癌症是全球关注的重要公共健康问题，其复杂的病理过程和多样的表现形式一直是研究的热点。许多研究已表明，酸碱平衡失调在癌症的发生和发展中起关键作用，但背后的机制尚未完全明了。在这篇题为《Acid–base homeostasis and implications to the phenotypic behaviors of cancer》的研究中，作者从系统生物学的角度出发，探讨了酸碱平衡与癌症表型行为之间的关系。 研究背景 酸碱平衡（acid-base homeostasis）是所有活细胞维持正常生理功能的重要特性。如果细胞内的pH值（简称phi）和细胞外的pH值（简称phe）长期失调，将会引发各种疾病。在这项研究中，作者旨在通过计算模型及转录组数据分析，解释癌症组织细胞内的pH值为何会呈碱性...
Grepore-seq：一种通过长范围PCR和纳米孔测序检测基因编辑后变化的稳健工作流程 研究背景 CRISPR/Cas9系统作为一种RNA指导的DNA内切酶系统，在基因组编辑中得到了广泛的应用。随着其在临床治疗中潜力的不断增加，全面评估基因编辑结果变得尤为重要。然而，目前缺乏一种大规模、经济高效且具有流水线性质的方法来检测基因编辑的结果，特别是插入或缺失大片段的情况。研究表明，CRISPR/Cas9编辑后可能出现非目标效果，如大片段删除和复杂的基因组重排，这对其临床应用提出了挑战。 研究目的和创新 为了解决上述问题，本研究引入了一种新型处理流程“grepore-seq”，其结合了长范围PCR和纳米孔测序，以高效且准确地检测CRISPR/Cas9编辑后的多种基因变化。由于Oxford Nan...
高保真度和不同基因编辑结果的SaCas9与SpCas9比较 研究背景 基于Cas9蛋白的CRISPR系统已经成为基因组编辑的强大工具，并在基础研究和临床基因治疗中得到广泛应用。当前，最常用的Cas9变体是来自化脓链球菌（Streptococcus pyogenes）的SpCas9和来自金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的SaCas9。尽管这两种Cas9蛋白在许多研究中得到了广泛验证，但具体的基因编辑效果比较仍然缺乏系统性研究。因此本文旨在系统比较SpCas9和SaCas9在基因编辑中的效率和精确度，并探讨其在不同剪切长度下的编辑性能。 研究来源 本文由来自中国医学科学院血液学研究所等几个研究机构的研究者们撰写，包括Zhi-Xue Yang、Ya-Wen Fu、Jia...
人类胎儿肝终末红细胞生成综合特征及全转录组分析 背景和问题 红细胞生成（Erythropoiesis）是红细胞生产的过程。起初在卵黄囊中发生“原始”红细胞生成，逐渐被胎儿肝脏（Fetal Liver, FL）和出生后骨髓（Bone Marrow, BM）中的“终末”红细胞生成取代。在人类胎儿发展过程中，FL 是关键的红细胞生成器官，但目前对人类 FL 红细胞生成的认识非常有限。本文的研究目的在于综合特征和全球转录组分析人类胎儿肝脏终末红细胞生成，探讨红细胞生成过程中的基因表达模式，并进一步理解培养系统对基因表达的影响。 研究来源 本文由Yongshuai Han, Shihui Wang, Yaomei Wang, Yumin Huang, Chengjie Gao, Xinhua Guo,...
解码人类生物学和疾病的单细胞组学技术 背景介绍 细胞是生命的基本单位，一个单独的受精卵可以发育成整个复杂的人体，由大约37万亿个细胞组成，这些细胞组织成各种不同的组织、器官和系统。传统的细胞分类方法主要依据细胞形态、位置或少数几种蛋白的表达水平，这种方法忽略了细胞间在其他分子层面的差异。细胞的高度异质性决定了人类生物学的功能多样性。不仅仅是细胞本身的状态、大小或祖源，细胞周围的特殊环境以及与相邻或远处细胞的交互也影响细胞特性。传统的大样本测序技术如RNA测序，隐藏了细胞的多样性，因为它对实验样本内所有细胞的基因表达进行了平均测量。因此，以单细胞分辨率理解人类生物学和疾病非常重要。 论文来源 本文由来自北京大学生命科学学院（Biomedical Pioneering Innovation Ce...
蛋白质结构预测：挑战、进展及研究范式的变化 蛋白质结构预测是一个吸引了生物化学、医学、物理学、数学和计算机科学等多个领域研究者的重要跨学科研究课题。研究者们采取了多种研究范式去解决同一个结构预测问题：生物化学家和物理学家试图揭示蛋白质折叠的原理；数学家，尤其是统计学家，通常从假设给定目标序列的蛋白质结构概率分布开始，然后找到最可能的结构；而计算机科学家将蛋白质结构预测视为一个优化问题——寻找具有最低能量的结构构象或最小化预测结构与天然结构之间的差异。最近，深度学习在蛋白质结构预测中也取得了巨大成功。在这篇综述中，本文呈现了一项对蛋白质结构预测努力的调查。我们比较了不同领域研究者采用的研究范式，重点是深度学习时代研究范式的转变。 作者简介及论文出处 本文由Bin Huang, Lupeng K...
同源重组修复缺陷（HRD）在肿瘤患者评估和治疗规划中的应用 背景介绍 同源重组（Homologous Recombination, HR）是修复DNA双链断裂（Double-Strand Breaks, DSBs）的一种重要机制。然而，当HR修复途径中的关键基因发生突变或表观遗传失活时，会导致细胞无法有效修复DSBs，从而引发同源重组修复缺陷（Homologous Recombination Repair Deficiency, HRD）。HRD在多种恶性肿瘤（如卵巢癌、乳腺癌、胰腺导管癌和前列腺癌）中被发现，且在临床上具有重要意义。HRD可以通过基因组分析识别，因为它会在基因组中引发特定且可量化的改变。进一步的研究还发现，HRD会增加肿瘤对多种药物的敏感性（如聚腺苷二磷酸核糖聚合酶抑制剂[...
细胞命运决定机制的组学观点 背景介绍 在哺乳动物早期胚胎发育过程中，一个全能的合子（zygote）经过数次细胞分裂和两轮细胞命运决定（cell fate determination），最终形成成熟的囊胚（blastocyst）。在此过程中，随着胚胎的压缩，顶-基细胞极性（apicobasal cell polarity）的确立破坏了胚胎的对称性并指导了后续的细胞命运选择。内细胞团（inner cell mass，ICM）和滋养外胚层（trophectoderm, TE）的谱系分离是细胞分化的第一个标志，但一些分子已被证明在更早的阶段（如2-细胞和4-细胞阶段）通过细胞间的变异（inter-cellular variations）偏向早期细胞命运。 揭示早期细胞命运决定的机制已成为一个重要的研...
衰老引起的 trnaGlu-衍生片段通过靶向线粒体翻译依赖的嵴组织破坏谷氨酸生物合成 学术背景介绍 线粒体嵴是线粒体内膜向内突出的结构，这些结构在衰老过程中会发生明显的形态变化。然而，导致这些变化的分子机制及其对脑衰老的贡献仍不清楚。维持线粒体嵴的超微结构对于存在于嵴中的呼吸酶正常功能至关重要，如果嵴结构受到破坏，内膜上的酶活性将会显著降低。谷氨酶（GLS）是位于嵴中的一种重要酶，负责催化谷氨酸的生成，维持神经元内环境的谷氨酸水平。谷氨酸作为最丰富的神经活性氨基酸及主要兴奋性神经递质，其水平在脑衰老过程中逐渐下降，并常伴随记忆衰退。 转运RNA衍生小RNA（tsRNAs）由成熟tRNA在各种压力下产生，并参与多种生理和病理过程。然而，tsRNAs在器官特异性中的功能和分子机制迄今尚未完全明确...
背景介绍 代谢功能紊乱相关脂肪性肝病（MAFLD），是一种全球范围内高发的慢性肝病，其患病率约为25%。尤其在肥胖和2型糖尿病人群中，MAFLD的发病率更高。MAFLD是一种复杂的系统性疾病，病程可从代谢功能相关单纯性脂肪肝（MAFL）进展到代谢功能相关脂肪性肝炎（MASH），并进一步发展为肝纤维化和肝细胞癌等严重病理状态。虽然一些药物如过氧化物酶体增殖激活受体（PPAR）激动剂、法尼醇X受体（FXR）激动剂、胰岛素增敏剂和胰高血糖素样肽1（GLP-1）类似物已进入临床试验阶段，但MAFLD目前仍无有效的被批准的治疗手段，因此，迫切需要寻找新的治疗途径。 本研究旨在探究胰岛素是否通过调节肝脏转酮糖酶（TKT）的表达来影响MAFLD的进展，并寻找潜在的治疗策略。TKT是戊糖磷酸途径中的关键酶，...