棉花种群水平DNA甲基化多态性研究揭示表观基因组对复杂性状的贡献 背景与研究动机 在过去几十年中，基因组和基因多样性通过全基因组关联研究（GWAS）被广泛研究，为理解作物性状变异提供了理论基础。然而，DNA甲基化等表观遗传修饰在调控作物性状方面的作用依旧相对不明确。DNA甲基化，是一种重要的表观遗传标记，通过在胞嘧啶（Cytosine）上加上甲基基团，调控基因表达、维持基因组稳定性，并在多种作物的农艺性状中起关键作用。研究发现，基因组甲基化水平的多态性与生态适应性状有关，但在自然作物种群中，表观遗传变异对作物性状的贡献仍然需要更深入的探索。 基于此需求，来自浙江大学和阿里巴巴集团等研究机构的科学家们开展了一项系统的研究，首次在207个棉花品种中生成了高质量的甲基组、转录组和基因组数据，扩展了...
肌肉干细胞活化的代谢调控新发现：Spermidine-eIF5A轴的关键作用 背景与研究目标 骨骼肌卫星细胞（Satellite Cells, SCs）是成体骨骼肌的主要干细胞类型，其在损伤修复中发挥核心作用。然而，休眠状态的卫星细胞（qSCs）的激活机制尚未完全阐明，尤其是在代谢和蛋白翻译控制方面。已有研究表明，qSCs激活需经历代谢重编程过程，但其如何协调代谢变化与蛋白合成仍然未知。本研究旨在揭示一种关键代谢途径，即多胺代谢对SC激活的调控作用，并深入分析其机制。 研究来源 本文由张倩莹等研究人员完成，研究单位包括广州再生医学与健康广东省实验室、中科院基础医学研究所等机构。论文发表于2024年《Cell Discovery》期刊，DOI为10.1038/s41421-024-00712-...
解密内皮素受体的拮抗剂选择性：基于冷冻电镜的研究揭示关键分子机制 学术背景 内皮素（Endothelin, ET）是一种强效的血管收缩肽，在调节心血管功能方面具有重要作用。其家族成员包括ET-1、ET-2和ET-3，这些分子通过与内皮素受体（Endothelin Receptors, ETRs）结合，调控血管张力及整体心血管稳态。内皮素受体主要包括两种亚型，ETA和ETB，它们虽然具有63%的序列同源性，但在配体亲和性和功能上表现出显著差异：ETA偏好结合ET-1和ET-2并诱导强效的血管收缩，而ETB则与三种内皮素亚型均有相似亲和力，主要通过释放一氧化氮诱导血管舒张，并促进ET-1的清除。 由于ETR在多种心血管疾病中发挥重要作用，它们已成为治疗靶点，特别是在治疗肺动脉高压（Pulmona...
深度学习助力蛋白质设计：基于条件扩散模型的功能蛋白序列生成 蛋白质是生命科学研究和应用的核心，其多样性和功能复杂性为科学家提供了无数可能性。随着深度学习技术的发展，蛋白质设计正迈向一个全新高度。由上海交通大学、剑桥大学等多个机构的科学家联合发表的研究《A conditional protein diffusion model generates artificial programmable endonuclease sequences with enhanced activity》展示了一种名为“条件蛋白扩散模型”（Conditional Protein Diffusion Model, 简称 CPDiffusion）的创新方法，用于设计具有增强功能的人工蛋白质序列。这一研究已发表在《Ce...
靶向SNRNP200诱导的剪接失调：糖酵解三阴性乳腺癌免疫治疗的新策略 背景 三阴性乳腺癌（TNBC）是乳腺癌中侵袭性最强的亚型，具有极高的复发率和病死率。尽管近年来针对TNBC亚型的研究取得了重要进展，包括通过代谢途径进行亚型划分（如脂代谢型、糖酵解型和混合型），但针对肿瘤代谢的治疗策略在实际应用中仍面临巨大挑战。现有药物如乳酸脱氢酶（LDH）抑制剂在糖酵解型TNBC中虽取得一定疗效，但其副作用对非肿瘤细胞（如基质细胞和免疫细胞）造成的损害，限制了其整体治疗效果。 RNA剪接是调控基因表达的重要机制，其在肿瘤代谢中的作用逐渐被揭示。一些研究显示，剪接体（spliceosome）组成成分的异常是肿瘤中剪接失调的主要原因，且特定剪接基因的调控能够选择性地诱导肿瘤细胞死亡，而不影响正常乳腺上皮细...
人类胚胎复杂嵌合现象研究：揭示早期胚胎发育中的广泛非整倍性 背景与研究目的 植入前遗传学检测（Pre-implantation Genetic Testing for Aneuploidy, PGT-A）是体外受精（IVF）过程中广泛应用的技术，旨在通过筛除异常胚胎提高着床率和活产率。然而，对于人类胚胎遗传学的有限了解使得PGT-A的使用基于未被充分验证的假设与指南，这可能导致具有发育潜力的胚胎被错误地丢弃。现有研究显示，胚胎嵌合现象（mosaicism）的发生率介于2%至90%之间，但大多数研究的评估方法基于有限的多细胞样本，这可能低估了实际嵌合情况。此外，早期胚胎嵌合现象的动态变化与其对胚胎发育的影响仍未明晰。因此，本研究通过单细胞全基因组测序与单细胞RNA测序（scRNA-seq）系统...
跨领域突破：Mediator Med23如何调控神经髓鞘形成的分子机制 背景与研究目标 髓鞘是中枢神经系统（CNS）中包裹神经轴突的多层膜结构，其完整性对神经信号传导和神经功能至关重要。然而，当髓鞘受到破坏时，例如在多发性硬化和脑白质病变等疾病中，会导致严重的神经功能障碍。髓鞘的形成和修复主要依赖于少突胶质细胞（oligodendrocytes, Ols），而这些细胞从少突胶质前体细胞（oligodendrocyte progenitor cells, OPCs）分化而来。OPC的分化需要严格的转录和表观遗传调控，但其中的分子机制尚不完全清楚。 此前的研究表明，Mediator复合物在整合转录调控中发挥核心作用，尤其是在细胞分化过程中。更具体地说，Mediator的子单元Med23与人类髓鞘...
解读胶质瘤拓扑景观：基于网络理论框架的研究 胶质瘤干细胞（Glioma Stem Cells, GSCs）被认为是胶质瘤复发和治疗耐药的关键因素，成为新疗法的重要研究目标。然而，目前对胶质瘤干细胞在胶质瘤分层结构中的作用仍然存在争议，这种有限的理解阻碍了研究成果向临床转化。为了解决这一问题，Yao等人团队通过整合实验数据和内生性网络理论（Endogenous Network Theory, ENT），构建了一个描述胶质瘤能量景观的核心内生性网络模型。本研究揭示了胶质瘤生物学的复杂特性，并为治疗策略提供了新的理论视角。 背景与研究动机 胶质瘤是一种侵袭性脑肿瘤，其细胞来源和分化机制长期以来备受关注。近年来，研究发现胶质瘤细胞可能与神经或胶质干细胞特性密切相关，这种细胞被定义为胶质瘤干细胞（GS...
解析PRRP和PRRPR的分子识别及信号传导机制 研究背景 神经肽作为神经系统中最丰富的信号分子，已识别出超过100种，其在代谢、痛觉、繁殖等生理过程中起着至关重要的作用。其中，RF-酰胺类神经肽以其C末端的Arg-Phe-NH₂（RF-酰胺）基序为特征，包括催乳素释放肽（PRRP）、神经肽FF（NPFF）、亲吻肽（Kisspeptin）等。RF-酰胺神经肽通过与特定G蛋白偶联受体（GPCR）结合，调控广泛的生理功能。然而，尽管PRRP及其受体PRRPR在调节压力、食欲、疼痛和心血管功能等方面具有重要意义，其与受体结合及活化的分子机制仍未被完全阐明。 PRRP是一种高度保守的RF-酰胺神经肽，其通过逆向药理学研究被鉴定为PRRPR的内源性配体。PRRP与PRRPR主要通过Gq/11信号通路传...
在社会性动物中，个体之间的竞争与等级地位的确立对资源分配、群体稳定性和能量节约具有关键意义。然而，尽管已知中前额皮层（medial prefrontal cortex, mPFC）在调控社会竞争行为和社会等级中起重要作用，但其具体的分子调控机制仍未完全明确。本研究探讨了在竞争行为和社会等级变化过程中，长链非编码RNA（lncRNA）SERA及其通过对PKM2的调控在大脑兴奋性神经元中的作用。 这一研究由华中科技大学同济医学院病理生理学系、波士顿大学生物系和辛辛那提儿童医院等多家机构的研究者联合开展，于2024年在《Cell Discovery》期刊发表，展示了SERA/PKM2通路在社会行为调控中的新机制。 研究方法与实验设计 研究分为以下几个阶段，采用了多种创新实验技术和手段： 1. 社会...