分类: 生物学

  • 科学家实现活细胞内3D打印微结构,细胞可存活并分裂

    来源:《先进材料》

    斯洛文尼亚约瑟夫·斯蒂芬研究所团队开发出一种新技术,可在活细胞内直接3D打印微米级结构。该方法首先将生物相容的光敏材料注入细胞,随后用特殊激光将其聚合成亚微米精度的结构(如条形码、几何图案甚至微型大象)。打印后细胞不仅保持存活与分裂能力,还能将结构传递给子代细胞。尽管研究尚处早期,但该技术为从内部操纵细胞提供了新工具,有望用于研究细胞力学与生物学响应,或未来赋予细胞增强乃至全新的功能。

  • 科学家首次实现活细胞内膜厚度测量,揭示结构与功能关联

    来源:《细胞生物学杂志》

    斯克利普斯研究所团队开发出名为“表面形态计量学”的计算方法,结合先进成像技术,首次在活细胞内直接测量了细胞膜的厚度变化。研究发现,线粒体外膜明显薄于内膜,且内膜的嵴结构比贴近外膜的区域更厚;膜厚度与曲率相关,提示嵌入蛋白质可能塑造膜结构。该方法还包含“基于斑块”的分析组件,能定位特定蛋白质所在微小膜区域的特性,如发现ATP合酶倾向于聚集在既弯曲又异常增厚的膜区域。这一突破为在近天然状态下研究蛋白质与膜相互作用、探索细胞生物学新机制提供了强大工具。

  • ENCODE计划发布最全面人类基因组调控元件图谱,数量近240万

    来源:《自然》(Nature)

    UMass Chan医学院团队领导的最新ENCODE研究,将人类基因组中已知的候选顺式调控元件(cCREs)数量从90万大幅提升至237万,小鼠基因组则从30万增至92.7万。该图谱整合了5712项人类实验和758项小鼠实验的高通量数据,覆盖超过90%的调控元件功能注释,首次大规模揭示了兼具增强子和沉默子双重功能的调控元件。这一资源为解析基因调控、理解细胞特异性程序以及阐释非编码遗传变异如何影响人类疾病(如通过定位红细胞性状相关变异到KLF1基因的调控区域)提供了关键基础。所有数据可通过在线门户公开访问。

  • 突破!occludin蛋白被证实为血脑/血视网膜屏障关键调控者

    来源:《美国国家科学院院刊》

    密歇根大学研究发现,occludin蛋白是调控血脑/血视网膜屏障功能的关键。它通过其尾部与动力蛋白结合,调节细胞内的物质运输,从而控制屏障的通透性。在糖尿病视网膜病变中,VEGF会刺激occludin导致血管渗漏;阻断此信号则能恢复屏障完整性。这为治疗相关疾病提供了全新靶点。

  • 牛痘病毒mRNA竟无“帽子”结构,颠覆传统认知

    来源:《自然-通讯》

    查理大学团队研究发现,牛痘病毒在感染后期会大量产生不带5′端“帽子”结构的mRNA。这些“无帽”mRNA在其起始端带有长的多聚腺苷酸序列(poly(A)前导序列),且该序列越长,mRNA有帽的概率越低。这表明病毒从早期的标准转录模式切换至一种类似细胞应急的“捷径”模式,从而在宿主细胞正常蛋白合成被抑制时,仍能高效生产自身蛋白。这一发现颠覆了mRNA必须带帽以维持稳定的传统认知,揭示了痘病毒劫持宿主细胞的新策略,也为抗病毒治疗提供了潜在新靶点。

  • 果蝇胚胎期基因进化揭示生命早期阶段的气候适应机制

    来源:《美国国家科学院院刊》(PNAS)

    佛蒙特大学研究发现,果蝇的胚胎阶段对气候变化的适应机制与成虫显著不同。在胚胎期,来自温暖地区(如加勒比)的果蝇卵比寒冷地区(如佛蒙特州)的果蝇卵更耐热。这一差异源于调控胚胎发育的关键基因(如影响组织器官形成的基因)在环境压力下发生了进化响应。研究打破了“发育基因不易随环境变化进化”的传统假设,并首次在多生命阶段、全球尺度上揭示了温度如何塑造早期生命阶段的基因组。该框架可扩展至其他具有复杂生命周期的物种,为理解生物在变暖世界中的生存能力提供了新视角。

  • 颠覆性发现:双有害基因变异或可恢复蛋白功能

    来源:《美国国家科学院院刊》(PNAS)

    美国西北太平洋研究所科学家挑战传统认知,发现遗传自父母双方的同一基因的两个有害变异,未必加重疾病。研究表明,在超过60%的案例中,此类变异组合反而能使关键代谢酶(如精氨基琥珀酸裂解酶)功能恢复正常。这被称为“基因内互补”现象,相关AI模型可近乎完美预测此效应。研究揭示,约4%的人类基因存在此类广泛但被低估的相互作用,或能修正部分罕见遗传病的风险评估。

  • 中国团队绘制免疫细胞图谱,揭示人群生物学差异

    来源:《科学》

    中国科学家成功绘制了覆盖400多名中国人的免疫细胞图谱,整合了基因、蛋白质、RNA和表观基因组等多维度数据。该研究揭示了中国人群与欧洲人群在免疫生物学上的关键差异,例如发现了一个在东亚人群中常见、但在欧洲人群中罕见的基因变异,该变异能调节T细胞的昼夜节律。这项成果强调了在非欧洲中心的研究中,可以发现被忽略的重要生物学机制和遗传关联。

  • 发现调控牙根发育的关键“指挥中心”细胞

    来源:《自然·通讯》

    日本东京科学大学等国际团队研究发现,位于牙根尖乳头的CXCL12+ AP细胞在牙根形成中发挥“指挥中心”作用。这类细胞不仅能分化为形成牙本质的成牙本质细胞,还能分化为形成牙骨质的成牙骨质细胞,打破了此前两类细胞源于不同祖细胞的传统认知。研究进一步揭示,Wnt与TGF-β信号通路的协同调控是CXCL12+ AP细胞正确定位与激活的关键。该发现不仅阐明了牙根发育机制,更为基于自体干细胞的牙根再生治疗提供了潜在“种子细胞”,有望推动实现更接近天然咬合感的口腔再生医学。

  • 发现溶酶体膜损伤的分子“传感器”

    来源:《EMBO杂志》

    瑞典于默奥大学研究团队发现,两个自噬蛋白复合物可作为溶酶体膜损伤的分子传感器。当溶酶体膜出现微小孔洞导致质子或钙离子泄漏时,这些传感器能迅速定位损伤位点并启动膜修复系统。研究通过活细胞成像、基因敲除等多种技术证实,若缺失这两种关键蛋白,细胞将无法修复损伤并导致溶酶体破裂,进而引发炎症、细胞死亡乃至阿尔茨海默病等神经退行性疾病。该发现为理解溶酶体损伤相关疾病的机制及开发新疗法提供了关键线索。