| 通过位点特异性光交联鉴定26S蛋白酶体的内源性底物 |
Yori Restrepo, S. |
2026-07-29 |
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26S蛋白酶体是真核细胞中受调控蛋白质周转的核心枢纽。泛素-蛋白酶体系统介导的蛋白质降解在细胞生物学的各个层面都发挥着关键作用，例如基因转录调控、翻译与蛋白质折叠的质量控制，以及跨膜蛋白质运输。尽管通过一系列成熟的工具可以便捷地测量mRNA水平和蛋白质丰度，但现有方法中仅有少数能识别经由蛋白酶体（而非作为第二条主要降解途径的溶酶体）降解的蛋白质。为此，我们尝试通过遗传密码扩展技术，将一种可光交联的非天然氨基酸引入酵母26S蛋白酶体，从而在底物通过蛋白酶体ATP酶马达时捕获细胞蛋白质底物。体外生化实验证实这些修饰后的蛋白酶体具有功能活性，这使我们能够将其导入活酵母细胞中进行体内交联，并通过质谱鉴定富集的ATP依赖性底物。这些实验揭示了高度多样化的蛋白酶体底物库，且该库在细胞暴露于内质网应激时发生显著变化。综上，我们的研究结果为探索蛋白酶体底物图谱及其在不同细胞条件与应激下的动态变化开辟了令人振奋的新途径。 |
| 本体引导的协调统一实现了公共代谢组学研究在存储库内部及跨存储库的统一发现。 |
Banerjee, S. |
2026-07-29 |
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公共代谢组学数据库包含数千项研究，但元数据结构、术语及数据库特有词汇的差异仍制约着跨数据库的可靠检索、比较与复用。本文提出HARMONY——一个基于本体的框架与网络平台，可统一Metabolomics Workbench和MetaboLights研究中研究级元数据与代谢物信息。HARMONY解析了八个生物学与分析元数据节点（包括物种、样本来源、疾病、分析技术、分离方法、离子极性、离子源和质量分析器类型），同时保留原始提交术语作为证据。第九个节点（代谢物身份）将两个数据库中的代谢物实体映射至RefMet。HARMONY采用两步工作流：多源提取可捕获单字段检索遗漏的记录，本体映射将数据库特定标签转换为共享查询术语，显著缩小了跨数据库检索差距（相较于原始匹配）。在全量语料库中，HARMONY将跨数据库可检索性从75.5%提升至89.6%，实现了数千个研究节点的检索，并重新连接了纯文本搜索无法在其自身数据库中触及的研究。约91%的Metabolomics Workbench研究和85%的MetaboLights研究至少完成了八个节点中六个的标准化。该平台（访问地址：https://omicsinharmony.in）支持本体感知搜索、元数据过滤、数据库内及跨数据库研究比较、代谢物级查询，其检索功能由机器学习编码器支撑，可将研究元数据映射为生物学与分析上下文的共享表征。HARMONY为代谢组学界提供了跨公共数据库研究发现与比较的共享可追溯搜索界面。 |
| KIN-29 SIK通过线粒体氧化还原信号调控应激诱导的睡眠 |
McIntire, P. |
2026-07-29 |
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线虫SIK3同源基因KIN-29通过线粒体活性氧信号调控应激诱导的睡眠，但该调控机制尚不明确。本研究发现，KIN-29通过线粒体活性氧信号调控细胞应激诱导的睡眠。在促睡眠的UVC照射后，野生型线虫的线粒体活性氧水平随睡眠同步升高，而失眠型kin-29突变体则无此现象。kin-29突变体表现出线粒体活性氧降低、耗氧率下降及氧化应激耐受性增强。转录组与蛋白质组分析显示，kin-29突变体中富集了参与活性氧清除的基因，如线粒体超氧化物歧化酶SOD-3。与活性氧促进睡眠的假说一致，遗传破坏线粒体SOD可增强UVC诱导的应激睡眠。利用光遗传工具SuperNova提升线粒体活性氧水平，可部分恢复kin-29突变体的应激睡眠，但对睡眠诱导ALA神经元功能缺陷的突变体无效，表明线粒体活性氧作用于kin-29下游、ALA神经元上游。线粒体活性氧作为线虫睡眠调节因子的发现，支持了代谢应激与SIKs通过保守机制促进睡眠的假说。 |
| 宏条形码重复检测频率追踪了古代海洋沉积物中鳕鱼和鲱鱼环境DNA的ddPCR拷贝数。 |
Banos Lara, E. |
2026-07-29 |
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1. 从稀有或低丰度水生物种中检测环境DNA（eDNA）仍是一项重大挑战，尤其是在DNA高度降解、浓度极低且被非目标类群DNA主导的情况下。这些挑战在沉积物古DNA（sedaDNA）研究中进一步加剧——数千年的降解过程使eDNA信号更加微弱，导致弱生物信号的检测与定量解读困难重重。2. 宏条形码技术虽常用于从eDNA中获取高通量群落数据，但其本质具有组成性特征且易受扩增偏差影响。尽管如此，宏条形码的读长丰度或PCR重复检测频率正越来越多地被用作相对DNA浓度的替代指标，但其定量解读的有效性极少通过独立测量的绝对DNA丰度进行验证。3. 我们采用微滴式数字PCR（ddPCR）技术，对来自冰岛海洋沉积物岩芯（覆盖过去三千年）的136份古eDNA提取物中的大西洋鳕（Gadus morhua）和大西洋鲱（Clupea harengus）线粒体DNA进行定量。通过比较ddPCR拷贝数估算值与宏条形码（18S）获得的相对丰度及检测频率，评估DNA时间变化趋势是否与代用指标重建的海表温度（SST）波动相吻合。4. 研究发现，ddPCR测定的鱼类sedaDNA丰度与大西洋鳕和大西洋鲱的宏条形码PCR重复比例均呈正相关。此外，大西洋鲱DNA丰度的时间变化趋势与代用指标重建的SST波动一致，证实了分子信号的生态相关性。5. 总体而言，我们的结果表明，ddPCR衍生的DNA浓度与宏条形码PCR重复检测频率在海洋沉积物低丰度鱼类sedaDNA中捕捉到一致的变化模式。两种方法间的观测一致性支持将PCR重复检测频率作为低丰度sedaDNA的半定量替代指标。 |
| 适合玫瑰茄（Hibiscus sabdariffa L.）生长发育的基质筛选 |
EFFA, B. W. E. |
2026-07-29 |
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玫瑰茄（Hibiscus sabdariffa L. var. sabdariffa）是一种在许多热带国家因其叶片和花萼而备受珍视的植物。因此，玫瑰茄对许多社区具有重要的社会经济作用。本研究旨在评估不同基质对玫瑰茄生长和发育的影响。通过将黑土与盆栽土混合，创建了三种组合，除对照处理（黑土）外，共形成三种基质或处理。每个播种基质设置八个重复，共32个实验单元，采用完全随机设计。处理组成如下：T0（100%黑土，0%盆栽土）、T1（75%黑土，25%盆栽土）、T2（50%黑土，50%盆栽土）和T3（25%黑土，75%盆栽土）。测量的参数包括：株高、茎粗、每株叶片数、叶面积和植株地上部鲜重。结果表明，处理T0促进了玫瑰茄更好的生长和发育。关键词：玫瑰茄，生长，发育，黑土，盆栽土，处理。 |
| CRISPR/Cas12a介导的SmAPRR2和SmGLK2等位基因工程揭示了茄子果皮与果肉叶绿素着色的互补调控 |
Martinez-Lopez, M. |
2026-07-29 |
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茄子（Solanum melongena L.）果实颜色具有高度多样性，其中叶绿素相关色素沉着既影响外观品质也决定市场价值。前期遗传学研究分别将SmAPRR2和SmGLK2鉴定为控制果实均匀绿色着色和绿色网纹的主效候选基因，但二者在共同遗传背景下的独立及协同功能尚未通过靶向突变验证。本研究在茄子种质MEL3中建立了多重CRISPR/Cas12a系统，据我们所知这是该核酸酶在茄子基因组编辑中的首次应用。转化效率为2.0%，但所有15个基因分型再生植株均被编辑，获得4个SmAPRR2等位基因和6个SmGLK2等位基因。通过分离和杂交，成功获得6个携带单一或组合编辑等位基因的无转基因株系。SmGLK2功能缺失消除了网状绿色纹路，但保留了均匀绿色果皮和内部绿色环纹；而SmAPRR2功能缺失则降低了背景均匀果皮着色并消除绿色环纹，但保留了绿色网纹。双基因功能缺失突变体产生完全缺乏内部绿色色素的白色果实，而推测为亚效型的SmAPRR2和SmGLK2等位基因则产生中间表型。全基因组重测序在允许最多4个碱基错配的典型TTTV PAM搜索条件下，仅发现2个预测脱靶位点。这两个位点均被完全覆盖，且未检测到编辑株系特异性候选变异。这些发现确立了SmAPRR2和SmGLK2在果实果皮与果肉叶绿素着色中具有互补且部分可分离的功能，并展示了Cas12a在茄子功能基因组学、等位基因工程及精准育种中的应用潜力。 |
| 解码外源GABA支路中间体诱导的豌豆中心代谢重编程 |
Nayak, R. |
2026-07-29 |
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豆科植物-根瘤菌共生受宿主植物与共生类菌体之间碳分配和养分交换的制约，凸显了基于生物刺激素策略提升共生效率的必要性。研究表明，植物提供碳底物（主要是三羧酸循环中间产物）和氮同化前体以支持类菌体代谢与固氮作用。GABA支路作为保守的代谢旁路，连接着GS/GOGAT循环、三羧酸循环及更广泛的氮代谢。本研究通过向豌豆根际施加外源γ-氨基丁酸（GABA）和琥珀酸，探究其代谢表型变化。外源GABA与琥珀酸处理主要改变了植株的形态生化特性及根瘤形成：GABA补充缩短了根长并增加了气孔密度，而单独施用琥珀酸则抑制了根瘤器官发生，并导致共生体分区紊乱。这些表型变化伴随的代谢重编程始于根瘤组织：外源GABA改变了内源三羧酸循环代谢库，促进琥珀酸、延胡索酸和苹果酸等三羧酸循环中间产物的周转，同时提高蔗糖、葡萄糖、果糖等糖类及松醇、甘露醇、肌醇等多元醇水平。与此同时，植株天冬酰胺含量显著升高（增幅达3.9个对数单位），伴随茎叶蛋白质含量改变及元素氮含量提升（增加0.8-1%）。综上，这些发现揭示了GABA作为生物刺激素可调控豌豆根瘤碳氮动态并增强共生功能，而琥珀酸则影响根瘤形成过程。 |
| 苹果锈果类病毒病诱导苹果的理化及代谢变化 |
Chand, P. |
2026-07-29 |
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苹果锈果病（ASSD）由苹果锈果类病毒（ASSVd）引起，表现为果皮疤痕、开裂、斑驳及果实畸形，导致果实品质和商品性下降。尽管该病具有重要经济影响，但病害发展过程中的理化及代谢变化机制仍不明确。为填补这一认知空白，本研究对健康、轻度感染、中度感染和重度感染四个阶段的苹果果实进行了全面表征。通过RT-PCR、扩增子测序及系统发育分析确认ASSVd感染。评估了果实形态及品质指标，包括硬度、可溶性固形物（TSS）、pH值、可滴定酸（TA）及总酚含量（TPC）。ASSVd感染显著降低了果实重量和硬度，改变了TSS和TA水平，表明果实品质持续劣化。为探究潜在代谢变化，采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分别分析果皮和果肉组织，并通过1H核磁共振（1H NMR）定量主要可溶性糖。整合代谢组学分析揭示了病害进程中组织特异性的代谢重编程。主要可溶性糖在感染初期显著下降，后期呈组织依赖性恢复；而有机酸、氨基酸、酚类、脂质、多元醇及五环三萜类化合物则呈现动态阶段特异性变化。值得注意的是，羽扇豆醇逐渐积累，而熊果酸和齐墩果酸含量下降，表明宿主三萜代谢发生病害相关改变。多变量分析显示不同病害阶段代谢物谱存在显著分离。羽扇豆醇、熊果酸和绿原酸被鉴定为果皮中的候选判别代谢物，而肌醇、绿原酸和天冬氨酸则为果肉中的候选判别代谢物。综上，本研究表明ASSD诱导了协调的组织特异性理化及代谢重编程，既损害采后果实品质，又重塑防御相关代谢。该研究首次对ASSD病程进行整合代谢组学表征，并鉴定出用于病害诊断和严重程度评估的潜在代谢生物标志物。 |
| 拟南芥中与microRNA前体相互作用的RNA结合蛋白的鉴定及结合位点定位 |
Winkel, A. R. |
2026-07-29 |
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MicroRNAs（miRNAs）在调控基因表达中发挥关键作用。转录后，初级miRNA转录本（pri-miRNAs或MIRNAs）折叠成茎环结构。核酸内切酶切割从茎部释放miRNA/miRNA*双链体，随后该双链体被进一步成熟。在高等植物中，pri-miRNA发夹结构在长度和结构上差异显著。Pri-miRNA的加工受到RNA结合蛋白（RBPs）的广泛调控，其潜在机制范围持续扩展。本研究以pri-miRNA159a和pri-miRNA398b为模型，通过无偏筛选鉴定与pri-miRNA相互作用的拟南芥RBPs。与空磁珠相比，使用固定有这些pri-miRNA茎环区域体外转录本的磁珠进行pull-down实验时，核质蛋白显著富集。富集蛋白包括丝氨酸/精氨酸富集（SR）剪接因子家族的多个成员，如RS31和SR34a。突变体分析表明，选定的候选互作蛋白影响pri-miRNA和/或成熟miRNA的积累。为验证体内与pri-miRNA的相互作用，我们进行了单核苷酸分辨率交联免疫沉淀（iCLIP）。传统植物iCLIP流程仅检测到pri-miRNA上的少数交联位点（可能由于这些转录本丰度较低），而改进的植物iCLIP2方案能够鉴定众多pri-miRNA上的结合位点。RS31和SR34a结合重叠的pri-miRNA组，并接触茎环区域及茎环上下游侧翼区域。RS31和SR34结合pri-miRNA的重叠区域和特异性区域。核质蛋白的体外pull-down实验鉴定了与pri-miRNA茎环相关的RBPs，改进的植物iCLIP2方案揭示了RS31和SR34a在体内与部分pri-miRNA的结合。这些发现共同扩展了参与植物miRNA生物发生的RBPs库，并支持SR蛋白作为pri-miRNA加工候选调控因子的作用。 |
| 通过最小信号字母表的顺序脉冲引导层级细胞命运决定 |
Ji, Y. |
2026-07-29 |
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诱导信号可以指导细胞命运决定，然而细胞身份的多样性远超可用信号库的范畴。发育系统通过将简约信号的时序序列应用于层级组织的基因调控网络来解决这一矛盾，但控制稳健的序列命运导航的规则仍不明确。为此，我们模拟了序列信号如何在类似沃丁顿景观的流形中引导轨迹走向任意命运，枚举了交叉抑制与自激活模块的参数与组合逻辑，以及应用序列信号的不同方式。我们发现承诺稳定性与诱导可塑性之间存在根本性冲突，严重限制了序列命运导航。关键的是，引入非诱导间隙区间通过消散动力学泄漏而不牺牲上游稳定性，系统性地解决了这一瓶颈。最后，我们证明极化分裂周期能自主生成满足这些时序要求的信号。综上，我们的研究提供了一个最小模型，展示了通过有限信号库的序列脉冲驱动层级细胞命运决定的可行性与设计原理。 |