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健康人脑中的前庭-海马通路：使用弥散张量成像的解剖学研究
评论：图片来自：https://windsorimaging.com/category/dti/ 引言 空间定向能力是指感知头部位置和运动变化的能力，它与前庭系统和海马体密切相关。尽管前庭核到海马体的投射与空间感知相关，但目前缺乏关于从前庭核直接投射到海马体的通路的证据。因此，本研究利用弥散张量成像（DTI）纤维束成像技术，对正常人脑中的前庭-海马通路（VHT）的解剖学特征进行了研究。 |
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分类：#生物奥秘 #Week242025
评论：图片来自：https://windsorimaging.com/category/dti/ 引言 空间定向能力是指感知头部位置和运动变化的能力，它与前庭系统和海马体密切相关。尽管前庭核到海马体的投射与空间感知相关，但目前缺乏关于从前庭核直接投射到海马体的通路的证据。因此，本研究利用弥散张量成像（DTI）纤维束成像技术，对正常人脑中的前庭-海马通路（VHT）的解剖学特征进行了研究。 |
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探索最佳阴道微生物组的奥秘
评论：肠道菌群的高多样性是健康的信号，但阴道微生物组应为低多样性，主要由乳酸杆菌这一种菌属主导。 阴道内的微生态系统对维持阴道健康至关重要。科学家们通过研究这些微生物间的相互作用，揭示了令人意想不到的生物学机制。 若问微生物生态学家Jacques Ravel为何对阴道微生物组产生兴趣，答案可能令人意外：“酸性矿井排水”。20年前，Ravel被元基因组测序技术的潜力吸引，希望借此解析人体微生物组。但他认为当时的工具尚不足以应对肠道微生物组的复杂性，而这一领域正是他研究的重点。 之后，Ravel了解到一项关于酸性矿井废水中微生物群落的研究。这个简单的生态系统只有5种微生物，科学家却能完整解析整个群落。他转而寻找人体中类似的简单生态系统，最终锁定了阴道微生物组。 科学家早已知晓阴道内存在少量微生物物种。1892年，首篇关于乳酸杆菌（Lactobacillus）主导阴道生态的报告发表；自20世纪70年代以来，正确的微生物平衡与阴道健康相关理念逐渐形成。密歇根大学医学院（University of Michigan Medical School）人乳头瘤病毒（Human papilloma virus, HPV）疾病的国际专家Diane Harper指出，在此后数十年，人们并未量化或明确这些微生物的具体种类、功能机制，以及它们如何影响感染过程。 |
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评论：肠道菌群的高多样性是健康的信号，但阴道微生物组应为低多样性，主要由乳酸杆菌这一种菌属主导。 阴道内的微生态系统对维持阴道健康至关重要。科学家们通过研究这些微生物间的相互作用，揭示了令人意想不到的生物学机制。 若问微生物生态学家Jacques Ravel为何对阴道微生物组产生兴趣，答案可能令人意外：“酸性矿井排水”。20年前，Ravel被元基因组测序技术的潜力吸引，希望借此解析人体微生物组。但他认为当时的工具尚不足以应对肠道微生物组的复杂性，而这一领域正是他研究的重点。 之后，Ravel了解到一项关于酸性矿井废水中微生物群落的研究。这个简单的生态系统只有5种微生物，科学家却能完整解析整个群落。他转而寻找人体中类似的简单生态系统，最终锁定了阴道微生物组。 科学家早已知晓阴道内存在少量微生物物种。1892年，首篇关于乳酸杆菌（Lactobacillus）主导阴道生态的报告发表；自20世纪70年代以来，正确的微生物平衡与阴道健康相关理念逐渐形成。密歇根大学医学院（University of Michigan Medical School）人乳头瘤病毒（Human papilloma virus, HPV）疾病的国际专家Diane Harper指出，在此后数十年，人们并未量化或明确这些微生物的具体种类、功能机制，以及它们如何影响感染过程。 |
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RNA研究的黄金时代：从基础机制到临床转化
评论：许多治疗方法都采用了人工设计的反义分子（可与RNA结合并阻止其转录）。 图片来源：BSIP/Getty ImagesRNA 学术和生物制药研究人员对曾经被低估的核酸制定了宏伟的计划。 1. RNA研究的学术价值与历史背景 20世纪60年代后期，在加利福尼亚州拉霍亚的索尔克研究所工作的生物学家Francis Crick和化学家Leslie Orgel认为，在DNA或蛋白质存在之前，RNA就可能已经兼具遗传信息存储与催化反应功能。这一理论虽未完全证实，但已成为重要研究方向。近年来RNA研究飞速发展，相关成果连续斩获2023和2024年诺贝尔生理学或医学奖，标志其进入了“黄金时代”。 |
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评论：许多治疗方法都采用了人工设计的反义分子（可与RNA结合并阻止其转录）。 图片来源：BSIP/Getty ImagesRNA 学术和生物制药研究人员对曾经被低估的核酸制定了宏伟的计划。 1. RNA研究的学术价值与历史背景 20世纪60年代后期，在加利福尼亚州拉霍亚的索尔克研究所工作的生物学家Francis Crick和化学家Leslie Orgel认为，在DNA或蛋白质存在之前，RNA就可能已经兼具遗传信息存储与催化反应功能。这一理论虽未完全证实，但已成为重要研究方向。近年来RNA研究飞速发展，相关成果连续斩获2023和2024年诺贝尔生理学或医学奖，标志其进入了“黄金时代”。 |
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为什么RNA结构如此难以预测？
评论： 虽然AlphaFold高度精确的结构模型改变了蛋白质生物学，但RNA预测仍然比较落后。 在2020年11月的一次虚拟会议上，两年一次的蛋白质结构预测挑战赛（Critical Assessment of Protein Structure Prediction，CASP ）的获胜者是AlphaFold。它是由Google DeepMind开发的一种蛋白质结构预测工具，凭借其原子级别的准确性破解了数十种蛋白质结构，取得了巨大成功。这一成就推动了蛋白质结构预测领域的发展，并引发了人们对RNA结构预测的关注。 |
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评论： 虽然AlphaFold高度精确的结构模型改变了蛋白质生物学，但RNA预测仍然比较落后。 在2020年11月的一次虚拟会议上，两年一次的蛋白质结构预测挑战赛（Critical Assessment of Protein Structure Prediction，CASP ）的获胜者是AlphaFold。它是由Google DeepMind开发的一种蛋白质结构预测工具，凭借其原子级别的准确性破解了数十种蛋白质结构，取得了巨大成功。这一成就推动了蛋白质结构预测领域的发展，并引发了人们对RNA结构预测的关注。 |
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RNA的神秘领域——环形RNA
评论： RNA在细胞内可以采用多种结构。 环形RNA（circRNA）热门、神秘又迷人，但对circRNA的研究需要小心、小心，再小心。 在过去的几十年中，RNA在生物领域的角色经历了翻天覆地的变化，从一个简单的DNA与蛋白质之间的传递者，转变为一个具有多重功能的迷人分子，其功能远远不止遗传信息的简单转录。许多RNA像分子折纸一样折叠起来，但它们最令人困惑的结构之一是环形：一种不寻常的RNA剪接过程将RNA链折叠回自身，形成一个环。circRNA曾经被认为是剪接出错的副产品，现在已知在生物体中广泛存在。它们在包括癌症、心血管疾病和阿尔茨海默病在内的多种疾病中都扮演重要角色，并作为潜在的治疗药物和生物标志物，展现出令人振奋的前景。 尽管如此，科学家们仍在探索这些分子的具体作用。一些早期研究提示，circRNA能够吸收小型非编码RNA，即microRNA，阻止它们与信使RNA结合，从而抑制蛋白质的合成。而其它circRNA可能与多种蛋白质或RNA聚合酶相互作用，调控转录和蛋白质表达，甚至可能被翻译成蛋白质（图. circRNA的潜在功能）。 |
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评论： RNA在细胞内可以采用多种结构。 环形RNA（circRNA）热门、神秘又迷人，但对circRNA的研究需要小心、小心，再小心。 在过去的几十年中，RNA在生物领域的角色经历了翻天覆地的变化，从一个简单的DNA与蛋白质之间的传递者，转变为一个具有多重功能的迷人分子，其功能远远不止遗传信息的简单转录。许多RNA像分子折纸一样折叠起来，但它们最令人困惑的结构之一是环形：一种不寻常的RNA剪接过程将RNA链折叠回自身，形成一个环。circRNA曾经被认为是剪接出错的副产品，现在已知在生物体中广泛存在。它们在包括癌症、心血管疾病和阿尔茨海默病在内的多种疾病中都扮演重要角色，并作为潜在的治疗药物和生物标志物，展现出令人振奋的前景。 尽管如此，科学家们仍在探索这些分子的具体作用。一些早期研究提示，circRNA能够吸收小型非编码RNA，即microRNA，阻止它们与信使RNA结合，从而抑制蛋白质的合成。而其它circRNA可能与多种蛋白质或RNA聚合酶相互作用，调控转录和蛋白质表达，甚至可能被翻译成蛋白质（图. circRNA的潜在功能）。 |
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线粒体转移：细胞的“能源共享”及其对健康的影响
评论： 线粒体，细胞内的“能源工厂”，正在挑战其传统的细胞器形象。最新研究表明，线粒体可能是一种“多细胞细胞器”，能够在细胞之间转移。这种现象被称为“线粒体转移”，已在多种生物中观察到，但其具体机制和对人类健康的影响仍有待研究。 1. 线粒体转移的发现与现象 1.1 动态的线粒体：线粒体并非静态的细胞器，而是可以在细胞之间移动的“专家旅行者”。这种转移现象在酵母、软体动物、啮齿动物等多种生物中被观察到。 1.2 转移的多种途径：线粒体可以通过隧道式纳米管、细胞外囊泡或直接在血液中漂浮等方式在细胞之间移动。 1.3 潜在功能：线粒体转移可能在细胞损伤修复、免疫系统激活、伤口愈合等方面发挥作用。例如，在中风小鼠模型中，星形胶质细胞向受损神经元转移线粒体，帮助其恢复代谢功能。 |
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评论： 线粒体，细胞内的“能源工厂”，正在挑战其传统的细胞器形象。最新研究表明，线粒体可能是一种“多细胞细胞器”，能够在细胞之间转移。这种现象被称为“线粒体转移”，已在多种生物中观察到，但其具体机制和对人类健康的影响仍有待研究。 1. 线粒体转移的发现与现象 1.1 动态的线粒体：线粒体并非静态的细胞器，而是可以在细胞之间移动的“专家旅行者”。这种转移现象在酵母、软体动物、啮齿动物等多种生物中被观察到。 1.2 转移的多种途径：线粒体可以通过隧道式纳米管、细胞外囊泡或直接在血液中漂浮等方式在细胞之间移动。 1.3 潜在功能：线粒体转移可能在细胞损伤修复、免疫系统激活、伤口愈合等方面发挥作用。例如，在中风小鼠模型中，星形胶质细胞向受损神经元转移线粒体，帮助其恢复代谢功能。 |
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环状RNA，RNA疗法新前沿
评论：环状RNA（circular RNA, circRNA）比线性RNA（linear RNA）更稳定，更可能为RNA治疗写下新篇章。 在抗击COVID-19疫情的战斗中，RNA疫苗是当之无愧的英雄。它们不仅刷新了历史上最畅销药物的记录，其研发成就更是在今年的诺贝尔生理学或医学奖中得到了肯定。尽管如此，这项技术一直存在一个不容忽视的缺陷：RNA在其常规线性形式下的寿命极短，几小时内就会被细胞内的酶分解。 对于疫苗而言，RNA这种短暂性并不是大问题，因为它仅需在短时间内编码蛋白质以触发免疫反应。然而，对于大多数治疗应用而言，延长RNA的寿命以维持疗效显得尤为重要。 circRNA的出现，为解决这一问题提供了新的思路。通过将RNA转录本的两端连接起来，许多RNA消化酶便无法对其进行分解。这种环状结构赋予了RNA更高的稳定性和更长的寿命，理论上可以增强其治疗潜力，甚至在低剂量下也能发挥作用。 加州斯坦福大学医学院（Stanford University School of Medicine）的分子遗传学家、同时也是马萨诸塞州剑桥Orbital Therapeutics公司的科学联合创始人Howard Chang表示，通过单次给药，你可以获得相当持久的蛋白质合成。Orbital Therapeutics是众多致力于基于工程化circRNA治疗的生物技术公司之一。 |
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评论：环状RNA（circular RNA, circRNA）比线性RNA（linear RNA）更稳定，更可能为RNA治疗写下新篇章。 在抗击COVID-19疫情的战斗中，RNA疫苗是当之无愧的英雄。它们不仅刷新了历史上最畅销药物的记录，其研发成就更是在今年的诺贝尔生理学或医学奖中得到了肯定。尽管如此，这项技术一直存在一个不容忽视的缺陷：RNA在其常规线性形式下的寿命极短，几小时内就会被细胞内的酶分解。 对于疫苗而言，RNA这种短暂性并不是大问题，因为它仅需在短时间内编码蛋白质以触发免疫反应。然而，对于大多数治疗应用而言，延长RNA的寿命以维持疗效显得尤为重要。 circRNA的出现，为解决这一问题提供了新的思路。通过将RNA转录本的两端连接起来，许多RNA消化酶便无法对其进行分解。这种环状结构赋予了RNA更高的稳定性和更长的寿命，理论上可以增强其治疗潜力，甚至在低剂量下也能发挥作用。 加州斯坦福大学医学院（Stanford University School of Medicine）的分子遗传学家、同时也是马萨诸塞州剑桥Orbital Therapeutics公司的科学联合创始人Howard Chang表示，通过单次给药，你可以获得相当持久的蛋白质合成。Orbital Therapeutics是众多致力于基于工程化circRNA治疗的生物技术公司之一。 |
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银屑病（PSORIASIS）
评论：专题 银屑病（PSORIASIS） 前言 银屑病是一种慢性免疫介导的炎症性皮肤病，其全球发病率约为2%-3%。作为一种高发病率的疾病，银屑病不仅给患者带来显著的身体不适，还对患者的心理和社会生活造成巨大压力。此外，银屑病患者还面临着银屑病关节炎、心血管疾病和代谢综合征等合并症的风险增加，严重影响其整体生活质量。鉴于此，本专题精心挑选了三篇高质量的银屑病综述文章，旨在为相关研究人员提供最新的研究成果和资讯，助力他们在银屑病的诊断与治疗领域取得进一步突破。 一、未来银屑病治疗领域的新型药物疗法和突破 1. 关于银屑病 2. 当前治疗方案 3. 材料和方法 4. 结果 5. 专家意见 二、银屑病诊断和管理最新进展综述 1. 银屑病的诊断 2. 临床诊断 3. 诊断工具 4. 银屑病的管理方法 … |
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评论：专题 银屑病（PSORIASIS） 前言 银屑病是一种慢性免疫介导的炎症性皮肤病，其全球发病率约为2%-3%。作为一种高发病率的疾病，银屑病不仅给患者带来显著的身体不适，还对患者的心理和社会生活造成巨大压力。此外，银屑病患者还面临着银屑病关节炎、心血管疾病和代谢综合征等合并症的风险增加，严重影响其整体生活质量。鉴于此，本专题精心挑选了三篇高质量的银屑病综述文章，旨在为相关研究人员提供最新的研究成果和资讯，助力他们在银屑病的诊断与治疗领域取得进一步突破。 一、未来银屑病治疗领域的新型药物疗法和突破 1. 关于银屑病 2. 当前治疗方案 3. 材料和方法 4. 结果 5. 专家意见 二、银屑病诊断和管理最新进展综述 1. 银屑病的诊断 2. 临床诊断 3. 诊断工具 4. 银屑病的管理方法 … |
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电磁场刺激用于坐骨神经损伤后长期运动功能评估
评论：高斯（G）或毫特斯拉（mT）单位用于测量电磁场（EMF）刺激。Tarlov量表（TS）用于评估运动功能障碍，手指外展量表（FAS）用于测量手指分离程度。本研究的目的是在坐骨神经损伤（SNI）模型中，利用电磁场评估运动功能。 |
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评论：高斯（G）或毫特斯拉（mT）单位用于测量电磁场（EMF）刺激。Tarlov量表（TS）用于评估运动功能障碍，手指外展量表（FAS）用于测量手指分离程度。本研究的目的是在坐骨神经损伤（SNI）模型中，利用电磁场评估运动功能。 |
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类器官正在改变肠道科学
评论： 实验室培养的类器官插图——用于研究疾病和测试疗法的微型三维器官模型。 图片来源：Thom Leach/Science Photo Library/Getty Images —————————————————————————— 改进后的类器官模型揭示了内分泌相关疾病的潜在治疗方法，并为胃肠疾病治疗提供了新的见解。 类器官是三维实验室培养的微型器官，用于测试基础生物学理论，帮助科学家寻找新的药物靶点，甚至可以试验特定患者对特定药物的反应。尽管类器官具有巨大的潜力，但是类器官模型仍需要进一步完善。美国辛辛那提儿童医院干细胞和类器官医学中心的发育生物学家兼首席科学官James Wells讨论了内分泌细胞在健康和疾病中的重要性，以及其实验室在改善类器官功能方面的最新进展。 |
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评论： 实验室培养的类器官插图——用于研究疾病和测试疗法的微型三维器官模型。 图片来源：Thom Leach/Science Photo Library/Getty Images —————————————————————————— 改进后的类器官模型揭示了内分泌相关疾病的潜在治疗方法，并为胃肠疾病治疗提供了新的见解。 类器官是三维实验室培养的微型器官，用于测试基础生物学理论，帮助科学家寻找新的药物靶点，甚至可以试验特定患者对特定药物的反应。尽管类器官具有巨大的潜力，但是类器官模型仍需要进一步完善。美国辛辛那提儿童医院干细胞和类器官医学中心的发育生物学家兼首席科学官James Wells讨论了内分泌细胞在健康和疾病中的重要性，以及其实验室在改善类器官功能方面的最新进展。 |
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肠道微生物中寄生着“极其怪异”的RNA片段
评论：生活在人类口腔中的血链球菌（Streptococcussanguinis），是一组新被发现RNA的实体宿主。 被称为“方尖碑”（Obelisks）的杆状结构远小于病毒，但仍能向细胞传递指令。 人类微生物组刚刚到达了一个新的维度，科学家们发现了比病毒还要小的微小RNA片段，它们定植于人类肠道和口腔内的细菌中。这些微小的遗传物质碎片不足以被视为标准的生命形式，它们是已知的可以被细胞读取的最小信息传递元素之一。对科学界而言它们编码的是全新序列。 未参与这项研究的北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）的细胞和发育生物学家Mark Peifer表示，这真是太奇特了。他表示，这项研究重新点燃了科学发现为其所带来的乐趣，因为这个世界充满了新事物。一旦开始寻找，就会有所发现。 该研究于2024年1月21日发布于bioRxiv预印本服务器上，尚未经过同行评审。 |
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评论：生活在人类口腔中的血链球菌（Streptococcussanguinis），是一组新被发现RNA的实体宿主。 被称为“方尖碑”（Obelisks）的杆状结构远小于病毒，但仍能向细胞传递指令。 人类微生物组刚刚到达了一个新的维度，科学家们发现了比病毒还要小的微小RNA片段，它们定植于人类肠道和口腔内的细菌中。这些微小的遗传物质碎片不足以被视为标准的生命形式，它们是已知的可以被细胞读取的最小信息传递元素之一。对科学界而言它们编码的是全新序列。 未参与这项研究的北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）的细胞和发育生物学家Mark Peifer表示，这真是太奇特了。他表示，这项研究重新点燃了科学发现为其所带来的乐趣，因为这个世界充满了新事物。一旦开始寻找，就会有所发现。 该研究于2024年1月21日发布于bioRxiv预印本服务器上，尚未经过同行评审。 |
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肠道微生物中寄生着“极其怪异”的RNA片段
评论：生活在人类口腔中的血链球菌（Streptococcussanguinis），是一组新被发现RNA的实体宿主。 被称为“方尖碑”（Obelisks）的杆状结构远小于病毒，但仍能向细胞传递指令。 人类微生物组刚刚到达了一个新的维度，科学家们发现了比病毒还要小的微小RNA片段，它们定植于人类肠道和口腔内的细菌中。这些微小的遗传物质碎片不足以被视为标准的生命形式，它们是已知的可以被细胞读取的最小信息传递元素之一。对科学界而言它们编码的是全新序列。 未参与这项研究的北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）的细胞和发育生物学家Mark Peifer表示，这真是太奇特了。他表示，这项研究重新点燃了科学发现为其所带来的乐趣，因为这个世界充满了新事物。一旦开始寻找，就会有所发现。 该研究于2024年1月21日发布于bioRxiv预印本服务器上，尚未经过同行评审。 |
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分类：#生物奥秘 #Week222025
评论：生活在人类口腔中的血链球菌（Streptococcussanguinis），是一组新被发现RNA的实体宿主。 被称为“方尖碑”（Obelisks）的杆状结构远小于病毒，但仍能向细胞传递指令。 人类微生物组刚刚到达了一个新的维度，科学家们发现了比病毒还要小的微小RNA片段，它们定植于人类肠道和口腔内的细菌中。这些微小的遗传物质碎片不足以被视为标准的生命形式，它们是已知的可以被细胞读取的最小信息传递元素之一。对科学界而言它们编码的是全新序列。 未参与这项研究的北卡罗来纳大学教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill）的细胞和发育生物学家Mark Peifer表示，这真是太奇特了。他表示，这项研究重新点燃了科学发现为其所带来的乐趣，因为这个世界充满了新事物。一旦开始寻找，就会有所发现。 该研究于2024年1月21日发布于bioRxiv预印本服务器上，尚未经过同行评审。 |
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类器官正在改变肠道科学
评论： 实验室培养的类器官插图——用于研究疾病和测试疗法的微型三维器官模型。 图片来源：Thom Leach/Science Photo Library/Getty Images —————————————————————————— 改进后的类器官模型揭示了内分泌相关疾病的潜在治疗方法，并为胃肠疾病治疗提供了新的见解。 类器官是三维实验室培养的微型器官，用于测试基础生物学理论，帮助科学家寻找新的药物靶点，甚至可以试验特定患者对特定药物的反应。尽管类器官具有巨大的潜力，但是类器官模型仍需要进一步完善。美国辛辛那提儿童医院干细胞和类器官医学中心的发育生物学家兼首席科学官James Wells讨论了内分泌细胞在健康和疾病中的重要性，以及其实验室在改善类器官功能方面的最新进展。 |
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分类：#生物奥秘 #Week212025
评论： 实验室培养的类器官插图——用于研究疾病和测试疗法的微型三维器官模型。 图片来源：Thom Leach/Science Photo Library/Getty Images —————————————————————————— 改进后的类器官模型揭示了内分泌相关疾病的潜在治疗方法，并为胃肠疾病治疗提供了新的见解。 类器官是三维实验室培养的微型器官，用于测试基础生物学理论，帮助科学家寻找新的药物靶点，甚至可以试验特定患者对特定药物的反应。尽管类器官具有巨大的潜力，但是类器官模型仍需要进一步完善。美国辛辛那提儿童医院干细胞和类器官医学中心的发育生物学家兼首席科学官James Wells讨论了内分泌细胞在健康和疾病中的重要性，以及其实验室在改善类器官功能方面的最新进展。 |
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为什么重写基因组如此困难？
评论： 合成生物学家可以重新设计整个基因组，但生物系统的复杂性仍在不断给他们带来惊喜。 当Patrick Yizhi Cai回顾合成基因组学的现状时，他不禁想起了“大DNA竞赛” （Big DNA Contest）。这项竞赛于2004年启动，旨在挑战合成生物学家设计一段新颖且功能完整的、长度达到40,000碱基对的DNA序列，竞赛赞助商美国DNA合成公司Blue Heron Biotech（现为Eurofins Genomics Blue Heron）承诺为获胜者免费制造这一序列。 这可不是一个小奖：当时，制造这片相对较小的DNA——不到大肠杆菌基因组长度的1%——将花费大约25万美元。该公司的目标是激发当时刚刚起步的合成生物学领域。但没想到的是，当时这个竞赛居然没有收到任何申请。英国曼彻斯特大学（University of Manchester）的合成生物学家Cai指出，即使你可以免费制造合成DNA，20年前也没有人真的有足够的想象力去设计它。 如今，基因组学和计算生物学的稳步进展——更不用说DNA合成和组装的突破——已经产生了多个令人瞩目的成果，展示了雄心勃勃的基因组编写工作可以取得的成就。位于加利福尼亚州拉霍亚的J. Craig Venter研究所（J. Craig Venter Institute, JCVI）开发的合成细菌菌株JCVI-syn3A便是其中之一。它是支原体的精简版本，尽管去除了数百个非必需基因，仍然能够生存和复制。与此同时，多个团队正在设计大肠杆菌菌株，通过改变遗传密码使其能够生产含有自然界中通常不存在的20种氨基酸之外的蛋白质。去年，跨国合成酵母基因组项目（Synthetic Yeast Genome Project, Sc2.0）完成了对真核生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）所有染色体的深度工程改造，总计约1200万碱基对。 参与George Church实验室大肠杆菌重写工作的合成基因组学研究员Akos Nyerges表示，这些努力是非常宝贵的学习经验。你可以模拟和测试原本需要数十亿年才能进化——或者根本不会进化——的进化步骤。这些成就也揭示了一个令人深思的事实：我们对基因组的基本语言仍然知之甚少。迄今为止，每个基因组重写项目都面临着重大且意想不到的挑战，定制基因组的时代仍然遥不可及。当涉及到深度修改的基因组时，Nyerges坦言：“我们低估了生物学的复杂性。” |
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评论： 合成生物学家可以重新设计整个基因组，但生物系统的复杂性仍在不断给他们带来惊喜。 当Patrick Yizhi Cai回顾合成基因组学的现状时，他不禁想起了“大DNA竞赛” （Big DNA Contest）。这项竞赛于2004年启动，旨在挑战合成生物学家设计一段新颖且功能完整的、长度达到40,000碱基对的DNA序列，竞赛赞助商美国DNA合成公司Blue Heron Biotech（现为Eurofins Genomics Blue Heron）承诺为获胜者免费制造这一序列。 这可不是一个小奖：当时，制造这片相对较小的DNA——不到大肠杆菌基因组长度的1%——将花费大约25万美元。该公司的目标是激发当时刚刚起步的合成生物学领域。但没想到的是，当时这个竞赛居然没有收到任何申请。英国曼彻斯特大学（University of Manchester）的合成生物学家Cai指出，即使你可以免费制造合成DNA，20年前也没有人真的有足够的想象力去设计它。 如今，基因组学和计算生物学的稳步进展——更不用说DNA合成和组装的突破——已经产生了多个令人瞩目的成果，展示了雄心勃勃的基因组编写工作可以取得的成就。位于加利福尼亚州拉霍亚的J. Craig Venter研究所（J. Craig Venter Institute, JCVI）开发的合成细菌菌株JCVI-syn3A便是其中之一。它是支原体的精简版本，尽管去除了数百个非必需基因，仍然能够生存和复制。与此同时，多个团队正在设计大肠杆菌菌株，通过改变遗传密码使其能够生产含有自然界中通常不存在的20种氨基酸之外的蛋白质。去年，跨国合成酵母基因组项目（Synthetic Yeast Genome Project, Sc2.0）完成了对真核生物酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）所有染色体的深度工程改造，总计约1200万碱基对。 参与George Church实验室大肠杆菌重写工作的合成基因组学研究员Akos Nyerges表示，这些努力是非常宝贵的学习经验。你可以模拟和测试原本需要数十亿年才能进化——或者根本不会进化——的进化步骤。这些成就也揭示了一个令人深思的事实：我们对基因组的基本语言仍然知之甚少。迄今为止，每个基因组重写项目都面临着重大且意想不到的挑战，定制基因组的时代仍然遥不可及。当涉及到深度修改的基因组时，Nyerges坦言：“我们低估了生物学的复杂性。” |
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强直性脊椎炎 Ankylosing spondylitis
评论：专题 强直性脊椎炎 前言 强直性脊柱炎（Ankylosing spondylitis, AS）是一种慢性炎症性疾病，主要影响脊柱关节和韧带、骶髂关节，并常常累及周围关节，如肩关节、髋关节和膝关节。有时，患者的其它器官系统也会出现症状，例如眼部。 一、强直性脊柱炎：不止是脊柱关节炎 1. 症状因人而异 2. 常见的症状 3. 罕见的症状 4. 并发症 5. 何时去看医生 6. 常见问题 二、强直性脊柱炎究竟为自身免疫性疾病还是自身炎症性疾病？ 1. AS的遗传学 2. 局部组织因素 3. AS中的先天免疫 … |
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评论：专题 强直性脊椎炎 前言 强直性脊柱炎（Ankylosing spondylitis, AS）是一种慢性炎症性疾病，主要影响脊柱关节和韧带、骶髂关节，并常常累及周围关节，如肩关节、髋关节和膝关节。有时，患者的其它器官系统也会出现症状，例如眼部。 一、强直性脊柱炎：不止是脊柱关节炎 1. 症状因人而异 2. 常见的症状 3. 罕见的症状 4. 并发症 5. 何时去看医生 6. 常见问题 二、强直性脊柱炎究竟为自身免疫性疾病还是自身炎症性疾病？ 1. AS的遗传学 2. 局部组织因素 3. AS中的先天免疫 … |
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分类：#生物奥秘 #Week212025
探索最佳阴道微生物组的奥秘
评论：肠道菌群的高多样性是健康的信号，但阴道微生物组应为低多样性，主要由乳酸杆菌这一种菌属主导。 阴道内的微生态系统对维持阴道健康至关重要。科学家们通过研究这些微生物间的相互作用，揭示了令人意想不到的生物学机制。 若问微生物生态学家Jacques Ravel为何对阴道微生物组产生兴趣，答案可能令人意外：“酸性矿井排水”。20年前，Ravel被元基因组测序技术的潜力吸引，希望借此解析人体微生物组。但他认为当时的工具尚不足以应对肠道微生物组的复杂性，而这一领域正是他研究的重点。 之后，Ravel了解到一项关于酸性矿井废水中微生物群落的研究。这个简单的生态系统只有5种微生物，科学家却能完整解析整个群落。他转而寻找人体中类似的简单生态系统，最终锁定了阴道微生物组。 科学家早已知晓阴道内存在少量微生物物种。1892年，首篇关于乳酸杆菌（Lactobacillus）主导阴道生态的报告发表；自20世纪70年代以来，正确的微生物平衡与阴道健康相关理念逐渐形成。密歇根大学医学院（University of Michigan Medical School）人乳头瘤病毒（Human papilloma virus, HPV）疾病的国际专家Diane Harper指出，在此后数十年，人们并未量化或明确这些微生物的具体种类、功能机制，以及它们如何影响感染过程。 |
原文链接：生物奥秘
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评论：肠道菌群的高多样性是健康的信号，但阴道微生物组应为低多样性，主要由乳酸杆菌这一种菌属主导。 阴道内的微生态系统对维持阴道健康至关重要。科学家们通过研究这些微生物间的相互作用，揭示了令人意想不到的生物学机制。 若问微生物生态学家Jacques Ravel为何对阴道微生物组产生兴趣，答案可能令人意外：“酸性矿井排水”。20年前，Ravel被元基因组测序技术的潜力吸引，希望借此解析人体微生物组。但他认为当时的工具尚不足以应对肠道微生物组的复杂性，而这一领域正是他研究的重点。 之后，Ravel了解到一项关于酸性矿井废水中微生物群落的研究。这个简单的生态系统只有5种微生物，科学家却能完整解析整个群落。他转而寻找人体中类似的简单生态系统，最终锁定了阴道微生物组。 科学家早已知晓阴道内存在少量微生物物种。1892年，首篇关于乳酸杆菌（Lactobacillus）主导阴道生态的报告发表；自20世纪70年代以来，正确的微生物平衡与阴道健康相关理念逐渐形成。密歇根大学医学院（University of Michigan Medical School）人乳头瘤病毒（Human papilloma virus, HPV）疾病的国际专家Diane Harper指出，在此后数十年，人们并未量化或明确这些微生物的具体种类、功能机制，以及它们如何影响感染过程。 |
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RNA研究的黄金时代：从基础机制到临床转化
评论：许多治疗方法都采用了人工设计的反义分子（可与RNA结合并阻止其转录）。 图片来源：BSIP/Getty ImagesRNA 学术和生物制药研究人员对曾经被低估的核酸制定了宏伟的计划。 1. RNA研究的学术价值与历史背景 20世纪60年代后期，在加利福尼亚州拉霍亚的索尔克研究所工作的生物学家Francis Crick和化学家Leslie Orgel认为，在DNA或蛋白质存在之前，RNA就可能已经兼具遗传信息存储与催化反应功能。这一理论虽未完全证实，但已成为重要研究方向。近年来RNA研究飞速发展，相关成果连续斩获2023和2024年诺贝尔生理学或医学奖，标志其进入了“黄金时代”。 |
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评论：许多治疗方法都采用了人工设计的反义分子（可与RNA结合并阻止其转录）。 图片来源：BSIP/Getty ImagesRNA 学术和生物制药研究人员对曾经被低估的核酸制定了宏伟的计划。 1. RNA研究的学术价值与历史背景 20世纪60年代后期，在加利福尼亚州拉霍亚的索尔克研究所工作的生物学家Francis Crick和化学家Leslie Orgel认为，在DNA或蛋白质存在之前，RNA就可能已经兼具遗传信息存储与催化反应功能。这一理论虽未完全证实，但已成为重要研究方向。近年来RNA研究飞速发展，相关成果连续斩获2023和2024年诺贝尔生理学或医学奖，标志其进入了“黄金时代”。 |
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为什么RNA结构如此难以预测？
评论： 虽然AlphaFold高度精确的结构模型改变了蛋白质生物学，但RNA预测仍然比较落后。 在2020年11月的一次虚拟会议上，两年一次的蛋白质结构预测挑战赛（Critical Assessment of Protein Structure Prediction，CASP ）的获胜者是AlphaFold。它是由Google DeepMind开发的一种蛋白质结构预测工具，凭借其原子级别的准确性破解了数十种蛋白质结构，取得了巨大成功。这一成就推动了蛋白质结构预测领域的发展，并引发了人们对RNA结构预测的关注。 |
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RNA的神秘领域——环形RNA
评论： RNA在细胞内可以采用多种结构。 环形RNA（circRNA）热门、神秘又迷人，但对circRNA的研究需要小心、小心，再小心。 在过去的几十年中，RNA在生物领域的角色经历了翻天覆地的变化，从一个简单的DNA与蛋白质之间的传递者，转变为一个具有多重功能的迷人分子，其功能远远不止遗传信息的简单转录。许多RNA像分子折纸一样折叠起来，但它们最令人困惑的结构之一是环形：一种不寻常的RNA剪接过程将RNA链折叠回自身，形成一个环。circRNA曾经被认为是剪接出错的副产品，现在已知在生物体中广泛存在。它们在包括癌症、心血管疾病和阿尔茨海默病在内的多种疾病中都扮演重要角色，并作为潜在的治疗药物和生物标志物，展现出令人振奋的前景。 尽管如此，科学家们仍在探索这些分子的具体作用。一些早期研究提示，circRNA能够吸收小型非编码RNA，即microRNA，阻止它们与信使RNA结合，从而抑制蛋白质的合成。而其它circRNA可能与多种蛋白质或RNA聚合酶相互作用，调控转录和蛋白质表达，甚至可能被翻译成蛋白质（图. circRNA的潜在功能）。 |
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线粒体转移：细胞的“能源共享”及其对健康的影响
评论： 线粒体，细胞内的“能源工厂”，正在挑战其传统的细胞器形象。最新研究表明，线粒体可能是一种“多细胞细胞器”，能够在细胞之间转移。这种现象被称为“线粒体转移”，已在多种生物中观察到，但其具体机制和对人类健康的影响仍有待研究。 1. 线粒体转移的发现与现象 1.1 动态的线粒体：线粒体并非静态的细胞器，而是可以在细胞之间移动的“专家旅行者”。这种转移现象在酵母、软体动物、啮齿动物等多种生物中被观察到。 1.2 转移的多种途径：线粒体可以通过隧道式纳米管、细胞外囊泡或直接在血液中漂浮等方式在细胞之间移动。 1.3 潜在功能：线粒体转移可能在细胞损伤修复、免疫系统激活、伤口愈合等方面发挥作用。例如，在中风小鼠模型中，星形胶质细胞向受损神经元转移线粒体，帮助其恢复代谢功能。 |
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