学术背景：在植物生物技术领域，传统的基因操作方法侧重于通过持续表达转基因来生产所需的表型和细胞活性。然而，强大的持续启动子可能会导致基因沉默、代谢负担或对产量产生其他不良影响，从而无法充分实现转基因的潜在益处。通过合成生物学方法，构建合成基因回路有望解决这些挑战，合成基因回路通过整合多种输入信号来控制基因输出，增强对基因表达的时空控制。 作者及来源：本研究源自澳大利亚西澳大学分子科学学院的多位研究人员，包括Muhammad Adil Khan、Gabrielle Herring、Jia Yuan Zhu 等，在《Nature Biotechnology》杂志上发表，文章发表日期为接收日期：2022年7月29日，接受日期：2024年4月10日，发布日期和在线更新请查阅文章。 研究流程： 1）首...
探讨临床应用的CAR-NKT细胞生成 研究背景 嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法已获得食品和药物管理局（FDA）的批准，用于治疗B细胞恶性肿瘤和多发性骨髓瘤。然而，使用自体CAR-T细胞产品存在高成本、制造时间长、患者获取难度大的问题。尤其是对于疾病进展或接受过前期治疗的患者，可能没有足够的或功能正常的T细胞来生产CAR-T细胞。为了开发“现成的”细胞治疗产品，两种方法正在探索：一种是使用常规的αβT细胞，通过删除内源性TCR表达来减少移植物抗宿主病（GVHD）风险，另一种是使用天生具有低GVHD风险的细胞类型，如巨噬细胞、NK细胞和不变自然杀伤T（iNKT或NKT）细胞。 NKT细胞是一种特殊类型的αβT细胞，其特征在于不变的TCRα链和NK标记物共同表达。由于其识别非多态性CD1d分子，...
长期活体亚细胞成像的突破：共聚焦扫描光场显微镜技术研究 研究背景 活体长期细胞动态观测在研究如免疫反应及大脑功能等生理病理过程中不可或缺，要求高时空分辨率以及低光毒性。已有共焦显微技术通过光学切片排除背景荧光，并提高信噪比，然而难以在并行化处理、分辨率和光毒性间取得平衡。光场显微镜虽然提升了并行化处理且光毒性低，但在排除背景方面却存在不足。 “共聚焦扫描光场显微镜（Confocal Scanning Light-Field Microscopy, CSLFM）”采用轴向延长的线性共焦照明和滚动快门，进一步提升了三维（3D）成像质量、速度和低光毒性。研究中，CSLFM 达到了与双光子显微镜类似的定向选择性，有助于解码神经机制，并可在光学挑战的环境下观察亚细胞动态。 本文将详细阐释该研究的全流程...
学术背景 RNA选择性剪接（RNA isoforms）在基因表达调控中扮演着至关重要的角色。人类蛋白质编码基因平均含有超过八个RNA选择性剪接，这导致了近四种独特的蛋白质编码序列。传统的短读长测序技术由于其在读数长度上的限制，无法准确地组装和定量RNA选择性剪接，这大大简化了基础生物学的理解。越来越多的研究表明，同一基因体的不同选择性剪接在蛋白水平上具有独特的互作网络。尤其是，有研究表明同一基因体的某些选择性剪接在细胞内可以发挥完全不同甚至相反的功能。例如bcl-x基因，其中bcl-xl具有抗凋亡功能，而bcl-xs则具有促凋亡功能。这样看来，明确个体RNA选择性剪接的功能对于理解疾病机制以及开发新的治疗方法至关重要。 研究来源 本研究由多名来自不同机构的科学家共同完成，其中包括Bernar...
引言 在新冠疫情的推动下，mRNA疫苗技术取得了显著进展，但其短半衰期和高剂量需求导致了副作用和可及性问题。为了克服这些挑战，自我扩增RNA（self-amplifying RNA, saRNA）成为了研究热点。saRNA利用来自甲病毒的RNA依赖RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase, RdRP）进行自我复制，理论上可以通过减少剂量和注射频率来提高疫苗的效力和安全性。然而，saRNA的早期研究表明，其诱导的强烈干扰素（Interferon, IFN）响应会抑制抗原表达，降低疫苗效力。本研究旨在通过完全替代改性核苷酸，抑制干扰素响应，提高saRNA的长效蛋白表达和疫苗保护效力。 研究背景 本文的研究团队来自波士顿大学，包括生物医学工程系、生物设计中心、病毒学、...
在本研究中，我们证明了另一类2型CRISPR-Cas系统——II型Cas9系统，也具备“trans-cleavage”活性，该活性由crRNA和tracrRNA指导并通过DNA或RNA目标的结合而激活。通过将Cas9效应核酸酶的trans-cleavage活性与核酸扩增技术结合，我们创建了名为DACD和RACD的特异性DNA和RNA样本检测平台。 Cas9在chimeric sgRNA和nonchimeric crRNA与tracrRNA的指导下，显示出显著不同的ssDNA trans-cleavage活性。酶动力学分析表明，在crRNA和tracrRNA指导下的Cas9 trans-cleavage的催化效率远高于chimeric sgRNA指导下的Cas9 trans-cleavage。...
AAV-SB-CRISPR筛查肿瘤内浸润的原代自然杀伤细胞揭示CAR-NK疗法的遗传性检查点 随着生物技术和基因编辑技术的飞速发展，对于提高自然杀伤（NK）细胞治疗癌症的临床潜力的研究愈发受到关注。尽管在临床治疗中充满潜力，但NK细胞疗法的成功受到多重限制的制约。在《Nature Biotechnology》上发表的一项最新研究中，研究人员基于原代NK细胞执行了一项体内腺相关病毒（AAV）-睡美人（Sleeping Beauty, SB）-CRISPR筛查，针对四种固态肿瘤小鼠模型的肿瘤浸润NK（TINK）细胞展开研究。与此同时，研究人员对TINK细胞进行了单细胞转录组景观的分析，并鉴定出了之前未曾探究的NK细胞亚群和差异表达的TINK基因。 雷鹏、保罗·A·雷瑙尔、贾科莫·斯费鲁扎、罗家杨...
碱基编辑筛选技术在肿瘤免疫治疗T细胞研究中的应用 免疫细胞疗法，如T细胞转移治疗和CAR T细胞疗法，在某些疾病领域成为临床癌症治疗的重要工具。然而，大部分癌症患者无法从细胞疗法中获益，抗性可能是由于癌细胞内在变化（例如B2M丢失、抗原丢失或CD58丢失或下调）或在免疫抑制性肿瘤微环境中细胞产品的调控。本研究通过基础编辑筛选技术，生成了数千种在已知或潜在临床相关基因位点上的变体，探索了这些变体在T细胞生物标志上的影响，提出利用这些变体改善现有和未来的细胞癌症免疫疗法的可能性。 研究背景 该研究由Zachary H. Walsh、Parin Shah、Neeharika Kothapalli、Shivem B. Shah等人共同完成，他们来自不同的科研机构，具有深厚的科研背景和专业能力。本项研...
选择性基因驱动器编程肿瘤进化以主动对抗药物耐药性 随着肿瘤的发展，针对癌症的靶向疗法通常会因药物抵抗性的进化而失败。本研究展现了一种可重复操纵肿瘤进化以设计治疗机会的方式，即使在遗传异质性预先存在的情况下。我们开发了一种选择性基因驱动器系统，可以稳定地引入到癌细胞中，由两个基因（或开关）组成，将可诱导的适应性优势与共享的适应性成本相耦合。利用随机模型的进化动力学，我们确定了选择性基因驱动器的设计准则，并建造了可以利用多个已批准的酪氨酸激酶抑制剂选择性压力的原型，并采用了多种治疗机制，如前药催化和免疫活性诱导。我们证明选择性基因驱动器能在体外消除多种形式的遗传抗性。最终，我们展示了在小鼠实体瘤模型中，模型引导的开关激活可以有效针对预先存在的抗性。这些结果为进化引导的抗癌治疗确立了选择性基因驱动...
用于研究肿瘤微环境复杂性的长期化模型：患者来源的迷你结肠 背景介绍： 肿瘤与其周围微环境的相互作用对癌症的发展和治疗具有深远的影响。然而，现有的体外肿瘤模型缺乏捕捉这些复杂交互作用的能力。为解决这一问题，该研究创新性地开发了一种基于患者特定癌细胞和其微环境的迷你结肠模型，为癌症治疗提供了一个新的实验平台。 研究团队与出版信息： 这项研究由L. Francisco Lorenzo-Martin等人领导，来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)干细胞生物工程实验室等多个科研机构共同完成。研究成果发表在《自然-生物技术》(Nature Biotechnology)上。 研究流程： 研究目的与设计：为了克服现有模型的局限性，本研究旨在开发一种能够长期稳定模型化肿瘤与微环境复杂性的系统。研究聚焦于结直肠癌...