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“8+2” 重点领域
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  • 快讯 Cell | 人类中心粒组装分子结构的时序重建

    来源专题:战略生物资源
    编译者:李康音
    发布时间:2024-04-15
    2024年4月10日,里昂大学等机构的研究人员在Cell上发表了题为Time-series reconstruction of the molecular architecture of human centriole assembly的文章。 与大多数细胞器组装过程一样,中心粒的生物生成涉及到支持其功能的亚结构元素的有序招募。 为了揭示这一过程,该研究利用膨胀显微镜将 24 种中心粒蛋白质的空间位置与结构特征相关联。对整个人类原中心体组装过程中蛋白质分布的时间序列重建揭示了中心体生物发生步骤的分子结构。研究人员发现,这一过程的起始阶段是一个没有微管的裸车轮的形成。接着,在开花阶段,微管叶片开始组装,同时出现径向分离和车轮的快速增长。在随后的伸长阶段,随着 A-C 连接体的加入,微管蛋白骨架线性增长,随后是内部支架(IS)的蛋白质。通过遵循六个结构模块,研究人员建立了人类中心粒的 4D 组装模型。 总之,这项工作为研究大型大分子的空间和时间组装提供了一个框架。
  • 快讯 Cell | 染色质状态依赖性调控和先导编辑的表观遗传操作

    来源专题:战略生物资源
    编译者:李康音
    发布时间:2024-04-15
    2024年4月11日,华盛顿大学, HHMI Jay Shendure团队在Cell杂志上发表了题为Chromatin context-dependent regulation and epigenetic manipulation of prime editing的研究。该研究通过建立新的分子生物学方法,阐述了影响PE效率的表观遗传因子,并且开发出基于表观遗传“编辑”从而有效操纵PE效率的新方法。 首先,为了探究PE在不同染色质环境的工作效率,作者建立了一个T7-assisted reporter mapping assay,这个方法可以高效地定位所有随机插入基因组的PE reporter (synHEK3)。通过比较4000多个位点的编辑效率,作者发现PE效率与H3K79me2正相关,而且可以被表观遗传特性有效预测。通过深入分析,发现转录延伸是高效PE的决定因素。 其次,为了研究chromatin context-dependent regulation,即表观遗传环境(cis-chromatin environment)和反式作用因子的相互作用,作者开发了一种基于单细胞测序(sci-RNA-seq3)的技术。通过将该技术运用在PE和pooled genetic screen中,作者可以将细胞受到的遗传干扰和不同染色质环境中的PE响应联系起来,进而发现chromatin context-dependent regulator – HLTF。 最后,作者试图利用操纵编辑位点周围的表观遗传环境来改变编辑效率。通过CRISPRoff降低编辑基因的转录,PE效率能够被显著降低,证明了PE编辑效率和转录的紧密联系。反之,通过CRISPR activation对编辑基因启动子的预激活,PE效率可以被大幅提升。例如,对于基因CREB3L3,一个效率仅为5%的epegRNA在激活基因表达后,可以被提升到66%(16.5x)。作者还证明了此方法对多种细胞环境(K562,iPSCs),所有突变类型都有很好的提升效果。 此工作建立了一系列新的、可以用来研究chromatin context-dependent regulation的分子生物学方法。当运用在基因编辑中,作者发现了调控PE效率的重要因子。这些方法对研究其他chromatin-associated processes都会有广泛意义。
  • 快讯 Cell | 糖酵解代谢物绕过BRCA2的 “两次打击” 肿瘤抑制

    来源专题:战略生物资源
    编译者:李康音
    发布时间:2024-04-15
    2024年4月11日,新加坡国立大学等机构的研究人员在Cell上发表了题为A glycolytic metabolite bypasses “two-hit” tumor suppression by BRCA2的文章。 Knudson 的 "双击 "范式认为,致癌需要常染色体肿瘤抑制基因的两个拷贝都失活。 该研究报告了糖酵解代谢物甲基乙二醛(MGO)通过使乳腺癌抑制蛋白 BRCA2 失活,在非恶性乳腺细胞或患者衍生的器官组织中诱发癌症相关的突变单碱基置换(SBS)特征,从而瞬时绕过 Knudson 的范式。种系单复性 BRCA2 突变易导致这些变化。在 Kras 驱动、Brca2 突变的小鼠胰腺癌和人类乳腺癌中,MGO 积累和 DNA 损伤伴随着类似的 SBS 特征,但同样没有双侧 BRCA2 失活。MGO 会引发 BRCA2 蛋白分解,使 BRCA2 在 DNA 修复和复制中的肿瘤抑制功能暂时失效,从而导致功能性单倍体缺陷。间歇性接触 MGO 会诱发偶发性 SBS 突变,但不会导致 BRCA2 永久失活。 因此,MGO诱导的BRCA2单倍体功能不全可暂时绕过诺德森的两击要求,这种代谢机制可将癌基因、代谢紊乱或饮食挑战激活的糖酵解与癌症进化中的突变特征联系起来。
  • 快讯 中子星碰撞的金矿

    来源专题:关键矿产
    编译者:欧冬智
    发布时间:2024-04-15
    中子星是大质量恒星的最终产物,将大部分原始恒星质量聚集在直径只有十公里左右的超致密恒星中。2017年8月17日,研究人员首次观测到两颗轨道中子星爆炸性合并的流形特征:引力波和包括伽马射线暴在内的巨大辐射爆发。一个国际研究小组开发了一种方法来同时模拟千新星的这些可观测信号。这使他们能够精确地描述合并过程中究竟发生了什么,核物质在极端条件下的行为,以及为什么地球上的黄金一定是在这种事件中产生的。两颗合并中子星的喷射物的数值模拟。红色是指中子含量高的喷射材料,通常比含有较高质子比例的蓝色材料看起来更红。两颗合并中子星的喷射物的数值模拟。红色是指中子含量高的喷射材料,通常比含有较高质子比例的蓝色材料看起来更红。 马克斯·普朗克引力物理研究所(Max Planck Institute for Gravitational Physics)和波茨坦大学(University of Potsdam)的一个团队使用一种新的软件工具,成功地同时解释了来自千新星的各种类型的天体物理数据。此外,还可以使用来自其他中子星的无线电和X射线观测数据,核物理计算,甚至来自地球加速器上的重离子碰撞实验的数据。到目前为止,已经对各种数据源进行了单独分析,并且在某些情况下使用不同的物理模型来解释数据。“通过连贯和同时分析数据,我们得到了更精确的结果,”乌得勒支大学科学家Peter T. H. Pang说。“我们的新方法将有助于分析极端密度下的物质特性。它还将使我们能够更好地了解宇宙的膨胀以及中子星合并过程中重元素形成的程度,“波茨坦大学教授、马克斯普朗克引力物理研究所马克斯普朗克研究员小组负责人蒂姆·迪特里希解释说。 中子星是在超新星爆炸中大质量恒星生命结束时形成的超致密天体物理物体。像其他致密物体一样,一些中子星在双星系统中相互绕行。它们通过不断发射引力波(时空结构中的微小涟漪)而失去能量,并最终发生碰撞。这种合并使研究人员能够在宇宙中最极端的条件下研究物理原理。例如,这些高能碰撞的条件导致金等重元素的形成。事实上,合并的中子星是研究密度远远超过原子核中发现的物质性质的独特对象。 新方法被应用于双中子星合并的第一次也是迄今为止唯一的多信使观测。在2017年8月17日发现的这一事件中,恒星最后几千个相互环绕的轨道已经扭曲了时空,足以产生引力波,这些引力波被地球引力波天文台Advanced LIGO和Advanced Virgo探测到。当两颗恒星合并时,新形成的重元素被喷射出来。其中一些元素发生放射性衰变,导致温度升高。在这种热辐射的触发下,在碰撞后两周内检测到光学、红外线和紫外线中的电磁信号。伽马射线暴也是由中子星合并引起的,喷射出额外的物质。中子星的物质与周围介质的反应产生了X射线和无线电发射,可以在几天到几年的时间尺度上进行监测。 引力波探测器目前正处于第四次观测运行中。下一次探测到中子星合并可能随时到来,研究人员正在热切地等待使用他们开发的工具。
  • 监测快报 黄金参考

    来源专题:关键矿产
    编译类型:快报,简报类产品
    发布时间:2024-04-16
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