基于脱氨酶的全基因组单细胞和单分子转录因子足迹分析技术

基因组范围内单细胞和单分子水平的转录因子足迹分析 学术背景 在人类和其他哺乳动物中,尽管每个体细胞的基因组基本相同,但不同细胞类型的功能却大相径庭。这种差异主要由转录因子(Transcription Factors, TFs)与基因调控区域的结合所决定,TFs通过控制DNA转录为RNA的过程来调控基因表达。理解TFs如何与基因组结合是功能基因组学研究中的核心问题之一。然而,现有的研究方法存在一定的局限性。传统的“自下而上”方法(如原子分辨率结构和单分子成像)和“自上而下”方法(如经典遗传学和分子生物学)虽然提供了许多有价值的信息,但无法在单细胞和单分子水平上全面揭示TFs的结合模式。 为了克服这些限制,本研究开发了一种名为“基于脱氨酶的足迹分析”(Footprinting with Deam...

人工动态RNA结构集合引导的通用RNA适配体传感标签的理性设计

人工动态RNA结构集合引导的通用RNA适配体传感标签的理性设计 学术背景 RNA分子在自然和合成生物系统中扮演着多种角色,其功能强烈依赖于其动态和特定的三维结构。RNA的二级和三级结构,如发夹、伪结、多路连接等,是理解RNA功能的关键“构建模块”。然而,现有的RNA结构研究大多基于静态结构,而大多数RNA介导的过程涉及构象变化。因此,动态结构集合的描述能够捕捉RNA的进化保守模式,并有助于其扩展设计。近年来,荧光RNA适配体(fluorogenic RNA aptamer, FRAPT)在生物应用中取得了显著进展,但其设计缺乏对动态结构集合的深入理解,且缺乏通用的设计原则。为了克服这些限制,研究者们开发了一种人工动态RNA结构集合“SSPepper”,并基于此设计了一种通用的荧光RNA生物传...

MassiveFold:通过优化和并行化的大规模采样揭示AlphaFold的潜在能力

解读《MassiveFold:通过优化和平行化大规模采样揭示AlphaFold潜在能力》 背景和研究问题 蛋白质结构预测是生命科学中重要的研究领域,对于揭示分子生物学的基本机制具有重要意义。近年来,DeepMind开发的AlphaFold在这一领域取得了革命性进展,其模型在预测单一蛋白质链的结构方面表现卓越,广泛应用于蛋白质组学研究。然而,随着研究需求的增加,AlphaFold在处理复杂蛋白质组装和抗原-抗体等特定相互作用时存在诸多局限,例如计算时间长、对GPU资源需求高等问题。此外,虽然通过增加预测中的循环次数和采样密度可以提升预测质量,但这些方法进一步加重了计算负担。 为应对上述挑战,本文的研究者提出了一个名为MassiveFold的新框架。MassiveFold通过优化算法和大规模采样...

中风后的癌症风险与表观遗传年龄加速的关系

脑卒中后长期癌症风险与表观遗传年龄的关联研究 研究背景与意义 癌症与卒中是全球范围内主要的致病与致死原因,二者之间的关联性已受到广泛关注。据统计,约6%的癌症患者在其生命周期内会经历卒中,而卒中患者罹患癌症的风险则是普通人群的两倍。此外,有研究表明,卒中(无论是缺血性还是出血性)可能会先于癌症的诊断。这种复杂的病理关系凸显了理解其潜在机制的必要性。 DNA甲基化(DNA methylation, DNAm)作为表观遗传研究的核心领域,通过对特定CpG位点的甲基化状态评估,可以构建表观遗传时钟(epigenetic clocks),从而准确预测个体的生物年龄(biological age, B-age)。研究显示,加速的生物年龄与癌症和卒中等疾病的发生风险显著相关。然而,关于卒中后癌症风险与生...

整合多组学数据揭示凋亡小体清除作用在肺腺癌预后和免疫治疗中的意义

肺腺癌中凋亡小体清除特性及其预后与免疫治疗的关联研究 背景与研究动机 肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因,其中肺腺癌(Lung Adenocarcinoma,LUAD)是最常见的组织学亚型。由于疾病的隐匿性和缺乏特异性,大多数肺癌患者确诊时已处于晚期,传统治疗方式(如手术、放疗和化疗)的疗效有限,患者总体生存率较低。近年来,免疫治疗尤其是免疫检查点抑制剂(Immune Checkpoint Inhibitors,ICIs)为非小细胞肺癌(NSCLC)患者带来了希望,但其疗效仍受限于肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME)的免疫抑制作用。 凋亡小体清除(Efferocytosis,ER)是由吞噬细胞清除凋亡细胞的生物过程,在肿瘤进展中起关键作用。研究表明,ER促进肿瘤免...

BRCA携带者肿瘤分析揭示不同时间点的基因组相似性

BRCA1/2 基因携带者肿瘤分析:在不同时间点显现基因组相似性 乳腺癌(Breast Cancer, BC)是全球女性中最常见的恶性肿瘤,其发病机制多为散发性,而家族性遗传病例仅占5%到10%。在众多致病分子中,BRCA1/2 基因突变(Pathogenic Gene, PG)因其高渗透性成为遗传性乳腺/卵巢癌综合征研究的重点。这些基因突变显著提高了女性罹患乳腺癌和卵巢癌的终生风险,分别高达38%至87%和16.5%至73%。此外,BRCA1/2 突变还与其他癌症类型相关,包括胰腺癌、胃癌和前列腺癌。 本文作者团队包括 Tal Falick Michaeli、Avital Granit Mizrahi 等,他们隶属于以色列 Hebrew University 和 Hadassah Medi...

放射抗性相关端粒基因在肺腺癌预后和免疫浸润中的作用

肺腺癌中与放射抗性相关的端粒基因在预后和免疫浸润中的影响 肺腺癌(Lung Adenocarcinoma, LUAD)是非小细胞肺癌(NSCLC)的一种常见亚型,具有较高的发病率和死亡率。尽管近年来在早期检测和治疗方面取得了显著进展,LUAD患者的总体生存率仍不尽如人意。这种局面促使研究者不断探索新的生物标志物和治疗靶点。本文发表于《Cancer Cell International》杂志,由上海肺科医院和同济大学医学院的研究团队完成,旨在揭示与放射抗性相关的端粒基因(Radioresistant-related Telomere Genes, RRTGs)在LUAD预后和免疫浸润中的作用。 研究背景 端粒(Telomeres)是位于染色体末端的重复DNA序列,对染色体的稳定性具有重要作用。...

长期静脉注射抗CD20抗体治疗对法国多发性硬化患者的疗效评估

长期静脉注射抗CD20抗体治疗对法国多发性硬化患者的疗效评估 背景与研究动机 多发性硬化(Multiple Sclerosis, MS)是一种影响中枢神经系统的慢性炎症性脱髓鞘疾病,导致不同程度的身体和认知功能障碍。近年来,靶向B淋巴细胞CD20抗原的选择性静脉注射(Intravenous, IV)B细胞消耗疗法(B-Cell Depleting Therapy, BCDT)的二、三期临床试验显著改变了复发型多发性硬化(Relapsing MS, RMS)以及活动性进展型多发性硬化(Progressive MS, PMS)的治疗格局。然而,对于长期BCD疗法持续B细胞耗竭如何影响临床和影像学稳定性的问题,研究相对有限。 尽管已有部分研究探讨了减少BCD剂量或延长BCD剂量间隔的可能性,但在多...

优化营养对改善线粒体疾病患者的肌肉疲劳、力量及生活质量的关联研究

优化营养干预对原发性线粒体疾病患者肌肉疲劳、力量和生活质量的改善效果研究 背景介绍 原发性线粒体疾病(Primary Mitochondrial Disease, PMD)是一组由线粒体DNA或核DNA突变引起的疾病群,影响全身多个系统的能量代谢。据统计,其发病率约为1/4300,临床表现主要包括肌肉无力、疲劳、运动耐受性差、胃肠道症状和失衡等。然而,至今美国食品药品监督管理局(FDA)尚未批准任何针对PMD的特定疗法。 线粒体是细胞能量的主要来源,其通过氧化磷酸化过程(Oxidative Phosphorylation, OXPHOS)生成三磷酸腺苷(ATP),而这个过程受限于营养物质(碳水化合物、蛋白质、脂肪)的供给和代谢状态。尽管已有研究表明营养干预可能通过抗氧化作用或改善线粒体电子传...

急性缺血性卒中血管内治疗后应用硝酸甘油的神经保护作用:探索性随机对照研究

基于硝酸甘油的急性缺血性卒中神经保护研究:一项探索性的随机对照试验综述 背景与研究目的 急性缺血性卒中(Acute Ischemic Stroke, AIS)是全球范围内致残和死亡的主要原因之一。尽管现代血管内治疗(Endovascular Therapy, ET)显著提高了血管再通率和患者预后,但仍有相当比例的患者未能恢复到卒中前的功能基线。AIS患者的大血管闭塞(Large Vessel Occlusion, LVO)相关死亡率仍高达15.3%,而再通后的功能独立率仅为46%。这种再通效果与临床预后之间的差距,促使研究者探索有效的辅助神经保护策略,以进一步优化患者的长期预后。 硝酸甘油(Glyceryl Trinitrate, GTN)作为一氧化氮(Nitric Oxide, NO)的外...