRNA)和反式激活RNA(tracrRNA)。当系统识别到与外源DNA匹配的crRNA序列并检测到特定的原间隔序列邻近基序(PAM,如Cas9的NGG)时,Cas9会切割DNA双链,形成双链断裂(DSBs)。细胞随后通过非同源末端连接(NHEJ)或同源定向修复(HDR)机制进行修复,从而实现基因敲除或精确编辑。这一过程涉及三个关键阶段: spacer获取、crRNA生物合成和靶向干扰。2012年,Jinek等人
来源:Molecular Therapy Nucleic Acids
时间:2025-09-25
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基于CRISPR/Cas9的豌豆原生质体高效分离与转染体系优化及其在基因组编辑中的应用研究
豌豆(Pisum sativum L.)作为重要的蛋白质来源和固氮作物,在全球粮食安全中扮演着关键角色。然而,其生产正面临气候变化、生物与非生物胁迫的多重挑战,加之植物蛋白需求日益增长,亟需通过遗传改良提升豌豆性状。虽然CRISPR/Cas9基因编辑技术为作物精准改良带来了革命性突破,但豌豆遗传转化效率低、再生困难等问题严重制约了该技术的应用。传统农杆菌介导的稳定转化方法耗时漫长且效率低下,使得编辑元件的快速验证成为瓶颈。因此,建立高效的原生质体瞬时转化系统,实现编辑元件在体细胞水平的快速验证,对推动豌豆基因编辑育种具有重要意义。研究人员通过正交实验设计(L16(45))系统优化了原生质体分离
来源:Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)
时间:2025-09-25
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基于辅因子依赖性酶连接触发滚环扩增辅助CRISPR–Cas12a策略的便携式ATP检测及其在肉类新鲜度评估中的应用
亮点材料与试剂三磷酸腺苷(ATP)、鸟苷一磷酸二钠盐(GMP)和转化酶(Invertase)购自Sigma Aldrich公司(美国圣路易斯)。EnGen Lba Cas12a(Cpf1, 100 μM)、NEBuffer(r1.1, r2.1, r3.1, rCutSmart)和Hi-T4 DNA连接酶(400 U/μL)购自英国纽英伦生物科技有限公司(Ipswich)。Millex-GP(0.22 μm亲水性PES膜过滤单元)和Amicon-3K/100K离心过滤器购自Millipore公司(美国Billerica)。羧基修饰磁珠(SA-MB)……I-M探针表征I-M探针由两部分组成:ss
来源:Innovative Food Science & Emerging Technologies
时间:2025-09-25
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基于CRISPR-Cas9的智能基因回路精准调控前列腺癌细胞行为的创新研究
前列腺癌作为男性最常见的恶性肿瘤之一,在西方世界位居男性癌症相关死亡原因的第二位。虽然雄激素剥夺疗法(ADT)作为一线治疗方案在初期能有效缓解病情,但一旦肿瘤进展为去势抵抗性前列腺癌(CRPC),传统疗法便逐渐失效。尽管新兴研究揭示了CRPC的某些机制并发现了新的治疗靶点,但患者的替代治疗方案仍然有限,预后较差。这种临床困境迫切要求开发能够识别各阶段前列腺癌的新技术,从而改善前列腺癌的诊断和治疗效果。在此背景下,基因回路技术为精准癌症治疗提供了新的思路。智能合成基因回路具有高特异性、动态可调控性和模块化可编程性等核心优势,通过合理的纳米材料、细菌或其他递送策略,这些回路能够在疾病部位自主激活,
来源:Technovation
时间:2025-09-25
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基于病毒编码CRISPR直接读取系统(VECOS)的多维度宿主-病毒互作分析
通过病毒编码的CRISPR直接读取系统(VECOS),研究人员开创了一种病毒中心式的研究策略。该系统将单导向RNA(sgRNA)文库直接植入人类巨细胞病毒(HCMV)基因组中,使得嵌入病毒基因组的sgRNA丰度能够作为病毒增殖过程中基因扰动效应的直接定量读out。通过追踪病毒感染周期不同阶段的sgRNA水平,VECOS实现了对病毒-宿主相互作用的多维度精细解析。该协议详细介绍了三个核心模块:首先利用细菌人工染色体(BAC)技术在双链DNA病毒中构建并重组复杂sgRNA文库;其次通过多代次筛选研究不同病毒感染阶段(如早期复制、晚期组装等)的基因扰动效应;最后采用综合数据分析框架对多代次、多阶段的
来源:Nature Protocols
时间:2025-09-24
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综述:海洋硅藻三角褐指藻作为多功能生物生产底盘的研究进展:当前进展、挑战与展望
工具箱创新三角褐指藻的遗传转化体系自1996年建立以来,已发展出全面的分子工具箱。在转基因元件方面,研究者已鉴定多种组成型启动子(如FCPA、FCPB、谷氨酰胺合成酶GLNA、高丰度分泌蛋白HASP1等)和条件诱导型启动子(氮响应型铵转运蛋白AMT、磷酸盐调节型碱性磷酸酶APase、铁敏感型铁饥饿诱导蛋白等)。化学诱导系统(地高辛和雌二醇调节)实现了基因表达的严格时空控制。亚细胞靶向策略利用质体转运肽、过氧化物酶体靶向信号和HASP1信号肽实现了蛋白的精确定位。选择标记从传统的抗生素抗性基因(Sh ble、诺尔丝菌素乙酰转移酶NAT)扩展到营养缺陷型标记(尿苷酸合成酶UMPS、腺嘌呤磷酸核糖转
来源:Plant Communications
时间:2025-09-24
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基于RT-RAA-CRISPR/Cas12a技术的罗湖病毒快速可视化检测新方法开发及其在水产养殖安全中的应用
Main reagents and instrumentsRT-RAA核酸扩增试剂盒购自杭州众测公司;病毒基因组RNA/DNA提取试剂盒(TaKaRa MiniBEST Viral RNA/DNA Extraction Kit, 9766)和细菌基因组提取试剂盒(TaKaRa MiniBEST Bacteria Genomic DNA Extraction Kit, 9763)均购自北京宝日医生物技术有限公司;组织基因组提取试剂盒(DNeasy Blood & Tissue Kit)购自Qiagen公司;EnGen® Lba Cas12a (Cpf1)核酸内切酶、NEBuffer 2.
来源:Journal of Virological Methods
时间:2025-09-24
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综述:囊性纤维化的基因编辑:CRISPR-Cas9治疗的进展与展望
ABSTRACT囊性纤维化(Cystic Fibrosis, CF)是一种常染色体隐性遗传病,由囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)基因突变引起。CFTR通过运输氯离子维持上皮表面水盐平衡,其功能缺陷会波及多个器官(尤其是肺部)。随着新生儿筛查、产前诊断和药物干预的发展,CF的流行病学特征已发生变化。尽管CFTR调节剂是当前有前景的治疗方案,但其仅能针对单一突变的局限性限制了疗效。CRISPR-Cas9等基因组编辑技术的发展有望直接修正CF相关基因突变,从根源上实现CF的永久性治疗。本文综述了CF的发病机制、预后与诊断策略,并探讨了修正不同类型CFTR突变的可能性,重点分析了基因编辑技术在修
来源:Cell Biology International
时间:2025-09-24
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硫化氢介导褪黑素增强番茄幼苗耐冷性的关键作用与机制研究
Section snippetsExperimental materials and experimental designs番茄品种Micro Tom作为野生型(WT)。种子在28°C生长室萌发后移栽至腐殖土与蛭石1:1混合的盆中,在可控环境(25°C,60%-80%湿度,16小时光照/8小时黑暗)培养四周。选用生长一致的幼苗进行实验。MT improves cold tolerance by enhancing morphological and physiological properties如图1A-B所示,低温胁迫显著诱发番茄幼苗萎蔫症状,降低叶片细胞活性,并导致丙二醛(MDA)过度
来源:Plant Science
时间:2025-09-24
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综述:表皮蛋白:昆虫生存必需的分子密码
引言昆虫表皮作为外骨骼和外部屏障,是其生态成功的关键因素。它由三层结构组成:护膜、上表皮和原表皮。原表皮是最厚的一层,分为外表皮和内表皮,其中几丁质纤维和表皮蛋白(CPs)形成螺旋状层状结构,提供高强度和高韧性。昆虫基因组中编码超过100种CPs,占编码基因的1%以上,这种复杂性在生物材料中是独一无二的。CP基因家族与表达模式CP基因构成昆虫中一个庞大的基因家族,根据保守序列特征,已识别出13个CP家族,其中最大的是CPR家族,其特征是Rebers和Riddiford(R&R)几丁质结合共识序列,通常分为CPR-RR1和CPR-RR2亚家族。CP基因的数量在不同物种间差异很大,这可能与
来源:Insect Biochemistry and Molecular Biology
时间:2025-09-24
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利用基因表达分析揭示聚球藻响应重金属和采出水的关键基因及其在生物修复中的应用潜力
随着人口增长和资源需求上升,石油工业快速发展过程中产生大量采出水(Produced Water, PW),这种含有重金属、有机污染物和化学试剂的废水若未经处理直接排放,将造成严重环境风险。当前物理化学处理方法成本高且易产生二次污染,而利用蓝藻等微生物进行生物修复因其环境友好和可持续特性备受关注。聚球藻(Synechococcus elongatus)作为模式蓝藻,具有高效吸附重金属的能力,但其分子机制尚不明确。为此,研究团队通过转录组学分析揭示了该藻在PW和铁胁迫下的基因调控网络,为后续基因工程改造提供了关键靶点。本研究发表于《International Microbiology》。研究主要采
来源:International Microbiology
时间:2025-09-24
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酿酒酵母中谷胱甘肽生物合成的系统代谢工程:结合酶筛选的途径平衡实现高产
在医药和营养保健品行业中,谷胱甘肽(Glutathione, GSH)作为一种关键的细胞抗氧化剂,具有不可替代的价值。然而,传统的提取方法存在效率低、成本高的问题,限制了其大规模应用。微生物合成被认为是更具潜力的替代方案,其中酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)因其公认的安全 status(GRAS)和良好的工业兼容性,成为理想的生产宿主。但如何在酵母中实现GSH的高效合成,仍面临诸多挑战:内源途径受到反馈抑制、前体供应不足、异源酶表达效率低等问题亟待解决。针对这些难题,发表在《Engineering Microbiology》上的一项研究通过多层次的代谢工程策略,在酿
来源:Engineering Microbiology
时间:2025-09-24
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利用CRISPR/Cas9与Cas12a双重系统实现番木瓜高效基因组编辑及育种应用
番木瓜(Carica papaya L.)作为重要的热带经济作物,在食品、化妆品和制药行业具有广泛应用价值。然而其生产长期受到多种病原体的严重威胁,包括番木瓜环斑病毒(PRSV)、疫霉菌(Phytophthora palmivora)和白粉病等。更严峻的是,番木瓜天然遗传变异有限,传统育种手段难以实现品种改良。此前虽已通过转基因技术获得抗PRSV品种,但对其他病害的抗性育种仍进展缓慢。这种困境促使研究者转向基因组编辑技术,试图通过精准基因操作突破育种瓶颈。为建立高效的番木瓜基因组编辑体系,研究人员采用CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12a(Cpfl)两种系统,分别靶向番木瓜的八氢番
来源:Tropical Plant Biology
时间:2025-09-24
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基于微球的CRISPR诊断技术:提升灵敏度与多重检测能力的创新策略
在COVID-19大流行的背景下,全球对快速、准确且可现场部署的病原体检测技术需求迫切。虽然定量PCR(qPCR)作为金标准具有高灵敏度,但其设备要求高、耗时长且需要专业操作;而抗原检测虽易于部署,但灵敏度和特异性较差。CRISPR技术凭借其特异性靶向识别和 collateral cleavage(旁路切割)活性,为分子诊断提供了新思路,但现有系统大多依赖荧光或侧流层析读出,在报告系统设计和反应平台构建方面仍有较大发展空间。为了突破这些限制,研究团队开发了两种基于微球的创新平台:bbLuc聚焦提升单重检测的灵敏度,bbCARMEN则致力于实现低成本、高通量的多重检测。研究发表于《Nature
来源:Nature Biomedical Engineering
时间:2025-09-23
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综述:重写脚本:血管性血友病的基因治疗与基因组编辑
1 血管性血友病(VWD)概述血管性血友病(Von Willebrand Disease, VWD)是最常见的遗传性出血性疾病,其在普通人群中的患病率估计为每百万人25.6例。患者存在von Willebrand因子(VWF)的质和/或量的异常,这是一种在初级止血过程中至关重要的大型多聚体蛋白。VWD可分为不同类型,其严重程度各异。1型VWD最为常见,患者循环中的VWF减少,表现为轻度出血表型。若VWF减少是由于清除增强所致,则被描述为1C型VWD。2型VWD的特征是VWF的质量缺陷,可进一步分为多种亚型:A、B、M和N。其质量损伤范围从VWF二聚体多聚化为具有止血活性的成熟VWF多聚体不足,
来源:Frontiers in Genome Editing
时间:2025-09-23