花粉粒的数量在物种内和物种间存在差异。然而,与雄蕊细胞分化方面的研究相比,人们对这一数量性状的分子基础知之甚少。最近,通过拟南芥的全基因组关联研究,分离出了第一个负责花粉数量变异的基因 REDUCED POLLEN NUMBER1 (RDP1),并表现出自然选择的特征。该基因编码酵母 Mrt4 (mRNA 转换 4) 的同源物,它是大核糖体亚基的组装因子。然而,没有进一步的数据将核糖体功能与花粉发育联系起来。在这里,我们使用标准 A. thaliana 登录号 Col-0 表征了 RDP1 基因。由 CRISPR/Cas9 产生的移码突变体 rdp1-3 揭示了 RDP1 在开花中的多效性作用,从而表明该基因是花粉发育以外的多种过程所必需的。我们发现,天然的 Col-0 等位基因导致 Bor-4 等位基因的花粉数量减少,这是通过定量互补测试评估的,该测试比转基因实验更敏感。结合通过序列比对确定的 Col-0 中的历史重组事件,这些结果表明 RDP1 的编码序列是导致自然表型变异的候选区域。为了阐明 RDP1 参与的生物学过程,我们进行了转录组分析。我们发现负责核糖体大亚基组装/生物合成的基因在差异调控基因中富集,这支持了 rdp1-3 突变体中核糖体生物合成受到干扰的假设。在花粉发育基因中,编码碱性螺旋-环-螺旋 (bHLH) 转录因子的三个关键基因(ABORTED MICROSPORES ( AMS )、bHLH010 和 bHLH089 )以及 AMS 的直接下游基因在 rdp1-3 突变体中下调。总之,我们的结果表明核糖体通过 RDP1 在花粉发育中发挥特殊功能,RDP1 含有受选择的天然变体。
环状RNA(circRNA)是一种新型的内源性非编码RNA(ncRNA),与microRNA(miRNA)一样,是一个迅速兴起的RNA研究课题。与传统的线性RNA(具有5'和3'端)不同,circRNA具有不受RNA外切酶影响的闭环结构。因此,circRNA具有持续表达并且对降解不太敏感。由于circRNA具有许多miRNA结合位点,因此消除其对靶基因的抑制作用可以大大增强其表达。circRNA通过特定的circRNA-miRNA相互作用在疾病的发生和进展中发挥重要调控作用。我们在本综述中总结了目前在阐明circRNA机制和生物合成方面的进展。特别是,circRNA主要可以作为miRNA海绵发挥作用,调节宿主基因表达和蛋白质运输。最后,我们讨论了基于circRNA的疗法的应用前景和重大挑战。
Cavin蛋白对于小屋的生物发生和功能至关重要。在这里,我们通过分析两个脊椎动物系统,小鼠和斑马鱼来确定肌肉特异性成分Cavin4的作用。在这两个模型中,cavin4局部定位于t管,而cavin4的丢失导致了异常的t-小管成熟。在具有重复的cavin4旁系同源物的斑马鱼中,cavin4b被证明可以直接与t-pubule - 相关的棒域蛋白Bin1相互作用。cavin4a和cavin4b的丧失导致互连的小口腔在T管中的异常积累,富含Caveolin-3的碎片T型细胞网络以及机械刺激后的Ca 2+响应受损。,我们提出了Cavin4在发育早期重塑T纤维膜中的作用,这是通过将洞穴成分从t-管回收到肌膜的作用。这将产生一个缺乏Caveolae的稳定的T-pubule结构域,这对于T-pule函数至关重要。
线粒体在细胞功能中起关键作用,不仅充当细胞的动力,而且还调节ATP合成,活性氧(ROS)产生(ROS),细胞内Ca 2+循环和凋亡。During the past decade, extensive progress has been made in the technology to assess mitochondrial functions and accumulating evidences have shown that mitochondrial dysfunction is a key pathophysiological mechanism for many diseases including cardiovascular disorders, such as ischemic heart disease, cardiomyopathy, hypertension, atherosclerosis, and hemorrhagic shock.方法论的进步一直在加速我们对线粒体分子结构和功能,生物发生以及ROS和能量产生的理解,这促进了新的药物靶标识别和线粒体功能障碍疾病的治疗策略的开发。本综述将重点介绍当前用于线粒体研究的方法论,并讨论其优势,局限性以及线粒体功能障碍在心血管疾病中的影响。
fi g u r e 1脂质液滴:代谢,形态和组成。(a)主要代谢途径和中间代谢产物的简化方案参与LDS的生物发生和消耗。有关其他详细信息,请参见文本。fa,脂肪酸; FA-COA,酰基辅酶A; CPT1,肉碱棕榈转移酶I; CAC,柠檬酸周期; FASN,脂肪酸合酶; Oxphos,氧化磷酸化; ACC,乙酰辅酶A羧化酶; GPAT,甘油-3-磷酸酰基转移酶; AGPAT,1-酰基-SN-甘油-3-磷酸酰基转移酶; PAP,磷脂酸磷酸酶; DGAT,二甘油类酰基转移酶-1和-2; ACSL,酰基-COA合成酶; ATGL,脂肪甘油三酸酯脂肪酶; HSL,激素敏感脂肪酶; MAGL,单酰基甘油脂肪酶; NCEH,中性胆固醇酯水解酶。(b)内质网中发生的LD生物发生的示意图(ER)。酯化后,中性脂质积聚在ER双层中,形成透镜结构,该结构在ER双层内经过相位分离并成长为形成新生LD的细胞质。细胞质和ER蛋白被募集到LDS表面,促进其生长并萌芽到成熟的LDS中。附件蛋白在此过程中合作。在上面板(红色:TAG的化学结构)中说明了脂肪酸(FA)到三酰基甘油(TAG)中的酯化。(c)。用油酸处理肝HuH7细胞以诱导LD形成16小时(左图)。plin2(绿色)用特异性抗体定位,并用Lipidtox染色中性脂质。(n)表示细胞的核。箭头标记高放大倍数插图中的LD。THP-1细胞进行TEM分析(右图)。脂质液滴由它们的球形形态,相对较低的电子密度和通过单个磷脂单层界定。(d)代表LDS上主要蛋白质的简化方案。(e)该方案包含一些由病原体在宿主细胞中分泌的毒力因子操纵的LD蛋白(黑色)的例子(红色)(有关详细信息,请参见文本)。
丝氨酸/精氨酸富含剪接因子3(SRSF3)是一个重要的多功能剪接因子,在过去三十年中引起了人们的注意。SRSF3的重要性是由所有动物中令人印象深刻的保守蛋白序列和替代外显子4所证明的,这代表了一种自动调节机制,可维持其适当的细胞表达水平。最近一直发现SRSF3的新功能,尤其是其致癌功能。srsf3通过调节许多靶基因的RNA生物发生和加工的几乎所有方面,在许多靶基因的过程中起着至关重要的作用,因此在过表达或无调时会导致肿瘤发生。本综述更新并突出了SRSF3的基因,mRNA和蛋白质结构,SRSF3表达的调节机制以及SRSF3靶标的特征和结合序列,这些序列有助于SRSF3在肿瘤和人类疾病中有助于多样的分子和细胞功能。
染色体外DNA(ecDNA)是一种来源于染色体的癌症特异性环状DNA分子。与线性染色体相比,ecDNA表现出独特的结构,可以代表高染色体可及性,导致原癌基因过度活化和恶性行为。同时,ecDNA的非染色体遗传和复发性突变加剧了肿瘤的异质性和进化。最近的研究表明,ecDNA驱动肿瘤的发生和进展,并与广泛存在的癌症的不良临床结果和耐药性有关。尽管ecDNA于1965年首次被发现,但随着技术的进步,它在肿瘤发生中的关键功能正在显现出来。在这篇综述中,我们总结了目前对ecDNA在癌症中的起源、生物发生过程、发现历史、分子机制和生理功能的理解。此外,我们重点介绍了研究ecDNA的有效方法,并为ecDNA导向治疗提供了新的见解。
摘要簇的定期间隔短的短质体重复序列(CRISPR)和CRISPR相关(CAS)基因提供适应性免疫,以防止入侵古细菌和细菌中外核酸的侵袭。该系统在三个不同的阶段发挥作用:适应,生物发生和干扰。CRISPR/CAS系统目前被分类为至少五种不同类型,每种类型均具有签名蛋白,其中III型系统表现出双重DNA/RNA干扰活性。已经确定了几种III型监视复合物的结构:它们由几个不同的亚基组成,并且与I型监视复合物具有惊人的建筑相似性。在这里,我们回顾了有关CRISPR/CAS型III系统的遗传,生化和结构研究,并讨论了其在遗传操作中的应用,包括基因组工程和基因沉默。
伤口愈合是一个复杂的障碍,尤其是对于慢性伤口。间充质干细胞衍生的外泌体可能是治疗皮肤伤口愈合的有希望的无细胞的方法。外泌体可以通过衰减炎症,促进血管生成,细胞增殖,细胞外基质产生和重塑来加速伤口愈合。然而,在申请临床治疗之前,需要解决许多问题,例如伤口部位的脱靶效应和外泌体的高降解。因此,已经引入了生物工程技术,以修改具有更大稳定性和特定治疗特性的外泌体。为了延长伤口床中外泌体的局部浓度,使用生物材料来加载外泌体作为一种有希望的策略。在这篇综述中,我们总结了外泌体的生物发生和特征,外泌体在伤口愈合中的作用以及修饰效果体在伤口愈合中的治疗应用。还讨论了外泌体在伤口愈合中的挑战和前景。
最近,有报道称,一种独特的非编码 RNA(称为转移 RNA 衍生的小 RNA (tsRNA))具有多种分子功能,包括在介导免疫的细胞中。由于分子量低,tsRNA 以前很难检测,因此一直被忽视,直到现在。在这篇综述中,我们深入研究了 tsRNA 的生物发生及其多种生物学功能,从转录调控到 mRNA 翻译的调节。我们重点介绍了当前证据表明它们参与免疫反应,以及 tsRNA 如何调节免疫以影响肿瘤生长和扩散、自身免疫性疾病病理和病原体感染。我们推测 tsRNA 可能作为细胞稳态和疾病的诊断标记物,并且 tsRNA 的治疗靶向可能对一系列人类疾病有益。更好地了解 tsRNA 在哺乳动物免疫系统中的功能将使我们能够利用 tsRNA 有效地进行临床治疗以应对人类健康问题。