检索结果-内蒙古大学图书馆

科学通报 2024年第30期69卷 4327-4330页

作者：欧光朔清华大学生命科学学院清华大学-北京大学生命科学联合中心

本文介绍了清华大学生命科学学院举办的人工进化暑期学校和冬令营项目.项目通过融合创新教育和科学实践,引导学生开展原创性实验,解决尚未解答的科学问题,培养他们的创新能力和探索精神.文章强调了科教融合、理论与实践结合的重要性,并... 详细信息

本文介绍了清华大学生命科学学院举办的人工进化暑期学校和冬令营项目.项目通过融合创新教育和科学实践,引导学生开展原创性实验,解决尚未解答的科学问题,培养他们的创新能力和探索精神.文章强调了科教融合、理论与实践结合的重要性,并探讨了人工进化与人工智能在生物医药研究中的应用前景,以及创新人才早期培养模式的可推广性.

关键词： innovative talent educational reform genetics genomics artificial evolution

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真核细胞DNA复制的多层级调控

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生物化学与生物物理进展 2024年第10期51卷 2717-2729页

作者：张丁峥嵘刘阳刘栩豪胡家志北京大学生命科学学院北大-清华生命科学联合中心北京100871

DNA复制是生命体最基础的代谢过程。在人细胞中,数千个DNA复制源在染色质环境下被同时激活,共同起始DNA复制过程并完成基因组的拷贝。复制过程有组织地进行,既受到染色质环境的约束和调控,又需协调与其他DNA代谢事件的关系,以保证基因组... 详细信息

DNA复制是生命体最基础的代谢过程。在人细胞中,数千个DNA复制源在染色质环境下被同时激活,共同起始DNA复制过程并完成基因组的拷贝。复制过程有组织地进行,既受到染色质环境的约束和调控,又需协调与其他DNA代谢事件的关系,以保证基因组DNA和表观遗传信息准确且稳定地继承。随着研究技术的发展和研究数据的积累,系统性、整体性地研究真核细胞,尤其是哺乳动物细胞,在复杂染色质环境下的DNA复制是未来的研究趋势。本文将从多个角度总结真核DNA复制在染色质环境中的多层级调控模式,期望为今后的研究带来启示。

关键词： DNA复制染色质环境多层级调控

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嗜盐菌合成生物学为基础的新型生物制造:生物制造2.0

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科学通报 2024年第30期69卷 4447-4460页

作者：李韶威何宏韬吴琼陈国强清华大学生命科学学院北京100084 清华大学合成与系统生物学中心北京100084 清华大学-北京大学生命科学联合中心北京100084 清华大学化工系教育部工业生物催化重点实验室北京100084

生物制造是利用生物体机能进行物质加工与合成的绿色生产方式.目前,传统的生物制造以模式微生物为主,具有发酵技术成熟,分子改造技术成熟,但易染菌、能耗高、产率低、过程控制复杂等特点,其生产化工产品的竞争力不如化学工业.为突破传... 详细信息

生物制造是利用生物体机能进行物质加工与合成的绿色生产方式.目前,传统的生物制造以模式微生物为主,具有发酵技术成熟,分子改造技术成熟,但易染菌、能耗高、产率低、过程控制复杂等特点,其生产化工产品的竞争力不如化学工业.为突破传统生物制造的瓶颈,嗜盐菌等极端微生物近10年快速发展成为底盘细胞,成为开放无灭菌以及可以连续发酵的“下一代工业生物技术”(next generation industrial biotechnology,NGIB).嗜盐微生物是在高渗透压环境中具备正常生长能力的极端微生物,近年来,嗜盐菌的分子生物学工具种类不断增加,使得其改造和工程化发展迅速,已经完成了多种聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)和小分子化合物的生物合成,包括形态学工程改造带来的下游产物回收的便利.基于嗜盐菌底盘细胞的“下一代工业生物技术”具有基因可编辑性、节能节水、无需灭菌、可连续发酵、设备和操作简单以及一个底盘,多种产物等优点,合成生物学武装的嗜盐菌打开了新型生物制造的一扇新窗口,必将引起生物制造的一场新的变革,我们将其命名为“生物制造2.0”.

关键词：嗜盐菌下一代工业生物技术合成生物学聚羟基脂肪酸酯聚羟基丁酸酯生物制造2.0

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群体感应激活促进抗疟蚊虫共生菌的定植

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科学通报 2023年第33期68卷 4439-4441页

作者：李具臻张礼铭朱毅斌程功清华大学-北京大学生命科学联合中心清华大学医学院北京100084

疟疾是一种由疟原虫感染引发的蚊媒寄生虫传染病,给人类健康和公共卫生造成巨大威胁,媒介按蚊是疟疾传播的主要媒介[1,2].疟原虫在按蚊吸食疟疾患者血液时进入蚊子肠道,绝大多数疟原虫会在蚊虫中肠肠腔内被杀灭,因此,中肠是疟原虫在蚊... 详细信息

疟疾是一种由疟原虫感染引发的蚊媒寄生虫传染病,给人类健康和公共卫生造成巨大威胁,媒介按蚊是疟疾传播的主要媒介[1,2].疟原虫在按蚊吸食疟疾患者血液时进入蚊子肠道,绝大多数疟原虫会在蚊虫中肠肠腔内被杀灭,因此,中肠是疟原虫在蚊虫体内发育和感染的主要屏障[3].近年来,许多研究表明,肠道共生微生物在拮抗病原体感染和维持蚊虫肠道稳态过程中发挥着重要作用,是蚊虫中肠屏障的重要生物因子[4~7].

关键词：疟原虫感染疟疾患者疟疾传播肠屏障病原体感染群体感应公共卫生蚊媒

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开启生命程序:合子基因组如何启动?

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科学通报 2024年第30期69卷 4373-4390页

作者：徐子寒孔凤颉伟清华大学生命科学学院生物信息学教育部重点实验室干细胞与再生医学研究中心北京100084 清华大学-北京大学生命科学中心北京100084

合子基因组激活(zygotic genome activation,ZGA)是卵子受精后的第一个转录事件,标志着胚胎基因表达程序的启动.ZGA缺陷严重影响胚胎发育,甚至导致胚胎死亡.随着微量细胞测序技术和单细胞分析技术的快速发展,人们对ZGA的理解在近年来取... 详细信息

合子基因组激活(zygotic genome activation,ZGA)是卵子受精后的第一个转录事件,标志着胚胎基因表达程序的启动.ZGA缺陷严重影响胚胎发育,甚至导致胚胎死亡.随着微量细胞测序技术和单细胞分析技术的快速发展,人们对ZGA的理解在近年来取得了长足进步.相关研究揭示了ZGA期间表观基因组、转录组、蛋白质组和代谢组的景观、重编程过程和相关机制.此外,ZGA的正常启动依赖多方面因素的协同调控.表观遗传重编程为ZGA及后续转录过程建立适宜的染色质环境,ZGA也影响表观遗传的重编程.ZGA也广泛受到RNA水平的调控,关键转录因子通过选择性激活基因表达驱动ZGA发生.本综述阐述了不同物种ZGA相关表观遗传重编程事件,ZGA相关RNA调控因子、核心ZGA转录因子的作用机制,以及ZGA期间转录组、蛋白质组、代谢组等多维度重编程景观.最后,我们针对ZGA过程中尚未解决的科学问题进行了深入探讨.

关键词：合子基因组激活(ZGA) 表观遗传转录因子胚胎发育

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焦虑和抑郁障碍的性别差异神经机制

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科学通报 2024年第30期69卷 4470-4485页

作者：韦理强李坤清华大学生命科学学院清华大学IDG/麦戈文脑研究院清华-北大生命联合中心北京100084

焦虑障碍和抑郁障碍具有显著的性别差异,女性患病率明显高于男性.本文综述了关于其性别差异性神经机制的研究进展.基于人群的脑功能成像和组织学研究表明,杏仁核、前额叶皮层和岛叶皮层等与情绪加工和调节相关的脑区在两性中存在显著差... 详细信息

焦虑障碍和抑郁障碍具有显著的性别差异,女性患病率明显高于男性.本文综述了关于其性别差异性神经机制的研究进展.基于人群的脑功能成像和组织学研究表明,杏仁核、前额叶皮层和岛叶皮层等与情绪加工和调节相关的脑区在两性中存在显著差异.临床用药研究发现针对5-羟色胺系统的抗抑郁药可能与两性疗效差异相关.在动物模型研究方面,雌性焦虑和抑郁疾病模型的建立,包括母婴分离、改良的慢性社交挫败应激等,为探究性别差异的神经机制提供了有力工具.遗传和表观遗传分析进一步揭示了两性在基因表达调控和信号通路等方面的差异.此外,性激素和神经肽对两性神经环路的不同调控方式在焦虑和抑郁障碍的性别差异中也扮演着重要角色.未来结合分子、细胞、环路和行为等不同层面的研究,将有助于深入阐明焦虑和抑郁障碍性别差异的发病机制,并据此开发性别特异性的诊断和治疗策略.

关键词：性别差异焦虑症抑郁症情感障碍

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突触可塑性及其生理功能

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科学通报 2024年第30期69卷 4461-4469页

作者：赵昕宇清华大学生命科学学院北京100084 清华大学IDG/麦戈文脑科学研究院北京100084 清华-北大生命科学联合中心北京100084

突触可塑性指依赖神经活动的对突触强度的调整.突触可塑性是学习记忆的重要神经生物学基础.对突触可塑性的理论与实验研究已经进行半个多世纪,但是对突触可塑性如何参与大脑的学习过程仍不清楚.本文总结了历史上对突触可塑性的研究,讨... 详细信息

突触可塑性指依赖神经活动的对突触强度的调整.突触可塑性是学习记忆的重要神经生物学基础.对突触可塑性的理论与实验研究已经进行半个多世纪,但是对突触可塑性如何参与大脑的学习过程仍不清楚.本文总结了历史上对突触可塑性的研究,讨论了有监督信号和无监督信号两种类型的突触可塑性的不同功能.赫布可塑性和脉冲时序依赖的可塑性(spike timing-dependent plasticity,STDP)是最主要的无监督信号的突出可塑性.有监督信号的突触可塑性种类繁多.传统的研究主要侧重在神经调质对可塑性的作用,但最近关于行为时间尺度突触可塑性(behavioral time-scale synaptic plasticity,BTSP)的研究解释了谷氨酸能神经信号也可能起到监督信号的作用.本文着重介绍了近期体内突触可塑性研究的新发现和相关技术进展.最后,本文提出未来对突触可塑性生理功能的研究将得益于成像技术以及计算模型的发展.

关键词：突触可塑性学习记忆神经网络海马

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生物大分子相分离领域的研究进展回顾与展望

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科学通报 2024年第30期69卷 4486-4499页

作者：何世明王实吝易清华大学生命科学学院清华-北大生命科学联合中心清华大学IDG/麦戈文脑研究所清华大学膜生物学国家重点实验室北京100084

蛋白质和核酸等生物大分子通过相分离在细胞特定区域富集,形成无生物膜包被的生物分子凝聚体,也称无膜细胞器,为细胞实现了精细区室化.生物大分子相分离由分子间复杂而又特异的多价相互作用驱动,所形成的无膜细胞器具有独特的物理特性,... 详细信息

蛋白质和核酸等生物大分子通过相分离在细胞特定区域富集,形成无生物膜包被的生物分子凝聚体,也称无膜细胞器,为细胞实现了精细区室化.生物大分子相分离由分子间复杂而又特异的多价相互作用驱动,所形成的无膜细胞器具有独特的物理特性,如流动性、融合与分裂能力、表面张力等.将相分离理论引入生物学研究,为深入理解生命活动的分子机制提供了新颖的视角.近年来的研究揭示了生物大分子相分离在众多基本生物过程中的作用,包括稳定染色质结构、调节基因表达、调控RNA加工、成熟及蛋白质翻译等.此外,相分离动态灵活的特征也使其成为细胞响应内外信号刺激,以及不同细胞类型维持特异亚细胞结构的一种重要方式.本综述回顾了从生物大分子相分离发现至今的研究进展:首先概述了无膜细胞器的早期研究历史,旨在梳理相分离理论引入前无膜细胞器的研究脉络;其次探讨了相分离的分子机制及生物分子凝聚体的理化性质,阐释了串联重复结构域和内在无序区域介导的两种相分离发生机制,并引申出其理化性质与生物功能的相关性;后续重点讨论了无膜细胞器的众多生物学功能,突出了无膜细胞器在不同细胞不同环境中功能的多样性和特异性;最后总结了相分离领域内亟需回答的问题,并展望了未来领域在成分分析、基础理论、细胞功能、疾病关系、药物开发以及新技术应用等方面的研究前景.

关键词：生物大分子相分离生物分子凝聚体多价相互作用无膜细胞器

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细菌群体感应系统在合成生物学中的应用进展

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科学通报 2024年第36期69卷 5213-5224页

作者：罗博煜刘拓宇孙智滕越军事科学院军事医学研究院北京100071 北京大学定量生物学中心北京大学-清华大学生命科学联合中心北京大学前沿学科交叉研究院北京100871

群体感应系统(quorum sensing system,QS)是一种感应细胞密度,并相应地调控基因表达的自诱导系统.细菌利用群体感应系统实现细胞间通讯,响应邻近群落的种群密度和物种间与物种内组成的变化,调控菌体的生理特性,对细菌群体的稳定性具有... 详细信息

群体感应系统(quorum sensing system,QS)是一种感应细胞密度,并相应地调控基因表达的自诱导系统.细菌利用群体感应系统实现细胞间通讯,响应邻近群落的种群密度和物种间与物种内组成的变化,调控菌体的生理特性,对细菌群体的稳定性具有重要作用.群体感应系统因其结构简单、机理清晰而广泛应用于合成生物学的研究.本综述概述了群体感应系统的工作原理,并基于不同自诱导因子对群体感应系统进行分类,分析了其多样性、串扰和正交性等特点,说明了群体感应系统调控蛋白与信号分子的结合机制,阐述了群体感应系统用于生物传感器,特别是肠道和皮肤菌群监测以及构建合成生物学群落等合成生物学中的应用,旨在加深对群体感应系统调控机制的理解,以期为更加全面且深入探究群体感应系统调控机制和扩大其在合成生物学中的应用范围提供帮助.

关键词：群体感应系统合成生物学细胞间通讯合成微生物群落生物传感器

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染色质重塑的功能和机理研究进展

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科学通报 2024年第30期69卷 4403-4414页

作者：袁俊杰陈柱成清华大学生命科学学院清华-北大生命科学联合中心清华大学北京生物结构前沿中心清华大学蛋白质科学教育部重点实验室北京100084

染色质重塑蛋白利用ATP的能量改变染色质中核小体的位置和组成,促进组蛋白变体交换、核小体滑动、解聚、或弹出,进而影响基因组DNA可及性.染色质重塑对DNA复制、基因转录和DNA损伤修复等生命过程至关重要.染色质重塑蛋白与一些调控蛋白... 详细信息

染色质重塑蛋白利用ATP的能量改变染色质中核小体的位置和组成,促进组蛋白变体交换、核小体滑动、解聚、或弹出,进而影响基因组DNA可及性.染色质重塑对DNA复制、基因转录和DNA损伤修复等生命过程至关重要.染色质重塑蛋白与一些调控蛋白共同组装形成复杂的分子机器,应答不同的细胞信号,广泛参与细胞分化、组织发育及免疫应答等过程.染色质重塑复合物的功能失调与肿瘤、发育缺陷、神经退行性疾病等众多重大疾病的发生发展密切相关.近年来,有关染色质重塑的机理和作用研究突飞猛进.文章综述了SWI/SNF、ISWI、INO80和CHD四个染色质重塑家族蛋白质复合物的组成和功能特点,阐释了“DNA波”模型这一普适的染色质重塑机制,并总结了染色质重塑活性的多重调控的研究进展,进一步讨论了染色质重塑蛋白对启动子区核小体的调控机理.这些研究对于理解基因表达调控,以及相关疾病的发生发展具有重要意义.

关键词：染色质核小体染色质重塑 DNA波转录调控肿瘤

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