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综述:miRNAs在鸡免疫调节中的作用及培育抗病品种的前景
微小RNA(miRNA)作为免疫系统的重要调控因子,正在成为研究疾病抗性机制和推动分子育种的重要工具。miRNA是一类非编码的短链RNA分子,长度通常在19至25个核苷酸之间,能够通过与靶标mRNA的结合,调控其翻译或降解,从而在细胞内发挥重要的基因表达调控作用。在鸡类中,miRNA不仅在免疫反应中起着关键作用,还对病毒复制、细胞分化和激活等过程具有深远影响。通过精准调控关键免疫基因的表达,miRNA能够协调先天免疫和适应性免疫反应,帮助宿主抵御病毒侵袭。这些特性使miRNA成为提高鸡类疾病抗性的潜在候选分子。在免疫系统中,先天免疫作为第一道防线,通过模式识别受体(PRRs)如Toll样受体(
来源:Animal Research and One Health
时间:2025-11-23
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CRISPR-Cas介导的拟南芥可遗传染色体融合
编辑总结染色体的重组会改变遗传信息的传递方式。在植物中,染色体重排可以使经过基因工程改造的植物与野生亲本分离,或者改变某些理想农艺性状的遗传方式。Rönspies等人使用拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为实验模型,应用CRISPR-Cas技术将染色体融合在一起(参见Zhang和Dawe的文章)。研究人员培育出了拥有8条染色体的植株,这些植株在表型上与野生型植株无异,并且能够自我繁殖。重组模式的改变揭示了遗传规律的变化。这项研究为植物的大规模染色体改造提供了新的途径,并有助于理解植物基因组的可塑性。——Madeleine Seale摘要拟南芥的基因组由10条染色体组成。通过在
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内质网蛋白CLCC1介导疱疹病毒与宿主核膜融合的新机制及其在核孔复合体形成中的作用
在病毒与宿主持续博弈的漫长进化史上,疱疹病毒目(Herpesvirales)成员发展出了一套独特的核逃逸策略。这些病毒在细胞核内完成基因组复制和衣壳组装后,面临着一个关键挑战:如何将体积庞大的衣壳(直径约125纳米)穿过核膜屏障运送到细胞质中继续成熟。与传统病毒通过核孔复合体(NPC)的核转运方式不同,疱疹病毒采用了一种非常规的核逃逸途径:首先在核内膜(INM)出芽形成核周包膜病毒颗粒(PEVs),然后这些临时包膜与外核膜(ONM)融合,将无包膜衣壳释放到细胞质中。虽然病毒编码的核外膜复合体(NEC)介导的出芽阶段已被广泛研究,但融合阶段的分子机制数十年来一直是个谜团。研究人员曾推测病毒包膜糖
来源:Nature Communications
时间:2025-11-22
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CRISPR-Cas9的“快递革命”:细胞外囊泡搭载光控释放系统实现精准基因编辑投递
CRISPR-Cas9被誉为“基因魔剪”,却长期被“最后一公里”卡脖子:Cas9复合物体积大、带负电、免疫原性高,病毒载体容量受限,脂质体易陷溶酶体“泥潭”,细胞穿透肽又会在血清里“散架”。安全、高效、可扩展的递送方案成为基因编辑从实验室走向临床的“圣杯”。细胞外囊泡(EVs)自带跨屏障、低免疫优势,却苦于“装货难、卸货更难”。面对这一僵局,Omnia M. Elsharkasy与Charlotte V. Hegeman领衔的团队决定给EV做一次“模块化升级”,让Cas9“搭便车”还能“到站即下车”。研究成果于2025年11月在线发表于《Nature Communications》。为回答“如
来源:Nature Communications
时间:2025-11-22
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III-B型CRISPR–Cas系统中SAM-AMP合成与降解的分子基础
摘要当检测到非自身来源的靶标RNA时,与CorA相关的III-B型CRISPR–Cas系统会催化S-腺苷甲硫氨酸(SAM)和ATP的反应,生成SAM-AMP,进而激活效应因子CorA并触发免疫反应。SAM-AMP可以被NrN和SAM裂解酶降解,从而可能使该系统失活。研究发现,来自Bacteroides fragilis的III-B型效应因子复合物采用了一种特定机制来识别非自身来源的靶标RNA并合成SAM-AMP。非自身来源靶标RNA的3′端反标签会诱导Cmr2亚基发生构象变化,从而独立于Cmr3亚基的茎环结构触发SAM-AMP的合成。SAM-AMP的结合会促使NrN从开放构象转变为闭合构象,进
来源:Nature Chemical Biology
时间:2025-11-22
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RNA结合蛋白PTBP1通过调控硫酸乙酰肝素3-O-磺基转移酶基因剪接介导HSV-1病毒感染的新机制
在病毒与宿主相互作用的复杂网络中,单纯疱疹病毒1型(HSV-1)作为一种常见的人类病原体,其感染机制一直是研究的热点。这种病毒能够引起从口腔疱疹到威胁视力的角膜炎等多种疾病,甚至与阿尔茨海默病的发生存在关联。HSV-1感染始于病毒颗粒与宿主细胞表面的特异性结合,其中硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPGs)尤其是3-O-磺酸化的硫酸乙酰肝素,被确认为病毒吸附的关键分子。然而,调控这一关键修饰的分子开关及其在病毒感染中的作用机制尚不完全清楚。RNA结合蛋白PTBP1(多聚嘧啶区结合蛋白1),也称为异质核核糖核蛋白I(hnRNP I),是基因表达的重要调控因子,主要通过剪接调节发挥作用。尽管PTBP1在细
来源:Cell & Bioscience
时间:2025-11-22
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利用RPA-CRISPR/Cas12a技术建立口蹄疫病毒O血清型的核酸检测方法
本文介绍了一种基于重组酶聚合酶扩增(RPA)与CRISPR/Cas12a技术结合的新方法,用于快速、可视化地检测口蹄疫病毒O型(FMDV-O)的核酸。口蹄疫是一种严重影响畜牧业的急性、高度传染性的病毒性疾病,主要影响偶蹄动物,如牛、猪和羊。该病被世界动物卫生组织(WOAH)列为必须报告的陆地动物疾病,其病毒被划分为七个免疫学上不同的血清型,其中O型是全球最为常见的血清型,并与历史上最多的口蹄疫爆发相关。由于感染一种血清型并不能提供对其他血清型的交叉保护,因此任何血清型都可能独立引发疫情。在临床中,该病表现出特征性的症状,如发热、跛行和口鼻、蹄部及乳腺等部位的水疱。尽管成年动物的死亡率通常较低,
来源:Journal of Virological Methods
时间:2025-11-22
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基于实时活细胞成像技术对单克隆疫苗菌株的筛选
在当前全球气候持续变化的背景下,新兴传染病的爆发频率显著上升,其中猴痘、寨卡热和登革热等疾病对公共卫生构成了严峻挑战。为应对这一趋势,疫苗研发领域正面临新的需求,即快速获取具有高免疫原性、安全性和遗传稳定性的疫苗株,特别是用于活疫苗的开发。活疫苗因其能够激发强烈的免疫应答,广泛应用于传染病防控中,但其制备过程通常涉及复杂的筛选步骤。其中,斑块纯化(plaque purification)是传统活疫苗和重组病毒疫苗研发中的关键环节,旨在从病毒克隆混合群体中筛选出具有均一特征和理想免疫反应的疫苗株。然而,传统斑块纯化过程耗时费力,需要大量的人工操作,限制了其效率和可重复性。为解决这一问题,本研究引
来源:Journal of Virological Methods
时间:2025-11-22
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CRISPR/Cas9诱导生物发光报告系统恢复技术在植物单细胞基因表达分析中的应用
在多细胞生物中,基因表达是生命活动的基础,但每个细胞的基因表达既受协调调控,又存在随机波动。这种“基因表达噪声”被认为可能影响细胞功能,然而目前尚缺乏在组织或个体水平上揭示单细胞随机性作用的研究。植物昼夜节律系统是一个典型的细胞自主振荡系统,由多个时钟基因通过转录-翻译反馈环构成。传统研究中,通过将时钟基因与荧光蛋白融合并在转基因拟南芥中利用共聚焦显微镜监测其表达,虽能揭示细胞类型特异性节律,但荧光报告系统存在明显局限:激发光可能导致光损伤或引发非预期光响应,且无法在黑暗环境下长期监测。相比之下,萤火虫荧光素酶(LUC)作为生物发光报告基因,在添加荧光素底物后即可发光,无需激发光,具备非侵入性
来源:Scientific Reports
时间:2025-11-22
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SlWRKY23 是番茄中磷酸饥饿响应的正调控因子
磷酸缺乏严重影响植物的生长和发育,因此揭示其调控机制对于提高磷素利用效率至关重要。本研究中,我们识别了SlWRKY23作为番茄(Solanum lycopersicum)中磷酸缺乏响应(PSR)的关键调控因子。通过RNA-seq和qRT-PCR分析发现,SlWRKY23在磷酸缺乏条件下根尖部位被强烈诱导表达,其核定位与其作为转录因子的功能一致。SlWRKY23在多种组织中广泛表达,其中在根部的表达量最高。利用slwrky23-cr突变体和SlWRKY23过表达转基因植株的功能分析表明,SlWRKY23正向调控PSR。在磷酸缺乏条件下,SlWRKY23通过维持主根伸长和侧根密度及长度来调控根系结
来源:Plant Science
时间:2025-11-22
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靶向长链非编码RNA MEG3以调节内质网应激和自噬:一种基于CRISPR/Cas9的策略,在急性肾损伤(AKI)向慢性肾病(CKD)转变过程中发挥作用
本研究聚焦于急性肾损伤(AKI)向慢性肾病(CKD)转变过程中,长链非编码RNA(lncRNA)MEG3在内质网应激(ER stress)与自噬(autophagy)之间的调控作用。AKI是一种由于缺氧、感染或肾毒性药物等引起的肾功能迅速下降的病理状态,而CKD则是一种以肾功能逐渐丧失为特征的慢性疾病,最终可能导致严重的健康问题。AKI向CKD的转变通常涉及持续的炎症反应、肾小管细胞凋亡、间质纤维化以及上皮-间质转化(EMT)等复杂机制,然而目前对其具体的发病机制仍缺乏深入理解。近年来的研究表明,AKI向CKD转变过程中,细胞的不适当修复主要由持续的内质网应激和受损的自噬机制驱动。内质网应激是
来源:Evolving Earth
时间:2025-11-22
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基于基因组语言模型的功能性从头基因的语义设计
### 基因组语言模型的语义设计近年来,随着生成式人工智能技术的快速发展,其在生物学领域的应用潜力日益凸显。生成式基因组模型能够在设计复杂生物系统方面发挥重要作用,但如何控制这些模型以生成具有特定功能的新型序列仍然是一个挑战。本文介绍了一种名为Evo的基因组语言模型,该模型通过利用基因组的上下文信息,实现了以功能为导向的序列设计,从而能够探索基因组序列空间中尚未被发现的新区域。这种设计方法被称为“语义设计”,它通过学习原核基因之间的语义关系,使得基因组语言模型能够基于给定的功能上下文生成具有相关功能但序列多样性高的新基因。#### 语义设计的核心原理在自然语言处理中,分布语义理论认为,词义可以
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CRISPR代谢工程双效提升镰刀菌蛋白营养与可持续性
随着全球人口持续增长和饮食结构变化,传统畜牧业正面临严峻的可持续发展挑战。畜牧业不仅占据约40%的农业用地,更贡献了全球温室气体排放量的14.5%。这种环境压力与日益突出的粮食安全问题,共同加速了人们对替代蛋白源的探索。在众多替代蛋白中,源自Fusarium venenatum(镰刀菌)的真菌蛋白(Mycoprotein,MP)展现出独特潜力,已在美国、欧盟和澳大利亚等多个国家和地区获准用于人类消费。生命周期评估(LCA)数据表明,以糖为基础的MP相较于传统动物蛋白具有显著环境优势,能降低约80%的温室气体排放和超过90%的土地使用。然而,一个显著的研究空白依然存在:工业规模MP生产的环境影响
来源:TRENDS IN Biotechnology
时间:2025-11-21
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Cas12a辅助的split crRNA复合物(CASCADE):一种用于多样化实体分析检测的通用型平台
CRISPR-Cas系统作为细菌适应性免疫机制,近年来已发展成为革命性的分子生物技术工具,特别是在基因组编辑和分子诊断领域展现出巨大潜力。其中,II类CRISPR系统中的Cas12a(又称Cpf1)因其独特的双链DNA/单链DNA(dsDNA/ssDNA)序列特异性识别能力,以及激活后对ssDNA的非特异性反式切割(trans-cleavage)活性,已成为新一代生物传感平台的核心技术。然而,尽管Cas12a在核酸检测方面表现出色,其应用范围却长期局限于核酸靶标,对于RNA、小分子、蛋白质等非核酸目标的检测仍面临挑战,这严重限制了其作为通用检测平台的发展潜力。传统的Cas12a检测系统依赖于完
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-11-21
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工程化染色质阅读器MCPH1-BRCT实时追踪活细胞和动物体内DNA损伤动力学
基因组稳定性是维持生命活动的基础,然而内源性和外源性因素不断引发DNA损伤,其中双链断裂(DSBs)是最具破坏性的损伤类型之一。细胞通过激活DNA损伤应答(DDR)信号通路,招募修复蛋白至损伤位点。在这个过程中,组蛋白H2AX的C端尾部会发生磷酸化,形成γH2AX,它作为信号平台引导修复因子的时空招募。尽管γH2AX是DNA损伤的重要标志物,但现有检测方法主要依赖固定细胞抗体染色,无法实现活体动态监测,这严重限制了我们对DNA修复动力学的理解。为了解决这一技术瓶颈,乌得勒支大学的研究团队在《Nature Communications》发表了创新性研究成果。他们开发了一种工程化染色质阅读器(eC
来源:Nature Communications
时间:2025-11-21
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使用BreakTag对基因组编辑核酸酶活性进行多级表征
摘要BreakTag是一种可扩展的下一代测序方法,用于在多个层面上无偏地表征可编程核酸酶和引导RNA。该方法能够识别脱靶位点、评估核酸酶的活性,并分析切割模式。在基于Cas9的基因编辑中,切割模式与插入/缺失修复的结果存在机械性关联。该过程依赖于Cas9和引导RNA(以核糖核蛋白形式存在)对基因组DNA的切割,随后富集由CRISPR核酸酶在靶标和非靶标序列上产生的平末端和交错双链断裂。通过下一代测序和BreakInspectoR数据分析,可以高效地表征Cas核酸酶的活性、特异性、原间隔区相邻基序的频率以及切割模式。首先,我们详细描述了用于识别CRISPR脱靶位点和多层面表征工程化Cas变体的B
来源:Nature Protocols
时间:2025-11-21
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内在的NPRL2和NPRL3蛋白调控B细胞恶性肿瘤对CAR-T细胞治疗的敏感性
在癌症免疫治疗领域,CAR-T细胞疗法已成为治疗B细胞恶性肿瘤的重要手段之一。这种疗法通过将患者的T细胞进行基因工程改造,使其表达能够特异性识别肿瘤抗原的嵌合抗原受体(CAR),从而增强其对癌细胞的杀伤能力。然而,尽管CAR-T疗法在临床中取得了显著成果,但仍存在部分患者对治疗反应不佳或出现耐药性,这限制了其在更广泛人群中的应用。因此,理解肿瘤细胞对CAR-T疗法产生抵抗的内在机制,对于提高治疗效果和克服耐药性至关重要。本研究通过结合CRISPR/Cas9全基因组筛选技术与临床数据,揭示了NPRL2和NPRL3在调控肿瘤细胞对CAR-T细胞毒性反应中的关键作用。研究团队在B细胞急性淋巴细胞白血
来源:Journal of Genetics and Genomics
时间:2025-11-21
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综述:将CRISPR-dCas系统有效转移到多种微生物中的策略
CRISPR-dCas工具在快速操作和分析微生物生命树中的基因功能方面具有广泛的应用。然而,尽管这些工具在理论上适用于多种物种,但最初是为模型细胞系和模式生物优化的CRISPR-dCas工具通常仍需要大量修改才能在特定的微生物中发挥作用。本文回顾了不同版本的CRISPR-dCas在微生物中的应用,以及这些技术的应用情况。我们还讨论了在开发和应用CRISPR-dCas系统时遇到的常见障碍及解决方法。最后,我们提出了一些改进措施,这些措施可能有助于提高为非模式微生物开发的CRISPR-dCas工具的适用性。
来源:ACS Synthetic Biology
时间:2025-11-21
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连接纤毛、应激反应与蛋白质稳态异常:RPGRIP1视网膜类器官的变异评估与治疗策略新视角
在遗传性视网膜疾病(IRD)的庞大谱系中,莱伯先天性黑蒙(LCA)是一类在婴幼儿期即导致严重视力损伤的罕见病,其中RPGRIP1基因突变约占5%-7%。RPGRIP1编码的蛋白质位于光感受器连接纤毛(CC),如同一座精密桥梁,连接着负责蛋白质合成的内节(IS)与执行光转换功能的外节(OS)。当RPGRIP1功能失常,蛋白质运输受阻,光感受器逐渐退化,患者最终陷入黑暗。然而,临床诊断面临巨大挑战:在ClinVar数据库中,近一半RPGRIP1变异被归类为“临床意义未明”(VUS),尤其是占VUS84%的错义变异(MS),因其难以通过传统手段评估致病性,阻碍了患者获得精准诊断和参与基因治疗临床试验
来源:Stem Cell Reports
时间:2025-11-21
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综述:MAP激酶与气孔调控:最新研究进展与未来展望
亮点丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联反应整合了发育、激素和环境信号,以调节气孔的形态、运动和免疫反应。MAPK通路介导干旱/脱落酸(ABA)、高温、低温、H2S、红光、化学物质和CO2等信号的传递,从而根据物种特性精细调节气孔动态,凸显了物种在应对压力方面的进化差异。MAPK级联反应通过活性氧(ROS)的产生、Ca2+信号传导、水杨酸(SA)信号传导以及有机酸的分泌来激活气孔的免疫反应,同时在不同物种间表现出对病原体的抗性差异。新兴工具如基于人工智能(AI)的激酶预测技术、单细胞组学分析,结合CRISPR/Cas9基因编辑技术以及利用保卫细胞特异性启动子,可以用于调控MAPK级联反应,从而为
来源:TRENDS IN Plant Science
时间:2025-11-21