• 基于显微镜的CRISPR筛选平台实现细胞器功能基因组学并揭示纤毛生物学新机制

  在细胞生物学研究领域，荧光显微镜技术犹如科学家的"眼睛"，能够直观展现生命活动的精细过程。然而，当研究人员试图将显微镜技术与强大的CRISPR基因编辑技术相结合，进行大规模遗传筛选时，却面临着巨大挑战。传统的CRISPR筛选方法主要依赖于细胞生长或流式分选等宏观指标，难以捕捉显微镜下才能观察到的细微细胞表型变化。这种技术局限严重阻碍了我们对细胞器功能和疾病相关细胞异常的系统性研究。特别是对于纤毛这种微米级的细胞器，其结构与功能异常会导致一系列纤毛病，包括肥胖、智力障碍、肾脏囊肿和视网膜变性等。尽管已有百余个纤毛病相关基因被鉴定，但我们对纤毛组装、解聚以及信号转导等关键过程的理解仍存在大量空白。

  来源：Developmental Cell

  时间：2025-11-24

• 单细胞激活筛选揭示Nr1i3和Nfix调控肝脏分区成熟的新机制

  肝脏作为人体重要的代谢器官，其功能高度依赖于肝细胞的空间分区化特性——中央静脉周区域主要负责药物代谢，而门静脉周区域则承担糖原合成等功能。然而，在体外定向分化获得的功能性肝细胞样细胞（HLCs）往往存在代谢功能不全、胚胎基因持续表达以及缺乏分区特征等问题，严重限制了其在疾病建模和再生医学中的应用。为了破解这一难题，德国马克斯·普朗克分子遗传学研究所的Atsuhiro Taguchi等研究人员在《Developmental Cell》上发表了最新研究成果。他们通过构建高分辨率的小鼠肝细胞发育转录组图谱，结合单细胞CRISPR激活筛选技术，系统鉴定了调控肝细胞晚期成熟的关键转录因子，并揭示了其在肝

  来源：Developmental Cell

  时间：2025-11-24

• FACT与RRM2双重抑制：靶向H2BG53D驱动胰腺癌的新策略

  胰腺导管腺癌(PDAC)是恶性程度最高的肿瘤之一，5年生存率不足10%。这种疾病的致命性源于其早期转移特性和对传统化疗的耐药性。近年来，表观遗传学异常在肿瘤发生发展中的作用日益受到关注，其中组蛋白突变作为新兴的致癌驱动因素备受瞩目。在众多组蛋白突变中，H2BG53D在6.9%的胰腺癌病例中被发现，但其在体内的致癌机制和临床意义尚不明确。该突变位于H2B的球状结构域，不同于传统的组蛋白尾部突变，其通过改变核小体稳定性影响基因表达。然而，H2BG53D如何影响染色质功能并促进PDAC进展，以及是否存在针对该突变的特异性治疗策略，成为领域内亟待解决的关键科学问题。针对这些问题，陈居明教授团队在《Ce

  来源：Cell Reports

  时间：2025-11-24

• 利用CRISPR-Cas9文库靶向水稻推定冗余基因集以探索其在籽粒发育中的功能

  在水稻功能基因组学研究中，基因重复现象普遍存在，约60%的基因拥有旁系同源拷贝。这些冗余基因虽然增强了生物的适应性，却为功能解析带来了巨大挑战——单个基因的敲除往往因功能补偿而无法呈现表型。传统突变体创制方法如化学诱变、T-DNA插入等效率有限，且难以实现多基因同步敲除。CRISPR-Cas9技术的出现为高通量靶向突变提供了新机遇，但其在水稻中应用于高阶敲除的研究尚属空白。为攻克这一难题，Banita Yadav等研究人员在《BMC Plant Biology》发表了题为“A CRISPR-Cas9 library to target putative redundant gene sets

  来源：BMC Plant Biology

  时间：2025-11-24

• 防御蛋白AtPDF1.2A和AtPDF1.2C在拟南芥中调控镉的积累和植物生长

  镉是一种有毒且非必需的元素，对所有生物体都具有潜在的危害。在植物中，镉的积累不仅影响其生长发育，还可能通过食物链威胁人类健康和食品安全。因此，深入研究镉在植物体内的积累机制及其调控方式，对于理解植物如何应对镉污染以及开发相关农业对策具有重要意义。本研究聚焦于拟南芥（*Arabidopsis thaliana*）中的两种防御素蛋白，AtPDF1.2A和AtPDF1.2C，探讨它们在镉运输过程中的作用。在植物的木质部汁液中，镉通常以Cd²⁺离子形式或与蛋白质形成的螯合物形式存在，这种运输方式对植物体内的镉积累起到关键作用。然而，此前对于拟南芥中具体参与这一过程的蛋白质尚不清楚。本研究通过蛋白质组学

  来源：Plant Phenomics

  时间：2025-11-24

• 宿主细胞KRT-18作为微小隐孢子虫PDI的非氧化还原依赖性互作因子促进寄生虫感染

  在全球范围内，隐孢子虫是导致人类和动物腹泻病的主要肠道原虫寄生虫之一。尤其令人担忧的是，隐孢子虫病是5岁以下儿童严重腹泻病的重要诱因，每年导致数万儿童死亡。目前唯一获得美国FDA批准的治疗药物硝唑尼特对免疫缺陷或营养不良个体效果有限，且不适用于2岁以下儿童，而有效疫苗的研发仍面临挑战。因此，深入探究隐孢子虫的生物学特性及其与宿主的相互作用机制，对于开发新的治疗策略至关重要。微小隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)作为一种顶复门寄生虫，其生活史包括有性生殖和无性生殖阶段，整个周期在单一宿主体内完成。与其他顶复门寄生虫不同，隐孢子虫寄生于宿主肠上皮细胞内，但位于一个独特的细胞内

  来源：Communications Biology

  时间：2025-11-24

• DNMT3A R882H突变并非原发性人类急性髓系白血病（AML）疾病持续发展的必需因素，但与白血病干细胞数量的增加有关 可购买

  摘要 人类癌症中的基因突变正在被深入研究，但癌症生物学中的一个基本问题是：这些突变是否对癌症的起始、已建立癌症的维持或两者都是必需的。在这里，我们以人类急性髓系白血病（AML）为背景研究这个问题。在AML中，DNMT3AR882错义突变通常在白血病前期的克隆造血过程中出现，并破坏DNA甲基化模式从而引发白血病。我们开发了基于CRISPR的技术，可以直接纠正从患者体内获得的白血病细胞中的DNMT3AR882突

  来源：Cancer Discovery

  时间：2025-11-23

• 综述：血红蛋白病的基因治疗：临床试验结果与造血干细胞及骨髓微环境生物学

  基因治疗策略：从基因添加到基因编辑T点突变导致谷氨酸被缬氨酸取代，形成异常的血红蛋白S（HbS）。HbS在脱氧状态下会发生聚合，引发红细胞镰变、溶血、血管闭塞危象和多器官损伤。而在Bthal中，超过400种不同的β-珠蛋白基因突变导致α-珠蛋白与β-珠蛋白链比例失衡，成人血红蛋白（HbA）合成不足。其临床严重程度取决于α-珠蛋白链过剩的程度以及残余β-珠蛋白的产量。最严重的患者需要依赖长期输血和铁螯合治疗，并伴有无效红细胞生成、肝脾肿大和铁过载并发症。针对这些疾病，基因治疗（GT）的发展经历了从基因添加到基因编辑的演进。基因添加策略主要依赖于慢病毒载体（LV）将功能正常的β-珠蛋白或具有抗镰变

  来源：Cell Reports Medicine

  时间：2025-11-23

• Gomesin肽的细胞毒性机制：鞘糖脂通路与胆固醇相互作用的黑色素瘤靶向治疗新策略

  在全球皮肤癌发病率持续攀升的背景下，黑色素瘤作为最具侵袭性的亚型，其BRAFV600E突变率高达40%-50%。尽管BRAF/MEK靶向疗法和免疫检查点抑制剂取得突破，但毒性反应和耐药性问题仍导致患者预后不佳。自然界生物活性分子为药物研发提供了宝贵资源，其中来自巴西蜘蛛Acanthoscurria gomesiana血细胞的Gomesin肽（AgGom）及其同源物HiGom，因其对黑色素瘤细胞的特异性杀伤能力而备受关注。这些由18个氨基酸组成的β-折叠结构肽，通过二硫键稳定构象，不仅能破坏细胞膜完整性，还能激活细胞内死亡信号通路，但对正常细胞影响较小。然而，其选择性杀伤机制与脂质代谢的关联尚未

  来源：Cell Death Discovery

  时间：2025-11-23

• LACCASE3/5/12/13介导种皮木质素沉积调控种子吸胀与萌发的新机制

  种子是植物繁衍的核心载体，其休眠与萌发的精准调控对生态系统和农业生产至关重要。种皮作为保护胚胎的物理屏障，其木质素沉积如何时空特异性调控并影响种子生理功能，长期以来缺乏遗传证据。以往研究虽在多种植物中观察到种皮木质素的存在，但负责其聚合的关键酶及具体生理意义仍不明确。本研究聚焦拟南芥中一个保守的漆酶分支LAC3/5/12/13（简称SEAL），通过系统发育分析发现该分支为种子植物特有，且其成员在种皮发育晚期特异性表达于外层细胞（oi1）。利用CRISPR-Cas9技术构建多重突变体，结合荧光报告基因和代谢组学，证实SEAL是种皮木质素沉积的主要催化酶。缺失SEAL后，种皮通透性显著增加，胚胎水

  来源：Cell Reports

  时间：2025-11-23

• MITF/TFEB/TFE3转录因子家族在黑色素瘤适应性调控中的分工机制与免疫微环境重塑

  在肿瘤生物学研究领域，细胞如何通过转录重编程适应微环境压力一直是核心科学问题。黑色素瘤作为典型模型，其恶性进展与MITF（microphthalmia-associated transcription factor）转录因子调控的细胞可塑性密切相关。然而，MITF家族中还存在两个结构高度相似的成员——TFEB（transcription factor EB）和TFE3（transcription factor E3），三者具有相同的DNA结合结构域，都能识别E-box序列，这种冗余性给理解它们各自的功能特异性带来巨大挑战。传统观点认为TFEB和TFE3主要调控自噬和溶酶体生物合成，而MITF则

  来源：Cell Reports

  时间：2025-11-23

• 在肝细胞癌细胞的细胞周期中，HIF-1α的氧独立表达能够在常氧条件下调控关键的代谢途径

  这项研究围绕肝细胞癌（HCC）中HIF-1α蛋白在细胞存活和增殖中的作用展开，特别关注其在常氧条件下的表达及其对细胞代谢的影响。HIF-1α是HIF-1异构体的核心组成部分，它在低氧环境中会被稳定并激活，从而调控癌细胞的转录适应。HIF-1α在HCC中具有高度表达，这与患者的不良预后密切相关。为了深入研究HIF-1α在HCC细胞中的具体功能，研究人员利用CRISPR/Cas9技术生成了不表达内源性HIF-1α的Huh7细胞系，并与同样不表达HIF-1α的HeLa细胞系进行比较。通过细胞存活、增殖、蛋白表达谱和患者数据的分析，揭示了HIF-1α在维持HCC细胞功能和促进其恶性行为中的关键作用。在

  来源：The FEBS Journal

  时间：2025-11-23

• 基因编码生物传感器HyPer7在毕赤酵母中实现过氧化氢积累动态的实时监测

  在生物技术领域，甲基营养型酵母Komagataella phaffii（原名Pichia pastoris）因其卓越的蛋白质表达能力而成为重要的微生物细胞工厂。然而，当以甲醇为碳源时，酒精氧化酶（Aox）催化的第一步反应会产生过氧化氢（H2O2）这一潜在毒性副产物。活性氧（ROS）在细胞中扮演着双重角色：既是重要的信号分子，又可能造成氧化损伤。长期以来，研究人员只能通过缺乏特异性的荧光染料来间接评估ROS水平，无法实时精确监测H2O2的动态变化。为突破这一技术瓶颈，Victor Mendes Honorato等研究人员在《FEMS Yeast Research》上发表了创新性研究，首次在K.

  来源：FEMS Yeast Research

  时间：2025-11-23

• Na+/K+-ATPase α亚基的领域特异性突变以不同方式调节果蝇的睡眠和昼夜节律

  在生物学研究中，钠钾ATP酶（Na⁺/K⁺-ATPase，简称NKA）作为一种关键的膜转运蛋白，其作用机制长期以来受到广泛关注。NKA通过ATP水解驱动钠离子和钾离子的跨膜交换，从而维持细胞膜电位和离子稳态，这一过程对神经元的兴奋性、物质运输以及细胞体积调控至关重要。在人类和果蝇中，NKA的α亚基是其功能核心，主要负责离子转运和结构稳定性。α亚基的结构通常包含十个跨膜螺旋段（TMD），三个明确的细胞内调节区域以及一个相对简单的细胞外结构域。然而，尽管NKAα亚基的突变已被证实与多种神经系统疾病相关，包括睡眠障碍和昼夜节律紊乱，其不同结构域在调控这些生理过程中的具体作用仍不明确。本研究通过CRI

  来源：Experimental Parasitology

  时间：2025-11-23

• 视网膜干细胞储备的丧失以及脂褐素的积累会加速视锥细胞和视杆细胞的退化，并在abca4b基因缺失的斑马鱼中再现Stargardt病症状

  摘要ABCA4基因的突变会导致斯特加特黄斑变性（Stargardt macular degeneration），其特征是外层视网膜中出现有毒的脂褐素沉积物、RPE细胞逐渐萎缩，随后是感光细胞的丧失。与啮齿类动物相比，斑马鱼视网膜中富含锥细胞的区域以及类似黄斑的“area-temporalis”结构更适合用于研究人类黄斑营养不良疾病。在这里，我们利用CRISPR/Cas9技术构建了abca4b基因敲除的斑马鱼模型，并评估了视网膜在早期和晚期的变化。在成年abca4b−/−突变体中，RPE细胞表现出色素沉着增加、视网膜运动行为改变以及脂褐素积累，但它们仍然具有生存能力。然而，感光细胞经历了进行性退

  来源：Scientific Reports

  时间：2025-11-23

• 在Na+/K+-ATP酶的心脏糖苷结合位点进行替换，并不能解释Steinernema昆虫病原线虫之间对盐度耐受性的差异

  土壤盐度在全球范围内存在显著差异，这种差异既受到自然因素的影响，也与人类活动密切相关。例如，农业、道路盐的使用、海平面上升以及沙漠化等现象都会导致土壤盐度的变化。土壤盐度的升高可能对生物产生广泛的影响，特别是对土壤中的食物网结构。作为寄生虫的昆虫病原线虫（Entomopathogenic Nematodes, EPNs）在土壤食物网中占据关键位置，它们通过捕食害虫在农业中发挥重要的生物防治作用。研究发现，EPN中的一种——*Steinernema carpocapsae*（S. carpocapsae）表现出比其同源种更高的盐度耐受能力。我们最近确认，S. carpocapsae在钠泵（Na⁺

  来源：Journal of Invertebrate Pathology

  时间：2025-11-23

• CRISPR/Cas9介导的转录抑制因子SlMYB32的突变作用提高了番茄果实中黄酮醇和黄烷酮的积累

  作者：张如宁、曹云林、张彤、马英月、李佳佳、陈坤松、李娴单位：中国浙江大学农业与生物技术学院，杭州 310058摘要黄酮醇和黄酮类化合物是具有多种药理活性和健康益处的生物活性物质。尽管人们对黄酮醇和黄酮类化合物生物合成的转录调控机制已有大量研究，但对于其负调控因子了解甚少。CRISPR/Cas9基因编辑技术凭借其精确的基因修饰能力，成为培育生物强化材料及探索潜在分子机制的理想工具。本研究在番茄果实中鉴定了一种转录抑制因子SlMYB32。表型和代谢组分析表明，敲除SlMYB32基因后，黄酮醇和黄酮类化合物的积累量显著增加，尤其是槲皮素3-O-芸香糖苷（芸香苷）的积累量达到了约1毫克/克鲜重。转录

  来源：Journal of Integrative Agriculture

  时间：2025-11-23

• Neprilysin 4通过调控果蝇顶体结构与精子尖端分区控制雄性生育力

  在生命繁衍的精密舞台上，精子作为雄性生育力的关键执行者，其形态和功能的完整性至关重要。其中，顶体（acrosome）作为位于精子头部的特化细胞器，在受精过程中扮演着“先锋”角色，通过释放水解酶帮助精子穿透卵子透明带。然而，顶体形态发生和稳态维持的分子调控网络仍存在大量空白。在模式生物黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）中，此前研究发现金属蛋白酶Neprilysin 4（Nep4）的功能缺失会导致雄性不育，但其具体作用机制和亚细胞定位一直成谜。类似地，小鼠Nep2缺陷也会导致雄性生育力下降，但机理同样不明。这些现象提示，Neprilysin家族蛋白酶可能在进化上保守地参与了

  来源：Communications Biology

  时间：2025-11-23

• 受体酪氨酸激酶家族成员CAD96CA对蚕激素信号传导及发育过程的影响

  摘要 蜕皮和变态是完全变态昆虫生长发育过程中的基本生理过程，主要受蜕皮甾醇和保幼激素（JH）的调控，这两种激素分别由前胸腺和侧体腺合成并分泌。然而，参与这些激素合成及其作用的信号调控网络非常复杂且具有交互性，其中涉及许多尚未被识别的功能基因。在本研究中，我们对CAD96CA基因进行了基础生物信息学分析，并利用CRISPR-Cas9技术在家蚕中获得了该基因的突变体。我们分析了这些突变体的生长发育和丝蛋白合成表型，并检测了20E和JH的合成及其信号传导效应。研究结果表明，敲除CAD96CA基因会导致幼虫生长受阻、丝蛋白产量减少、幼虫向

  来源：Insect Molecular Biology

  时间：2025-11-23

• 综述：基于微藻的生物柴油：整合人工智能、CRISPR技术和纳米技术以实现可持续生物燃料开发

  ### 微藻作为生物柴油原料的潜力与进展随着全球对可持续能源需求的不断增长，微藻作为生物柴油原料的应用正受到越来越多的关注。微藻具有快速生长、高油脂含量以及能够在非耕地和废水环境中培养的特性，使其成为替代传统化石燃料的重要候选者。过去十年间，特别是在2015年至2024年期间，人工智能（AI）引导的菌株优化、基因工程技术和纳米技术辅助的加工方法显著提高了油脂生产率，最高可达40%的提升。这些进步不仅增强了生物量的产出，还降低了整体生产成本，为微藻生物柴油的工业化奠定了基础。微藻的培养系统也在不断发展，其中混合光生物反应器（PBR）与开放式池塘系统的结合，使生物量的产出更加高效。同时，精准的pH

  来源：Emerging Topics in Life Sciences

  时间：2025-11-23

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