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开发水稻Cas9-PE系统同时实现精准编辑和位点特异性随机突变
实现多个基因组位点上的不同突变类型聚合,并在遗传转化当代产生无外源转基因成分的植株,是作物育种的重要目标。虽然引导编辑(Prime Editing, PE)作为一项最新的精准基因编辑技术,能够实现任意类型的碱基替换以及小片段的插入或缺失,但在应用中,不同编辑位点之间的效率存在显著差异,使得在同一植株内聚合多种突变类型仍是一大挑战。此外,如何利用农杆菌转化在转基因当代获得无外源转基因成分的基因编辑植株也面临较大困难。近日,中国水稻研究所王克剑团队与中国科学院遗传与发育生物学研究所/崖州湾国家实验室李家洋院士团队合作,在Cell子刊
来源:中国科学院遗传与发育生物学研究所
时间:2024-11-16
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杨宝军团队合作揭示土壤中根系形态时空变化的机制
植物三维结构形成的核心是细胞分裂方向的精确控制。植物细胞通过平周分裂(periclinal division)实现径向生长进而变粗,通过垂周分裂(anticlinal division)促进纵向生长变高。不同细胞分裂方向的有效组合产生了大自然中多样的植物形态。然而,目前对于控制细胞分裂方向的机制仍然未知。挖掘控制细胞分裂方向的关键因子并解析其机制对于在细胞水平上重塑植物结构具有重要的理论和应用价值。2024年11月15日,中国科学院遗传与发育生物学研究所杨宝军团队和根特大学Bert De Rybel研究组合作在Science 在
来源:中国科学院遗传与发育生物学研究所
时间:2024-11-16
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刘宁研究组与合作者共同揭示生物运动早期视觉加工中的跨物种保守神经机制
对人类和动物而言,从复杂的视觉环境中迅速检测其他生物体的运动是一项重要的视觉加工能力,这种能力有助于捕猎、躲避天敌和社会交互等多种生存行为。实验研究中通常采用一种被称为生物运动(biological motion)的简单光点动画来刻画人或动物的运动信息,从而有针对性地开展相关视觉加工机制研究。大部分脊椎动物均对生物运动信息有着很好的视觉加工能力,且该能力在包括人类在内的多个物种中均发现具有先天性,这意味着这一能力理应存在跨物种的保守神经基础。然而目前研究人员对有关人类生物运动的早期视觉加工(涉及脑皮层下通路),及这种加工的跨
来源:中国科学院生物物理研究所
时间:2024-11-16
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王晓群研究组揭示人类背根神经节发育转录调控机制并构建人类背根神经节...
背根神经节(dorsal root ganglia,DRG)作为感觉神经元胞体的聚集地,承担着将感觉信号从外周传入中枢的重要功能。神经嵴细胞(neural crest cell,NCC)可以分化为DRG中的多种感觉神经元和神经胶质细胞,这一过程需要特异的信号分子和转录因子的精细调控。目前,对DRG发育和细胞类型及功能的研究集中在小鼠模型上,然而,人类感觉神经元在亚型和功能基因表达上与小鼠存在一定的差异,因此对于人类DRG发育的特点和细胞命运决定的调控机制还有待于进一步研究。此外,类器官培养近年来受到广泛关注,它可以通过体外对
来源:中国科学院生物物理研究所
时间:2024-11-16
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微生物所赵瑞琳团队揭示金针菇驯化过程中的基因组进化并识别菌盖颜色和菌柄长度变异关键基因
金针菇具有显著的营养价值和经济价值,但其驯化过程中遗传多样性的变化和基因组演化机制尚未得到充分研究。近日,中国科学院微生物研究所赵瑞琳研究团队在Journal of Advanced Research上发表题为“Pan-genome analysis reveals genomic variations during enoki mushroom domestication, with emphasis on genetic signatures of cap color and stipe length”的文章,揭示了金针菇在驯化过程中的基因组进化,并通过遗传转化实验验证了对菌盖颜色和菌柄长
来源:中国科学院微生物研究所
时间:2024-11-16
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陈玲玲研究员在Cell Press50周年特辑上发表非编码RNA研究特邀综述
11月14日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)陈玲玲研究员与韩国首尔大学V. Narry Kim教授受邀在Cell上发表了题为:“Small and long noncoding RNAs: Past, present, and future”的长篇综述。该综述系统性地回顾了小非编码RNA与长非编码RNA的发现历程、作用机制研究进展和生理病理学功能认知,并展望了非编码RNA领域研究的未来方向。除了经典的蛋白质编码信使RNA(mRNA)和持家非编码RNA(如小核RNA、核糖体RNA、转运RNA)之外,体内还包含了众多具有调节基因
来源:中国科学院生物化学与细胞生物学研究所
时间:2024-11-16
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鱼苗内源-外源营养转换调控的新机制
卵生动物的早期胚胎发育主要依赖于卵黄囊中储存的物质,即卵黄物质。卵黄物质形成于卵母细胞的发育阶段,因此也被称为母源物质,其主要包括母源RNA、蛋白质、脂质等。在胚胎发育期间,母源物质直接或者间接地被发育中的胚胎所利用。有关母源RNA或蛋白质调控胚胎早期发育,已经有相当多的研究,但是母源脂质如何被胚胎发育所有效利用并调控胚胎发育,其作用机制仍不清晰。一方面,作为卵生动物的代表,鱼类在开口摄食之前的胚胎发育完全依赖于母源的卵黄物质及其代谢产物,是研究母源脂质调控胚胎发育的良好模型;另一方面,在养殖鱼类繁育实践中,卵黄能否被有效吸收利用,仔鱼能否正常开口摄食,实现胚胎从内源营养到外源营养的过渡,是影
来源:中国科学院水生生物研究所
时间:2024-11-15
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前列腺中间态细胞的身份和命运决定机制
11月13日,国际学术期刊Nature Genetics在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)高栋研究组的最新研究成果:“JAK/STAT signaling maintains an intermediate cell population during prostate basal cell fate determination”。该研究通过一系列增强双同源重组酶谱系示踪系统结合单细胞转录组测序技术,发现同时表达基底细胞和管腔细胞标志物的前列腺中间态细胞(Basal-B细胞),揭示JAK/STAT信号通路在前列腺炎症和肿
来源:中国科学院生物化学与细胞生物学研究所
时间:2024-11-15
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揭秘桑寄生独特的水力策略:高栓塞抗性与高蒸腾需求的平衡
桑寄生是生态系统的重要组成部分,对生态系统过程及其应对气候变化的响应有重要影响。桑寄生及其寄主植物都面临着日益加剧的干旱挑战,其水力性状的比较研究显得尤为重要。然而,与其寄主相比,桑寄生的水力特性及其水力策略仍知之甚少。桑寄生的高蒸腾速率需要高效的水分运输,而低水势导致的高木质部张力则要求其具有较强的栓塞抗性,这构成了一种水力学悖论。桑寄生如何平衡这种矛盾的水力需求目前尚不清楚,但这对于预测它们在日益加剧的干旱和全球变暖驱动的蒸腾需求增加背景下的响应至关重要。为研究桑寄生如何平衡这种矛盾的水力需求,中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳
来源:中国科学院西双版纳热带植物园
时间:2024-11-15
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昆明植物所在天然药物黄芪三萜的生物合成领域取得最新进展
中药黄芪是蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根,始载于《神农本草经》,被列为上品。黄芪三萜是黄芪的主要有效成分,具有多种药理活性,包括免疫激活、器官保护、抗癌和治疗糖尿病等。然而,由于黄芪三萜结构复杂且黄芪自然资源有限,传统的分离提取或化学合成方法成本较高,限制了基于黄芪三萜类药物的开发。因此,利用合成生物学或基因编辑手段实现黄芪三萜异源生产或植物高效合成,被认为是解决这一资源短缺瓶颈的有效途径,但是关于其合成通路一直未被完整解析。中国科学院昆明植物研究所植物化学与天然药物重点实验室天然药物化学前沿交叉团队负责人黄胜雄研究员团队对膜荚黄芪(Astragalus membranaceus)不
来源:中国科学院昆明植物研究所
时间:2024-11-15
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ACS Nano|叶新山团队与合作者在流行性病毒精确分型及治疗领域取得新进展
近日,我院天然药物及仿生药物全国重点实验室叶新山教授团队与中国农业科学院金宁一/李昌研究员团队在国际学术期刊ACS Nano上发表了题为“Local and Noninvasive Glyco-Virus Checkpoint Nanoblockades Restrict Sialylation for Prolonged Broad-Spectrum Epidemic Virus Therapy”的研究论文,报道了病毒糖分型及治疗研究领域中的一项重要进展。 唾液酸是一种重要的单糖,广泛存在于各种真核细胞表面,在多种病毒感染宿主的不同阶段均发挥重要作
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Circ Res |孔炜团队揭示柠檬酸蓄积促进主动脉瘤发病的新机制
2024年11月8日,北京大学基础医学院生理学与病理生理学系、血管稳态与重构全国重点实验室孔炜教授团队在《Circulation Research》上在线发表了题为“ANK Deficiency-Mediated Cytosolic Citrate Accumulation Promotes Aortic Aneurysm”的研究论文,首次揭示了主动脉瘤中胞内柠檬酸蓄积的致病机制。 主动脉瘤是一种高度致死的心血管疾病,目前临床尚缺乏有效的药物治疗策略。血管平滑肌细胞(VSMC)的表型转化及其促炎表型在主动脉瘤中起关键致病作
来源:北京大学基础医学院
时间:2024-11-15
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熊曼团队开发新生儿缺氧缺血性脑病皮层损伤干细胞移植治疗新策略
新生儿缺氧缺血性脑病(hypoxic-ischemic encephalopathy, HIE)是指在围产期由于窒息等多种原因导致新生儿脑缺氧缺血性损伤。HIE在我国活产儿中的发病率大约为3-6‰,是导致新生儿神经系统损伤甚至死亡的主要原因之一,每年我国大约有5-10万新生儿深受HIE的困扰,严重影响患儿的生存质量,给社会和家庭带来沉重负担。由于HIE损伤导致脑内神经细胞的死亡和丢失,目前临床上只能对症处理,无任何有效治疗药物。人多能干细胞(human pluripotent stem cells,hPSCs)经过体外定向诱导分化,可获得脑区特异性命运决定的神经前体细胞(human neu
来源:复旦大学脑科学研究院
时间:2024-11-15
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MBE | 徐书华团队解析帕米尔高原瓦罕人群的复杂融合历史和适应性演化遗传基础
2024年11月7日,复旦大学生命科学学院徐书华团队在分子进化领域专业期刊Molecular Biology and Evolution发表题为“Multiple-wave admixture and adaptive evolution of the Pamirian Wakhi people”的研究论文。该研究分析了8个瓦罕人(Wakhi)的基因组,揭示了帕米尔高原瓦罕人群的基因组多样性、与邻居人群的遗传关系,解析了瓦罕人群的遗传起源,推断其复杂遗传融合历史并构建了人群演化模型;该研究进一步探究了瓦罕人群适应帕米尔高原高原环境的遗传基础,发现瓦罕人群在特定基因区域(MAGI2和EGLN3)
来源:复旦大学生命科学学院
时间:2024-11-15
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Nature | 黄三文团队发现番茄“糖刹车”基因
番茄是世界上产值最高的蔬菜作物,因其风味独特而深受消费者喜爱。现代番茄育种关注产量和抗病性,风味育种缺乏有效的方法,引起消费者抱怨“番茄越来越没有番茄味了”。糖含量是影响番茄口感的重要因素,大多数消费者更喜欢偏甜的番茄。然而,因为糖含量与果实大小呈负相关,产量和品质是一个矛盾,现有番茄商业品种、尤其是大果番茄中糖含量普遍偏低。因此,如何在保障不影响番茄产量的前提下,培育美味的番茄品种是各国育种家努力追求的目标。 11月14日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所(岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心)、中国农业科学院蔬菜花卉研究所和山东省农业科学院蔬菜研究所联合在国际顶级期
来源:中国农科院基因组所
时间:2024-11-15
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口腔医院胡文杰课题组针对罹患重度牙周病变磨牙的牙槽嵴保存术开展系列研究取得最新进展
2024年10月24日,北京大学口腔医院胡文杰教授课题组在国际口腔医学领域权威期刊《临床牙周病学杂志》(Journal of Clinical Periodontology,JCR分区Q1)发表了题为“Assessment of soft and hard tissue changes following micro crestal flap-alveolar ridge preservation and augmentation at molar extraction sites in patients with stage III/IV periodontitis: a r
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周旭明团队在动物生态和进化发育等领域取得部分进展
(1)探究蝙蝠独特适应性特征分子基础及演化历史:中国科学院动物研究所周旭明研究员团队利用新测序和组装了17个蝙蝠和2个近缘物种的基因组探究蝙蝠独特适应性特征分子基础及演化历史。通过比较基因组学研究,研究发现蝙蝠新获得的某些DNA区域表现出增强子信号,能够促进与线粒体能量代谢相关基因的高表达,而能量的高消耗正是飞行所必需的。同时,该研究还确定了蝙蝠总科和兔唇蝠总科的分类地位,并证明阳蝙蝠亚目长期存在争议的系统关系主要是由不完全谱系分化引起的,而基因流动只起到了次要作用。进一步的正选择分析及细胞实验发现,许多与抗病毒相关的正选择基因同时具备抑制癌细胞迁移的功能,暗示蝙蝠在病毒耐受性与抗癌特性之间
来源:中国科学院动物研究所
时间:2024-11-15
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Sci Adv | 刘聪与合作者揭示渐冻人SOD1病理聚集的结构多态性
肌萎缩侧索硬化症(ALS)又称渐冻症或渐冻人症,是一种进行性的、致命的神经退行性疾病。铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)病理突变体在中枢神经系统的运动神经元形成纤维样聚集体是ALS的重要病理特征之一,SOD1编码基因sod1是最早被发现的与ALS有关的基因,迄今为止已经发现引起家族遗传性ALS的SOD1突变体多达208种,然而,这些SOD1突变体诱发家族遗传型ALS的分子机制仍不清楚。近期,中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心刘聪团队与武汉大学生命科学学院梁毅团队于Science Advances在线发表了题为“
来源:中国科学院生物与化学交叉研究中心
时间:2024-11-15
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藏羚首个染色体水平的高质量基因组
藏羚(Pantholops hodgsonii)是世居青藏高原的典型反刍动物,平均分布海拔3,250-5,500 m,属鲸偶蹄目(Cetartiodactyla),牛科(Bovidae),藏羚属(Pantholops),是藏羚属唯一物种。19世纪中期至20世纪初,猖獗的非法盗猎使藏羚的种群数量下降了约90%,2000年被IUCN红色濒危物种名录评估为濒危物种。经过30多年的保护,藏羚的种群数量恢复到了20多万只,IUCN对其评级也从濒危降为近危。藏羚不仅是世界上分布海拔最高的反刍动物之一,也是青藏高原唯一具有长距离迁徙行为的物种,是研究高海拔适应性机制和迁徙行为的良好模型。然而迄
来源:中科院高原生物所
时间:2024-11-14
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《自然植物》:FERONIA的调控性切割和核定位控制拟南芥根部免疫
图 受体激酶FERONIA (FER)调控根系局部免疫的工作模式图 在国家自然科学基金项目(批准号:32000916、32370757、32070769)等资助下,湖南大学于峰团队揭示了受体激酶FERONIA(FER)通过形成独特的双重分子形态,精细调控根系局部免疫(Localized Immunity, LI),从而实现拟南芥根部生长与防御的动态平衡。研究成果以“FERONIA的调控性切割和核定位控制拟南芥根部免疫(Regulated cleavage and translocation of FERONIA control immun
来源:国家自然科学基金委员会
时间:2024-11-14