生物通-更多新闻
mTORC1抑制剂通过激活整合应激反应增强Venetoclax对T细胞急性淋巴细胞白血病的治疗效果
鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)基因组重排的进化启示:基于242株完整基因组的系统解析
鼠疫杆菌(Yersinia pestis)这个引发黑死病的元凶,其基因组就像不断改写的乐谱——高度保守的片段中暗藏着重排密码。科学家们这次玩了个双保险:对242株天然分离株进行全基因组扫描,不仅抓住459个重排证据破解了第三次大流行的进化悬案,更发现基因组变形记的四大推手——其中IS1661和IS100这对活跃分子堪称基因组界的剪刀手爱德华。这些重排可不是随机舞蹈,43个热点区域在进化压力下跳出了标准舞步,特别是rpsO-pnp这个温度应激相关的基因操纵子(operon),其断裂重组直接改写了细菌的生存剧本。更有趣的是,那些对人类手下留情的无毒菌株,基因组里藏着三个被废武功的基因和
膳食抗氧化剂代谢互作增强肠道菌群无氧能量代谢的机制研究及其与结直肠癌的关联
在人体这个复杂的生态系统中,肠道微生物与宿主的共生关系一直是生命科学研究的焦点。其中,肠道细菌如何在缺氧环境下获取能量尤为关键。虽然微生物利用复杂碳水化合物进行无氧呼吸的机制已被广泛研究,但对于膳食中丰富的抗氧化剂营养物质(如ergothioneine, EGT)能否通过类似途径支持菌群能量代谢,科学界仍知之甚少。EGT作为一种蘑菇等食物富含的含硫抗氧化剂,虽已知能被哺乳动物细胞吸收并发挥抗氧化功能,但其在肠道菌群中的代谢命运及其对微生物互作的影响仍是未解之谜。耶鲁大学分子、细胞与发育生物学系和微生物科学研究所的研究人员联合美国国立卫生研究院国家医学图书馆团队,在《Cell Host &
当免疫系统启动防御时,巨噬细胞会进行精妙的代谢改造工程。最新研究发现,在经典激活状态下,这些免疫细胞的核苷酸代谢网络会发生戏剧性重构:嘧啶从头合成途径在尿苷酸(UMP)阶段后遭遇路障,无法顺利生成胞苷三磷酸(CTP)和脱氧胸苷酸(dTMP);而嘌呤合成工厂则在最后一道工序——由AICAR转甲酰酶/IMP环水解酶(ATIC)催化的步骤——突然停工。有趣的是,细胞立即启动了应急方案:大幅提升嘌呤回收利用(补救途径)的效率。虽然核苷酸降解为含氮碱基的过程加速了,但黄嘌呤氧化还原酶(XOR)却罢工了,使得嘌呤碱基无法完全氧化,被迫转入回收通道。幕后导演正是大名鼎鼎的一氧化氮(NO),它同时操控多个关键
乳酸信号驱动免疫炎症热点聚集与SLC5A12阻断促进其消退的代谢调控机制
在自身免疫疾病领域,异位淋巴结构(ELS)的形成一直是困扰研究人员的难题。这些异常的淋巴细胞聚集物如同微型淋巴结出现在不该出现的组织中,驱动B细胞分化为记忆B细胞和浆细胞,加剧多种疾病进程。特别是在干燥综合征(SjD)这种第二常见的风湿性自身免疫病中,ELS与更严重的系统表现和淋巴瘤风险密切相关。然而,调控ELS形成和维持的分子机制仍不清楚,这严重限制了针对性治疗策略的开发。英国伯明翰大学炎症与衰老学系的研究团队在《Nature Metabolism》发表的重要研究,从代谢角度破解了这一难题。研究人员发现,炎症部位积累的乳酸并非只是代谢废物,而是通过SLC5A12转运体成为调控ELS组织的
在全球新冠疫情导致实验用亚洲猕猴资源严重短缺的背景下,拉沙热这种每年可能造成90万病例的高致死性出血热的防治研究遭遇瓶颈。这种由拉沙病毒(LASV)引发的疾病在西非流行,其长达3周的潜伏期和高达15%的致死率使其被列为生物安全四级(BSL-4)病原体。更棘手的是,现有治疗主要依赖支持疗法,而传统用于药物评估的亚洲猕猴模型供应不足,迫切需要寻找替代动物模型。美国德克萨斯大学医学分部(University of Texas Medical Branch)Galveston国家实验室的研究团队在《Cell Reports Medicine》发表重要成果。他们系统比较了毛里求斯食蟹猴(MCM)和非洲绿
这项突破性研究展示了利用电催化技术实现炔烃选择性半氢化的创新路径。与传统依赖高温高压氢气(H2)的工艺不同,该体系巧妙地将水分子(H2O)解离作为氢源,在硫修饰铜催化剂(S-Cu)或铜纳米颗粒(Cu NPs)表面生成关键活性氢中间体(H*)。反应机制涉及三个精妙步骤:炔烃分子在电极表面的吸附活化、水电离产生的H定向迁移,以及H对吸附态炔烃的选择性加成。直流或恒电位供电模式下,该过程在标准反应容器中即可完成,操作窗口灵活可调——既能实现小时级快速转化,也可适配流动化学系统进行规模化生产。90%烯烃选择性、免除易燃易爆氢气风险、室温常压的温和条件,以及优异的官能团兼容性。特别在乙炔(C2H2)向乙
单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术革命性地改变了我们对细胞异质性和组织复杂性的认知,但数据中的丢失现象(dropout)始终是困扰研究人员的难题。当基因表达量被记录为零时,可能源于真实生物沉默,也可能是技术误差或mRNA量不足所致。这种不确定性严重干扰细胞类型鉴定、差异表达分析和发育轨迹推断等关键分析。现有填补方法如SAVER、DCA等虽取得进展,但普遍存在计算成本高、可能引入人工噪声等问题,特别是在处理百万级细胞或空间组学数据时更显乏力。美国H. Lee Moffitt癌症中心与研究所(H. Lee Moffitt Cancer Center & Research Ins
基于患者来源中脑类器官的miRNA特征谱揭示散发性PSP-RS与PD的分子鉴别标志物
神经退行性疾病的精准诊断一直是临床神经科学领域的重大挑战,特别是进行性核上性麻痹-理查森综合征(PSP-RS)与帕金森病(PD)这两种临床表现相似但病理机制迥异的疾病。PSP-RS作为罕见的tau蛋白病以tau蛋白异常磷酸化为特征,而PD则与α-突触白(a-synuclein)聚集密切相关。由于早期症状高度重叠,约30-50%的PSP-RS患者被误诊为PD,导致治疗时机延误。更棘手的是,目前缺乏能在活体患者中准确区分这两种疾病的分子标志物,而直接从中枢神经系统获取样本又存在伦理和技术限制。意大利卡坦扎罗Magna Graecia大学实验与临床医学系的研究团队创新性地采用患者特异性诱导多
AMPK通过Arf6/Dab2通路选择性调控网格蛋白介导的β1-整合素内吞的分子机制
细胞如何感知营养状态并调整其表面蛋白质组成是细胞生物学的重要问题。AMP激活的蛋白激酶(AMPK)作为细胞的能量感受器,在代谢应激时被激活,但对其如何调控特定膜蛋白运输的机制仍不清楚。特别值得注意的是,整合素家族作为细胞外基质的主要受体,其膜定位变化直接影响细胞迁移、粘附等关键生理过程。多伦多城市大学(Toronto Metropolitan University)的Laura A. Orofiamma等研究人员在《iScience》发表的研究,首次阐明了AMPK通过Arf6/Dab2通路选择性调控β1-整合素内吞的分子机制。研究采用活细胞TIRF显微镜技术、蛋白质互作分析和功能缺失实验等系统
在免疫学领域,应激反应与炎症的关联一直是令人着迷的科学谜题。虽然已知应激会通过下丘脑-垂体-肾上腺轴释放糖皮质激素(GCs),但传统观点认为GCs主要发挥免疫抑制作用。然而临床观察发现,急性应激往往伴随炎症反应加剧,这种看似矛盾的现象背后机制尚未阐明。特别是Th17细胞——这类能分泌IL-17的关键效应T细胞亚群,在应激相关炎症中扮演何种角色?GCs如何调控其功能?这些问题对理解感染防御和自身免疫疾病都具有重要意义。日本京都大学(Kyoto University)免疫调节实验室的Akihiro Shimba团队在《Cell Reports》发表的研究,通过构建多种条件性基因敲除小鼠模型,结合单
甜味感知是人类饮食行为的重要驱动力,但过量糖分摄入导致的肥胖和糖尿病等代谢疾病已成为全球健康危机。人工甜味剂虽能替代糖分,但其激活甜味受体的分子机制不明,且可能引发异常代谢反应。这一科学盲区阻碍了安全甜味剂的理性设计。美国圣犹达儿童研究医院(St. Jude Childrens Research Hospital)的研究团队在《Cell Research》发表突破性研究,通过冷冻电镜技术首次捕获人类甜味受体在非活性状态及结合三氯蔗糖、阿德万坦时的三维结构,揭示其独特的激活机制。研究发现甜味受体异源二聚体TAS1R2/TAS1R3通过Venus捕蝇草结构域(VFT)的构象变化触发信号传导,与传
氧化应激通过半胱氨酸和甲硫氨酸修饰抑制Piezo1机械敏感通道活性的机制研究
在生命活动中,机械力感知是细胞与环境互动的基础过程。近年来发现的Piezo家族机械敏感离子通道(包括Piezo1和Piezo2)被证实参与从触觉感知到血压调节等多种生理功能。然而,在阿尔茨海默病(AD)、高血压等病理状态下,这些机械传感器的调控机制仍不明确。特别值得注意的是,这些疾病往往伴随着氧化应激——活性氧(ROS)过度积累导致的细胞损伤状态。虽然温度、pH和电压对Piezo1的调控已有研究,但氧化还原状态对这一关键机械传感器的影响仍是未解之谜。针对这一科学问题,芬兰东部大学(University of Eastern Finland)A. I. Virtanen分子科学研究所的研究团队开
植物生长素作为调控生长发育的核心激素,其定向运输机制一直是植物生物学领域的重大科学问题。尽管早先提出的离子陷阱假说认为生长素可被动扩散进入细胞,但拟南芥AUX1突变体的发现表明,AUX/LAX家族蛋白介导的主动转运才是生长素分布的关键。然而,这类植物特有的转运蛋白如何识别多样化的生长素类似物,又如何利用质子梯度驱动转运,始终是未解之谜。丹麦奥胡斯大学分子生物学与遗传学系的研究团队在《Nature Plants》发表突破性成果,通过冷冻电镜首次捕获了拟南芥LAX3蛋白的四种构象状态,结合功能实验与计算模拟,揭示了生长素转运的分子密码。研究人员发现,LAX3采用经典的APC超家族折叠,但创新性
这项突破性研究揭示了植物径向生长的精妙启动机制。当植物完成顶端生长后,一个神奇的细胞分裂素(cytokinin)响应峰值(CRM)会在根部分生组织以外区域短暂出现,如同按下启动开关般唤醒沉睡的原形成层细胞(procambial cells)。这些被激活的细胞华丽变身为双面形成层干细胞(bifacial cambium stem cells),展现出令人惊叹的多能性:向内分化为输送水分的木质部(xylem),向外则形成运输养分的韧皮部(phloem)。通过精密的转录组分析和数学模型构建,研究团队发现这个关键的CRM现象是由细胞分裂素的生物合成与精巧的正负反馈信号环路共同驱动的。更有趣的是,实
驱动花粉管中雄性生殖单元组装与运输的关键动力:拟南芥驱动蛋白HUG1/HUG2的功能解析
在开花植物的有性生殖过程中,一对不能自主运动的细胞(SCs)需要搭乘花粉管的特快列车抵达雌配子体,完成双受精的。有趣的是,这些细胞并非单独旅行,而是与花粉营养核(VN)组成了特殊的旅行团——雄性生殖单元(MGU)。最新研究发现,拟南芥中两个被称为HUG1和HUG2的驱动蛋白(kinesin)扮演着关键的组织者角色,它们像分子胶水一样依赖WIT/WIP蛋白定位在营养核表面,确保细胞与营养核保持紧密连接。当这两个分子司机发生突变时,MGU的运输系统就会崩溃:营养核与细胞失去联系,花粉管的快递服务出现严重延误,最终导致植物生育力显著下降。这项研究不仅揭示了
新型结直肠癌肝转移来源的Coala细胞系建立及其3D/2D培养特性与分子特征研究
结直肠癌是全球第三大高发癌症,其中肝转移是患者死亡的主要原因。然而,目前可用于研究的肝转移来源细胞模型极其有限,尤其是能同时支持2D和3D培养的模型更为稀缺。这种现状严重制约了转移机制研究和个性化治疗方案的开发。为解决这一关键问题,来自斯洛伐克夸美纽斯大学马丁分校Jessinius医学院生物医学中心的研究团队,从一位68岁男性患者的肝转移灶中成功分离建立了新型Coala细胞系。这项重要研究成果发表在《Human Cell》期刊上,为结直肠癌研究提供了全新的工具。研究团队运用了多项关键技术:通过胶原酶IV消化和选择性培养获得原代细胞;采用STR分析和多色荧光原位杂交(M-FISH)验证细胞系纯度
科研出版作为成果传播的核心渠道,近期因大语言模型(LLMs)的介入引发广泛讨论。这项突破性研究对arXiv、bioRxiv和《Nature》系列期刊超百万篇文献进行词频漂移分析,首次绘制出LLMs在学术圈的渗透图谱。数据显示,计算机科学领域堪称重灾区,近22%论文存在LLMs修饰痕迹,而数学领域和顶级期刊《Nature》则保持相对纯净(9%)。有趣的是,高频发布预印本的作者、热门研究方向及篇幅较短的论文更易出现LLMs加工特征。这些发现如同给学术界装上检测雷达,不仅证实了AI写作辅助工具的普及化趋势,更对建立新型学术评价体系提出迫切需求——毕竟当每五篇计算机论文就有一篇经过LLMs
在生物电子学与组织工程领域,水凝胶因其组织相似的柔软性和高含水量被视为理想界面材料。然而,传统水凝胶面临两大瓶颈:一是离子导电性依赖高浓度电解质,易因离子扩散导致性能衰减;二是引入导电填料(如银微粒或导电聚合物)会显著改变材料流变特性,难以兼顾导电性与机械匹配性。更关键的是,现有技术无法在微米尺度精准构建三维导电结构,限制了其在器官芯片和神经接口等场景的应用。针对这些挑战,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究团队创新性地将双光子直写技术(DLW)与共价交联水凝胶相结合,开发出兼具高导电性(1505±518 S cm-1)与组织级模量(最低9.7 kPa)的功能化水凝胶。这项突破性成果发表于《
RNA复制是等轴植物病毒特异性包装的主要决定因素:基于TCV和STNV-1的PVX载体系统研究
在植物RNA病毒研究领域,病毒基因组如何被特异性包装进衣壳始终存在两大假说:包装信号(PSs)假说认为特定RNA序列介导选择性识别,而复制工厂假说强调病毒RNA复制与组装的时空偶联。传统体外组装实验多支持PSs假说,但这些研究脱离病毒真实复制环境,且无法解释为何突变预测的PSs后病毒仍能有效包装。来自英国约翰英纳斯中心(John Innes Centre)的Keith Saunders团队创新性地采用马铃薯X病毒(PVX)载体系统(pEff),在烟草本氏烟(Nicotiana benthamiana)中研究了烟草蚀纹病毒(TCV)和烟草坏死卫星病毒-1(STNV-1)的RNA包装机制。研究团队


