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综述:HPV特异性抗病毒药物:解除病毒进入与复制破坏
分子水平的HPV进入机制人乳头瘤病毒(HPV)是一种无包膜的环状DNA病毒,其感染可导致从良性疣到多种癌症的病变。HPV病毒颗粒直径约60 nm,由72个衣壳粒组成。其基因组包含6个早期基因(E1, E2, E4, E5, E6, E7)和2个晚期基因(L1, L2)。其中,E5、E6和E7癌蛋白在恶性肿瘤的发生和细胞异常中起关键作用,是基因沉默和基因编辑等治疗策略的主要靶点。病毒进入宿主细胞是其致病的第一步。HPV首先与细胞表面的初级受体——硫酸乙酰肝素(Heparan Sulfate, HS)结合,该分子是细胞外基质和质膜上带负电荷的成分。L1衣壳蛋白与HS链的电荷相互作用是病毒附着的关键
来源:The Microbe
时间:2025-10-15
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RPA–CRISPR–Cas12a(–LFD)双平台检测系统:实现五种法医体液快速精准鉴定的创新技术
筛选mRNA标记物5的基因原始数据进行t-SNE分析(图2B),结果显示不同组织类型间存在显著聚类差异。通过Boruta算法优化标记物数量,最终筛选出五种特异性mRNA标记物:HBB(外周血)、MMP10(月经血)、DKK4(阴道分泌物)、AKAP4(精液)和HTN3(唾液)。讨论犯罪现场体液类型的鉴定有助于判定案件性质并提供侦查线索。mRNA标记物因其卓越的特异性和灵敏度在法医学研究中备受关注。等温扩增技术无需热循环仪、反应时间短且便于现场实施,为体液快速鉴定提供了独特优势。本研究开发的RPA–CRISPR–Cas12a–LFD系统成功克服了传统方法对实验室基础设施的依赖,实现了对混合样本(
来源:Forensic Science International: Genetics
时间:2025-10-15
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综述:花青素在行动:生理、生化和分子策略在生态友好型作物生产中对气候胁迫的缓解作用
花青素的生物合成与调控机制花青素属于黄酮类化合物,其生物合成受到多层级调控。核心途径涉及苯丙烷代谢和类黄酮分支,关键酶包括苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合成酶(CHS)和花青素合成酶(ANS)。转录水平上,MYB-bHLH-WD40复合物通过结合靶基因启动子区域(如DFR、ANS)激活表达。表观遗传修饰(如DNA甲基化和组蛋白乙酰化)及植物激素(如脱落酸ABA、茉莉酸JA)通过胁迫信号通路间接调控花青素积累。花青素在胁迫响应中的功能作为抗氧化剂,花青素通过清除活性氧(ROS)(如O2-·和H2O2)减轻膜脂过氧化和蛋白质变性。其金属螯合能力(如Fe2+/Cu2+)抑制芬顿反应,保护光合系统I
来源:Physiology and Molecular Biology of Plants
时间:2025-10-15
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综述:释放甘蔗的潜力:基因组创新、生物精炼技术、抗逆性以及循环生物经济的进步
### 一、引言糖料作物是全球农业和工业体系中的重要组成部分,其种植不仅为食品、生物燃料和生物经济提供基础原料,还在应对气候变化和资源短缺的背景下展现出重要的发展潜力。糖料作物以其高效的C4光合作用和高生物量产出,成为可再生能源和生物材料生产的重要资源。然而,该作物的利用也面临诸多挑战,包括复杂的基因组结构、环境胁迫的敏感性以及生物量转化效率的局限性。本文旨在系统探讨近年来糖料作物研究的重要进展,重点关注其生理适应机制、分子育种技术、生物精炼应用以及药用潜力,同时评估当前研究中存在的关键挑战和知识空白。通过整合基因组学、农业和生物技术的跨学科见解,本文旨在阐明糖料作物如何应对生物和非生物胁迫,
来源:Industrial Crops and Products
时间:2025-10-15
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男性健康障碍的分子机制与治疗新策略:从激素调控到癌症与生育力
男性生理健康依赖于内分泌信号、旁分泌生长因子以及精密调控的细胞间通讯网络的协同作用,这些机制共同保障睾丸正常功能与精子发生(spermatogenesis)的进行。然而,随着年龄增长以及肥胖、环境内分泌干扰物等外部因素的侵袭,机体内稳态容易被打破,进而诱发一系列男性健康问题,包括迟发性性腺功能减退(late-onset hypogonadism)、特发性不育(idiopathic infertility),以及前列腺癌(prostate cancer)、睾丸癌(testicular germ cell tumors)等激素驱动型恶性肿瘤。这些疾病的病因复杂,涉及遗传易感性、体细胞突变、信号通路
来源:Cell Communication and Signaling
时间:2025-10-14
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综述:用于增强CRISPR诊断的先进核酸探针
General mechanisms of CRISPR-Cas cleavage and probe classificationCRISPR-Cas系统源于古菌的适应性免疫机制,其通过CRISPR RNA(crRNA)引导的Cas蛋白识别并切割外源遗传物质。不同Cas效应蛋白在分子诊断中展现出独特特性:Cas9通过sgRNA识别双链DNA(dsDNA)并执行顺式切割,但其应用受限于PAM序列依赖性和双RNA系统的复杂性。相比之下,Cas12和Cas13在crRNA引导下不仅能特异性识别DNA或RNA靶标,还能激活反式切割活性,非特异性降解单链DNA(ssDNA)或单链RNA(ssRNA)报
来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry
时间:2025-10-14
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乙烯通过GhDREB1/CBF调控棉花低温抗性的分子机制解析
尽管乙烯在植物生长发育中的作用已被广泛研究,但其对低温耐受性的调控机制在不同作物中存在差异。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)对棉花低温胁迫下的转录组变化进行分析,发现差异表达基因显著富集于乙烯信号通路相关基因。外源施加乙烯前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)和乙烯合成抑制剂α-氨基异丁酸(AIB)的实验证实乙烯对棉花耐寒性具有正向调控作用。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术、病毒诱导基因沉默(VIGS)以及烟草过表达实验,发现乙烯合成基因GhACO1可显著增强植物低温耐受性。转录组分析显示C-重复序列/脱水响应元件结合因子(GhDREB1/CBF)在棉花中高表达且受低温胁迫显著上
来源:The Plant Journal
时间:2025-10-14
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基于RPA-CRISPR/Cas12a单管检测系统实现大肠杆菌O157:H7超灵敏可视化快速检测
HighlightMaterials, targets and samples本研究涉及菌株包括:大肠杆菌O157:H7 ATCC43888、单核细胞增生李斯特菌CICC21633、副溶血性弧菌ATCC33847、金黄色葡萄球菌ATCC6538、沙门氏菌ATCC13076和荧光假单胞菌ATCC17397(详见表1)。TwistAmp® Basic试剂盒购自莫瑞生物(上海),LbCas12a核酸内切酶源自吐露生物科技(上海),crRNA、RPA引物及单链DNA(ssDNA)由生工生物协同配制。Detection system of RPA-CRISPR/Cas12a one-tube assay
来源:Journal of Food Composition and Analysis
时间:2025-10-14
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基于CRISPR-Cas9核糖核蛋白编辑的植物乳杆菌和短乳杆菌溶血素基因敲除及其安全性提升研究
在益生菌研究领域,乳酸菌(Lactic Acid Bacteria, LAB)因其卓越的发酵能力和益生特性备受关注。然而,与大肠杆菌(Escherichia coli)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)等模式生物相比,乳酸菌的基因编辑技术发展相对滞后。传统的质粒依赖型CRISPR-Cas系统存在编辑效率低、菌株特异性强、易产生编辑逃逸及外源基因整合等问题,严重限制了益生菌工程化的应用潜力。更值得警惕的是,包括植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)和短乳杆菌(Levilactobacillus brevis)在内的常见益生菌,在免疫功
来源:World Journal of Microbiology and Biotechnology
时间:2025-10-14
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综述:下一代分子育种工具在甘蔗中实现更高遗传增益
AbstractMain conclusion新一代整合人工智能(AI)的分子工具可通过增强变异性、准确性和效率来加速甘蔗遗传增益,从而实现高产、优质和气候适应性品种的快速选育。育种家公式:遗传增益的量化框架在全球对可再生能源依赖日益加深的背景下,提升遗传增益对可持续糖料和生物能源生产至关重要。甘蔗及其副产品作为第一、二代生物燃料的重要原料,因其遗传复杂性、长育种周期及强烈的基因型×环境互作(G×E)而面临育种挑战。育种家公式为遗传改良提供了量化框架,其核心在于优化四个关键参数:加性遗传变异(σa)、遗传力(h2)、选择强度(i)和育种周期长度(L)。增强加性遗传变异的策略全基因组层面的探索是
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综述:非洲猪瘟病毒体外传代培养进展及其对疫苗开发的意义
非洲猪瘟的全球危机与疫苗研发困境非洲猪瘟(ASF)是由非洲猪瘟病毒(ASFV)引起的烈性传染病,急性感染死亡率可达100%,近年来在亚欧大陆的复燃引发全球动物卫生与食品安全危机。ASFV作为已知唯一的DNA虫媒病毒,其基因组庞大(170-190 kb),编码超过150种蛋白,且专性感染单核-巨噬细胞系,这种特殊的宿主嗜性极大限制了体外培养效率,阻碍了传统灭活疫苗或亚单位疫苗的开发。体外培养技术:从金标准到产业化突破原发性猪巨噬细胞(pMOs)虽是ASFV感染的生理学“金标准”模型,但存在扩增难度大、成本高及伦理争议等瓶颈。为此,研究者转向两类连续细胞系:1.非猪源细胞系(如Vero、COS、M
来源:Animal Diseases
时间:2025-10-14
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经过工程设计的、具有热稳定性和化学响应性的发光Cas9系统,用于实时治疗监测应用
摘要 规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)/CRISPR相关蛋白(Cas)由于其设计的便捷性和高效性,彻底改变了基因治疗的应用,尽管也存在脱靶效应。具有时空调控功能的Cas9由于较低的脱靶基因毒性,提供了更安全的基因编辑方法;然而,实时监测Cas9以评估其递送效率、基因编辑时间框架和空间靶标信息仍然具有挑战性。在这里,我们报告了一种经过工程改造的Cas9系统——GlowCas9,它可以在所有检测系统中进行实时化学检测,包括细胞裂解物、天然凝胶、体外和体内环境。重要的是,我们对Cas9系统进行了合理设计,使其具有优异的热稳定性并
来源:ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
时间:2025-10-14
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槲皮素通过ERK1/2-GSK3β-CypD通路改善BMP15缺陷卵母细胞氧化应激的研究
在辅助生殖领域,卵母细胞质量是决定女性生育成功的关键因素之一。骨形态发生蛋白15(Bone morphogenetic protein 15, BMP15)作为卵母细胞特异性分泌的生长因子,通过调控卵泡体细胞功能间接影响卵母细胞成熟。然而,BMP15基因突变可导致卵母细胞体外成熟(in vitro maturation, IVM)障碍,伴随线粒体功能异常和活性氧(reactive oxygen species, ROS)过度积累,最终引发氧化应激和细胞凋亡。目前,针对此类基因缺陷所致卵母细胞质量下降的有效干预措施仍显不足。为探索解决方案,研究人员在《Redox Biology》上发表了题为"Q
来源:Redox Biology
时间:2025-10-13
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基于单发夹酶级联四重富集系统耦合CRISPR/Cas12a的超灵敏汉坦病毒检测新方法
Highlight本研究的亮点在于通过巧妙的发夹探针设计,实现了无需外源引物的四级信号放大。独特的回文序列结构使HP具备自引导功能,在聚合酶和切口酶(Nt.BbvCI)作用下触发双重链置换扩增(SDA)级联反应,显著提升检测灵敏度。CRISPR/Cas12a系统的引入犹如给检测装上了"分子雷达",其反式切割活性可非特异性切割信号探针,实现荧光信号的指数级放大。Materials and reagents所有寡核苷酸由上海生工生物工程股份有限公司合成(序列见表S1)。实验中使用的EnGen® Lba Cas12a(Cpf1)酶、10× NEBuffer r2.1(含1000 μg/mL BSA、
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-10-13
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基于银和离子液体共功能化MXene的比率型分子印迹电化学传感器用于棒曲霉素的高灵敏高选择性检测
Highlight该研究的创新亮点在于:首次将单发夹探针(HP)与酶级联四重富集(SH-ECE)系统耦合CRISPR/Cas12a技术,实现了对大别山正汉坦病毒(DBSV)的超灵敏检测。该系统通过巧妙的回文序列设计,仅需一个发夹探针即可启动四级循环反应,无需外源引物,显著简化操作流程。CRISPR/Cas12a的引入不仅增强了特异性,还能精准区分碱基突变,在临床血清样本中展现出卓越的应用潜力。Materials and reagents所有寡核苷酸由生工生物工程(上海)股份有限公司合成(序列见表S1)。EnGen® Lba Cas12a (Cpf1)、10× NEBuffer r2.1(含10
来源:Sensors and Actuators B: Chemical
时间:2025-10-13
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拟南芥AtGADD45a1/2-AtRACK1A复合体在DNA损伤应答中的新功能解析
DNA损伤(DNA damage)由紫外线辐射和化学诱变剂等环境胁迫触发,严重威胁植物的基因组完整性,因此需要高效的DNA损伤应答(DDR)通路来应对。尽管哺乳动物的DDR机制已被广泛研究,但植物DDR领域仍相对缺乏深入探索。本研究聚焦拟南芥(Arabidopsis thaliana)中哺乳动物生长阻滞与DNA损伤45A(GADD45A)的同源蛋白——AtGADD45a1和AtGADD45a2。通过CRISPR/Cas9技术构建的atgadd45a1和atgadd45a2单突变体对泽霉素(Zeocin)、丝裂霉素C(mitomycin C)、羟基脲(hydroxyurea)和甲磺酸甲酯(met
来源:Plant Cell Reports
时间:2025-10-13
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综述:等离子体工程化界面用于下一代生物传感
Materials and reagents所有寡核苷酸均由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。EnGen® Lba Cas12a (Cpf1)、10 × NEBuffer r2.1、Nt. BbvCI 切口内切酶和10 × CutSmart Buffer购自北京NEB公司。脱氧核糖核苷酸(dNTP)混合物、Klenow Fragment (KF) 聚合酶及相应缓冲液均用于实验。Principle for DBSV-S-MT1 Detection该传感平台的检测原理如Scheme 1所示。SH-ECE系统的模板发夹探针(HP)包含五个功能区域(Scheme 1A):靶标/触发链识别域、燃料链
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-10-13
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基因组编辑抗白叶枯病水稻品种中转基因的去除与产量损失评估
引言水稻白叶枯病是由稻黄单胞菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)引起的重大病害,在非洲和亚洲造成严重产量损失。Xoo通过分泌转录激活样效应子(TALe)蛋白,这些蛋白与SWEET蔗糖单向转运蛋白基因启动子中的效应子结合元件(EBE)结合,诱导宿主SWEET基因表达,这可能是Xoo繁殖和致病所必需的。研究团队通过多重编辑三个SWEET基因(SWEET11a、SWEET13和SWEET14)的EBE区域,阻止TALe结合,从而获得了对多种Xoo菌株具有广谱抗性的基因组编辑水稻品种。转基因去除与评估研究团队建立了多层级的转基因评估流程,对编辑后的IR64、Cih
来源:Plant Biotechnology Journal
时间:2025-10-12
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解析非编码GWAS位点揭示成纤维细胞因果基因在心力衰竭病理生理中的关键作用
心力衰竭作为全球增长最快的公共卫生问题之一,其患病率预计到2030年将增长十倍以上。这种复杂综合征继发于心室充盈或射血功能受损,其特征包括适应性心脏重塑(肥大或扩张伴随心脏纤维化)。心脏成纤维细胞在心力衰竭病理生理中扮演核心角色——这些间充质细胞不仅参与重塑相关的心肌肥大和扩张,还在心肌梗死后通过形成富含胶原的纤维化瘢痕替代死亡心肌细胞。然而,当疾病激活的成纤维细胞过度活跃(肌成纤维细胞化),其过量产生的细胞外基质会导致心肌壁僵硬化。尽管全基因组关联研究(GWAS)已发现大量与心力衰竭相关的遗传位点,但约80%的显著单核苷酸多态性(SNP)位于基因组的非编码区,其调控机制和目标基因仍不明确。传
来源:Nature Communications
时间:2025-10-12
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AI驱动的高通量数字菌落挑选平台实现多模态表型微生物菌株分选
在微生物细胞工厂的开发过程中,表型筛选始终是设计-构建-测试-学习(DBTL)循环中最耗时费力的瓶颈环节。传统菌落平板筛选方法依赖于群体水平的宏观测量,无法捕捉动态的单细胞行为,也难以发现稀有表型。虽然实验室自动化提高了筛选效率,但这些系统仍然缺乏单细胞分辨率。液滴微流控技术虽然提供了单细胞筛选的解决方案,但存在工作流程复杂、污染风险高、液滴融合等问题。面对这些挑战,研究人员在《Nature Communications》发表了创新性研究成果,开发了AI驱动的数字菌落挑选器(Digital Colony Picker, DCP)平台,实现了基于生长和代谢表型的自动化高通量筛选。该平台无需琼脂或
来源:Nature Communications
时间:2025-10-12