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  • 基因编辑揭示驱动蛋白-12调控棉铃虫对Bt毒素Cry1Ac的敏感性

    在现代农业的绿色防线中,转基因Bt作物扮演着至关重要的角色。它们能够自身产生源自苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis, Bt)的杀虫蛋白,从而有效控制害虫,减少化学农药的使用,保护生态环境。然而,道高一尺魔高一丈,害虫也在不断进化以应对这一威胁。截至目前,全球已有至少11种害虫对Bt作物产生了抗性,其中棉铃虫(Helicoverpa zea),又称玉米穗虫,对Bt棉花产生的主要毒素Cry1Ac的抗性问题尤为突出,已成为美国最具经济破坏力的害虫难题之一。传统的观点认为,害虫对Bt毒素产生抗性主要与其中肠细胞表面的受体蛋白(如钙粘蛋白cadherin、氨肽酶-N、碱性磷酸酶

    来源:Scientific Reports

    时间:2025-11-27

  • Cas13d crRNA设计参数系统评估:优化鸡细胞RNA靶向的关键研究

    随着CRISPR基因编辑技术的飞速发展,科学家们已经能够像使用分子剪刀一样精确修剪DNA。然而,对于RNA世界的操控却一直面临更大挑战。直到Cas13系统的发现,这一局面才得以改变。Cas13作为一种RNA引导的RNA靶向工具,不仅能特异性切割目标RNA,还展现出独特的"旁切活性"——在识别目标后无差别降解周围RNA分子。这种特性虽然有利于核酸检测应用,却成为细胞内治疗的主要障碍。在众多Cas13变体中,源自Ruminococcus flavefaciens的RfxCas13d因其紧凑尺寸和高效率备受关注。然而,其crRNA设计原则仍不明确,特别是在不同物种细胞环境中的表现差异显著。禽类细胞作

    来源:Functional & Integrative Genomics

    时间:2025-11-27

  • CEBPB基因通过调控间充质干细胞增殖与分化影响猪脂肪生成的双重功能研究

    在追求优质猪肉产品和攻克人类肥胖难题的双重驱动下,科学家们一直试图揭开脂肪细胞分化的神秘面纱。脂肪生成(Adipogenesis)作为脂肪组织发育的核心过程,不仅直接影响猪的生长速率、能量代谢和肉品品质,更因其与人类脂肪生物学的高度相似性,使猪成为研究肥胖及相关代谢疾病的理想大型动物模型。在这一复杂的分化过程中,转录因子网络扮演着指挥者的角色,其中CCAAT/增强子结合蛋白β(C/EBPβ)被认为是启动脂肪生成的关键早期调控因子。然而,尽管在人类和小鼠模型中CEBPB基因的功能已被广泛研究,其在猪脂肪生成中的具体调控机制,尤其是对细胞增殖的影响,仍是一片亟待探索的空白。为了解决这一问题,由Me

    来源:Journal of Applied Genetics

    时间:2025-11-27

  • 通过CRISPR/Cas12a介导的基因编辑技术改造GmFAD2和GmFAD3基因,从而改善大豆脂肪酸组成

    摘要核心信息利用CRISPR/Cas12a技术,我们通过敲除GmFAD2(GmFAD2-1A、GmFAD2-1B)和GmFAD3(GmFAD3A、GmFAD3B)基因,培育出了新型大豆品种,这些品种的油酸或亚油酸含量有所提高。摘要大豆油中含有大量的多不饱和脂肪酸(PUFAs),这类脂肪酸能够降低胆固醇水平并有助于预防高血压,从而对人类健康具有重要意义。然而,PUFAs的化学稳定性较差,容易发生氧化反应,从而产生有害的反式脂肪酸。为了解决这一问题,精确调控大豆中的脂肪酸组成对于健康应用至关重要。在本研究中,我们采用了CRISPR/Cas12a基因编辑技术,选择性地敲除了大豆中的GmFAD2(Gm

    来源:Plant Cell Reports

    时间:2025-11-27

  • 综述:小麦营养品质和非生物胁迫耐受性的改良研究

    小麦营养品质与非生物胁迫耐受性的协同改良2 小麦营养成分及其利用小麦作为全球主要粮食作物,其籽粒富含碳水化合物(90%以上为淀粉)、蛋白质(7-22%)及矿物质(铜Cu、镁Mg、锌Zn、铁Fe、磷P)等。全麦中的阿拉伯木聚糖等膳食纤维(12-15%)有益肠道健康,但精加工过程导致纤维流失。麸皮层集中了抗氧化剂(如阿魏酸)及维生素(硫胺素、核黄素等),而胚乳主要提供淀粉与面筋蛋白。面筋赋予面团弹性,却可能引发乳糜泻等健康问题。值得注意的是,小麦蛋白缺乏赖氨酸和苏氨酸等必需氨基酸,且植酸等抗营养因子会降低矿物质生物利用率。3 小麦营养品质改良针对“隐性饥饿”,生物强化成为关键策略。传统育种通过筛选

    来源:Discover Plants

    时间:2025-11-27

  • 在感染过程中,弓形虫效应蛋白TgROP1会与内质网建立膜接触位点

    近年来,真核生物细胞器间接触点(Membrane Contact Sites, MCS)在病原体入侵和宿主-病原体互作中的作用日益受到关注。MCS是由特异性蛋白 tether 形成的纳米级膜接触界面,不仅参与细胞器间物质交换,还在免疫信号传导、脂质代谢等关键生理过程中发挥调控作用。然而,关于异源生物如弓形虫(*Toxoplasma gondii*)如何利用宿主MCS进行感染的分子机制仍存在重大科学挑战。本文通过开发新型荧光传感器技术,结合CRISPR基因筛选策略,首次系统揭示了弓形虫通过效应蛋白TgROP1模拟宿主VAPA/B的FFAT结构域,建立宿主内质网(ER)-寄生虫囊包(PVM)特异性

    来源:Nature Microbiology

    时间:2025-11-26

  • 可调突变窗口的连续定向超突变系统RESPECTevo实现高效蛋白质连续进化

    在生物技术领域,如何快速优化蛋白质功能是一个核心挑战。传统定向进化方法通常需要在体外引入突变,然后通过转化将突变文库导入细胞,这个过程不仅效率低,而且文库规模受限于转化效率,难以深入探索巨大的蛋白质序列空间。自然界中,抗体亲和力成熟过程给我们上了生动的一课:免疫系统通过体细胞超突变(Somatic Hypermutation, SHM)机制,优先在抗体互补性决定区(Complementarity-Determining Regions, CDRs)这一小段关键区域内引入高频突变,从而高效地筛选出高亲和力抗体。能否在实验室中模拟这种精准的靶向突变策略,开发出能够在小范围特定DNA区域内高效引入突

    来源:Nature Communications

    时间:2025-11-26

  • 基于微滤膜机械穿孔的CRISPR/Cas9基因编辑技术揭示FKBPL在先兆子痫中作用机制

    在妊娠并发症中,先兆子痫(preeclampsia)是一种严重的疾病,其特征是胎盘功能异常和滋养层细胞(trophoblast cells)功能障碍,导致显著的母婴发病率和死亡率。这种疾病通常发生在妊娠20周后,影响2-8%的妊娠。胎盘的健康依赖于滋养层细胞的正常迁移、侵袭和增殖,这些过程的异常与先兆子痫的发病机制密切相关。FK506结合蛋白样(FKBPL)基因在调节滋养层细胞动态中起着关键作用,但在先兆子痫早期患者中表达显著下调。然而,由于递送效率低和细胞存活率差,使用CRISPR(成簇规律间隔短回文重复序列)/Cas9(CRISPR相关蛋白9)技术编辑FKBPL基因在滋养层细胞中一直面临挑

    来源:Cell Death & Disease

    时间:2025-11-26

  • 确定PKN2和MOB4为集体细胞迁移的协调因子

    细胞集体迁移是动物发育和修复过程中的关键机制,其协调性依赖于多种分子调控网络。近年来,研究者通过系统性筛选和功能验证,逐步揭示了这一过程的分子基础。本研究以乳腺癌上皮细胞系MCF10A为模型,结合依赖图谱分析和CRISPR/Cas9基因敲除技术,成功鉴定出PKN2和MOB4两个关键调控因子,并阐明了其作用机制。### 1. 研究背景与策略细胞集体迁移在胚胎发育、器官形成及组织修复中发挥重要作用。虽然单细胞迁移机制研究较为成熟,但集体迁移的协调机制仍不明确。已知RAC1-WAVE-Arp2/3通路通过调控分支肌动蛋白聚合,既驱动细胞膜伪足延伸(如lamellipodium),又维持上皮细胞间的粘

    来源:Advanced Science

    时间:2025-11-26

  • 基因编辑猪中甲型流感病毒传播的阻断

    ### 研究背景与意义 流感A病毒(IAV)对全球畜牧业和公共卫生构成重大威胁。猪作为IAV的中间宿主,其感染不仅导致直接经济损失,还可能通过病毒基因重组产生新亚型,进而引发人畜共患病。近年来,基因编辑技术为宿主抗病毒提供了新思路。例如,敲除CD163基因的猪对猪繁殖与呼吸障碍综合征病毒(PRRSV)完全免疫,而敲除ANP32A基因的鸡对IAV具有抗性。这一领域的关键挑战在于如何通过宿主基因编辑有效阻断病毒传播,同时避免病毒通过其他途径逃逸。 ### 实验设计与目标 研究团队利用CRISPR-Cas9技术,成功生成并验证了缺乏TMPRSS2基因的猪(KO猪)。TMPRSS2作为病毒受体激

    来源:Emerging Microbes & Infections

    时间:2025-11-26

  • OsNAC74通过激素信号通路调控水稻生长和耐盐性的机制研究

    随着全球人口持续增长和耕地资源日益紧张,水稻作为养活世界半数以上人口的主粮作物,其安全生产面临严峻挑战。尤其近年来土壤盐渍化不断加剧,全球约20%的可耕地和近半灌溉田受到盐胁迫影响,导致作物生长发育受阻、产量品质下降。在这一背景下,挖掘水稻耐盐遗传资源、解析其分子调控机制,成为农业可持续发展的重要课题。NAC转录因子家族作为植物特有的调控蛋白,在应对生物和非生物胁迫中发挥核心作用。先前研究发现,OsNAC74可通过调控氨基酸通透酶基因OsAAP6影响水稻籽粒蛋白含量和外观品质,但其在生长发育和逆境响应中的功能尚不明确。为此,信阳师范学院彭博团队在《Scientific Reports》发表最新

    来源:Scientific Reports

    时间:2025-11-26

  • 综述:块茎作物的抗逆性:基因编辑与分子方法的深入探讨

    摘要人口的增长引发了人们对未来食物短缺的担忧。块茎作物满足了全球大部分的粮食需求,同时也是重要的动物饲料来源。然而,它们的生产受到各种非生物因素(如干旱、盐碱化、重金属毒性等)和生物因素(如病毒、细菌、真菌、线虫、杂草、昆虫害虫等)的制约。气候变化进一步加剧了这些压力,威胁到了粮食安全。本文综述了基因组编辑技术,特别是CRISPR/Cas系统在提高马铃薯、木薯和甘薯等主要块茎作物抗逆性方面的最新进展。主要研究的非生物胁迫包括盐碱化、干旱和重金属毒性;对于生物胁迫,则重点在于培育对这些病害和害虫的抵抗力。文章还强调了通过组学方法发现的潜在基因靶点,这些靶点可以通过基因组编辑来增强作物的抗逆能力。

    来源:Journal of Plant Growth Regulation

    时间:2025-11-26

  • 一种基于CRISPR/Cas13a和双链金-银纳米粒(DS Au-AgNRs)的毛细管表面增强拉曼散射(SERS)传感器,用于检测肝细胞癌患者血清中的miRNA-221

    肝细胞癌(HCC)早期诊断率较低,严重影响了患者的预后,因此开发高灵敏度和高特异性的早期诊断技术至关重要。微小RNA-221(miR-221)是HCC中异常过表达的生物标志物,具有重要的诊断潜力。本文构建了一种基于毛细管表面增强拉曼散射(SERS)的传感平台,该平台利用CRISPR/Cas13a切割技术和双壳金银纳米棒(DS Au-AgNRs)来检测HCC患者血清中的miR-221。首先合成DS Au-AgNRs并将其组装到氨基化的毛细管上,然后通过Au–S键将Cy5标记的单链DNA(ssDNA)与DS Au-AgNRs表面结合。在miR-221存在的情

    来源:Analytical Methods

    时间:2025-11-26

  • 开发了一种CRISPR-Cpf1与内源性重组酶协同平台,用于在谷氨酸棒状杆菌S9114中过量生产N-乙酰葡萄糖胺

    摘要Corynebacterium glutamicum S9114是一种具有增强型谷氨酸生物合成能力的非模式菌株,是生产谷氨酰胺衍生物化合物的理想微生物底盘。然而,现有的基因编辑平台在该菌株上的效率和适应性有限。因此,建立一种更高效、更具适应性的基因编辑平台对于加速微生物细胞工厂的建设至关重要。本研究将内源性重组酶与CRISPR-Cpf1系统结合,开发出适用于C. glutamicum S9114的基因编辑平台。通过BLAST分析和重组效率评估,发现来自Corynebacterium aurimucosum的重组酶CauR在C. glutamicum S9114中的效率最高。随后将重组酶Ca

    来源:Systems Microbiology and Biomanufacturing

    时间:2025-11-26

  • PagMYB14通过调节PagCHI5的转录,赋予84K杨树对Melampsora magnusiana的抗性

    杨树锈病抗性机制中PagMYB147与PagCHI5的调控关系研究一、研究背景与意义杨树锈病是由 Melampsora magnusiana 引起的严重真菌病害,该病害导致叶片提前脱落和树干生长受阻,对中国北方杨树林产业造成重大威胁。近年来,转录因子在植物抗病反应中的调控作用备受关注,特别是R2R3-MYB家族转录因子。前期研究已证实 PagMYB147 基因在锈病抗性中起关键作用,但其具体调控机制尚不明确。本研究通过基因编辑技术构建 PagMYB147 突变体,结合转录组测序、蛋白互作分析等技术,系统解析了 PagMYB147 在杨树抗锈免疫应答中的分子调控网络,为培育抗锈新品种提供了理论依

    来源:Industrial Crops and Products

    时间:2025-11-26

  • 综述:特刊:混合功能材料作为活性成分的载体及污染物的吸附剂——从表面化学到核靶向:通过无机纳米颗粒实现基因递送的多重挑战

    基因治疗领域正经历革命性发展,其中无机纳米颗粒作为非病毒递送系统的优势日益凸显。这类材料凭借其稳定的晶体结构、可调控的表面化学特性以及多功能集成潜力,正在逐步突破传统病毒载体和脂质纳米颗粒的局限。以下从关键科学挑战、主流纳米材料体系、临床转化瓶颈及未来发展方向进行系统性解析。### 一、生物递送屏障的突破性策略1. **蛋白冠的动态调控** 纳米颗粒与生物环境的相互作用始于蛋白冠的形成。研究表明,颗粒表面电荷、疏水性及包覆密度直接影响蛋白冠组成,进而决定免疫原性及组织分布。例如,金纳米颗粒(AuNPs)通过硫醇-金键形成致密保护层,可显著降低免疫清除率。表面工程技术的突破,如pH响应性

    来源:Hybrid Advances

    时间:2025-11-26

  • 在稳态状态下以及在外周或中枢免疫刺激后,通过时间调控机制实现对表达IL-1β的细胞网络的基因访问

    该研究团队通过基因编辑技术开发出新型小鼠模型IL-1β-TRAP,实现了对中枢神经系统中IL-1β表达细胞的精准追踪与调控。该成果发表于2025年3月,由佛罗里达大西洋大学医学院生物医学科学系Ning Quan教授团队主导完成。在基础研究层面,团队发现IL-1β作为神经免疫调控的关键因子,其表达模式具有显著时空特异性。通过建立双色报告系统,首次完整揭示了健康脑组织IL-1β的分布特征:约80%的基础表达集中在脉络丛巨噬细胞层,仅有少量神经元和微胶质细胞呈现低水平表达。这种独特的分布格局解释了为何传统检测手段难以捕捉正常脑内的微量IL-1β信号。技术突破体现在三方面:首先采用IRES-CreER

    来源:Botany

    时间:2025-11-26

  • 纳米酶-CRISPR/Cas生物传感器的最新进展

    簇状规律间隔短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白(Cas)系统以其精确的DNA识别能力和强大的切割活性而闻名,已成为生物传感领域的一个有前景的工具。纳米酶是一类新型人工酶,它结合了纳米材料的物理化学特性和天然酶的催化功能,具有较大的表面积以及多种功能化修饰的可能性,从而能够高效地结合目标物质并促进催化反应,显著提升生物传感的性能。随着跨学科研究的进展,纳米酶与CRISPR/Cas系统的结合在生物传感中变得越来越重要。基于纳米酶改进的CRISPR/Cas生物传感器能够大幅提高检测灵敏度,并扩展生物分析的检测模式,甚至有可能在无需预扩增的情况

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-11-26

  • 通过功能纳米材料与CRISPR技术相结合的细胞内生物传感器实现实时分子检测

    CRISPR技术最初作为一种基因编辑工具被开发出来,最近已成为细胞内生物传感的强大平台。通过利用CRISPR相关蛋白(如Cas9、Cas12和Cas13)的可编程性和目标特异性,研究人员设计了能够检测多种细胞内信号的生物传感器,包括核酸、非编码RNA和小分子代谢物。这篇综述讨论了基于CRISPR的生物传感器在实时、动态监测细胞过程和分子事件方面的最新进展。特别关注了纳米技术的整合,纳米技术在提高传递效率、信号放大和传感器稳定性方面发挥着关键作用。金纳米颗粒、量子点、DNA纳米结构和上转换纳米颗粒等纳米材料被策略性地用于改善CRISPR组分的细胞内运输、促

    来源:Chemical Communications

    时间:2025-11-26

  • HDAC1 具有内在的蛋白酶活性,并通过切割组蛋白 H3 的 N 末端尾部来调节转录过程

    摘要组蛋白去乙酰化酶1(HDAC1)主要被认定为一种能够从组蛋白和非组蛋白中去除乙酰基团并抑制基因转录的酶。然而,HDAC1还通过一些尚未明确的机制参与对特定基因的转录调控。在本研究中,我们发现了HDAC1中存在的一种内在蛋白酶活性,该活性能够切割组蛋白H3第20位赖氨酸与第21位丙氨酸之间的肽段。这种针对组蛋白H3 N端尾部(H3NT)的蛋白酶活性依赖于其与核小体的稳定结合,并且是膀胱癌细胞无限制生长的关键因素。从机制上看,促进细胞生长的基因是通过HDAC1依赖的H3NT蛋白水解作用被选择性激活的;膀胱癌细胞中的H3NT切割水平显著升高,这成为该癌症特有的染色质特征。此外,利用CRISPR-

    来源:CELL DEATH AND DIFFERENTIATION

    时间:2025-11-26


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