普林斯顿大学研究人员开发出更精确的基因编辑工具

普林斯顿大学研究人员开发出更精确的基因编辑工具虽然基于CRISPR技术的基因编辑特异性强、准确性高、用途广泛，但实现这些编辑的效率却很低。在这篇论文中，亚当森实验室描述了一种更高效的引导编辑器。图片来源：CaitlinSedwickforPrincetonUniversity一种相对较新的方法被称为"引导编辑"，它能以极高的精确度和多功能性进行基因编辑，但却有一个关键的代价：编辑装置的效率不稳定，而且往往很低。换句话说，虽然"引导编辑"可以实现高精度编辑，而且很少产生不必要的副产品，但这种方法往往无法以合理的频率进行编辑。在2024年4月18日刊登在《自然》杂志上的一篇论文中，普林斯顿大学的科学家严俊和布里特-亚当森以及几位同事描述了一种更高效的引导编辑器。作者（左起）：分子生物学助理教授、刘易斯-西格勒综合基因组研究所（Lewis-SiglerInstituteforIntegrativeGenomics）布里特妮-亚当森（BrittanyAdamson）；亚当森实验室研究生、第一作者严俊（JunYan）。图片来源：普林斯顿大学DeniseApplewhite拍摄的布里特-亚当森照片。严俊的照片由作者提供。引导编辑系统最低限度由两部分组成：CRISPR/Cas9蛋白元件的改进版和称为pegRNA的核糖核酸（RNA）分子。这些成分通过几个协调步骤共同发挥作用：首先，pegRNA与蛋白质结合，引导产生的复合物到达基因组中的理想位置。在那里，蛋白质切开DNA，利用pegRNA上编码的模板序列，将编辑内容"反向转录"到附近的基因组中。这样，引导编辑器就能将准确的序列"写入"目标DNA中。亚当森说："引导编辑是一种非常强大的基因组编辑工具，因为它能让我们更准确地控制基因组序列是如何改变的。"研究伊始，亚当森和亚当森研究小组及分子生物学系的研究生严推断，未知的细胞过程可能会帮助或阻碍素材编辑。为了确定这些过程，Yan制定了一个概念简单的计划：首先，他将设计一种细胞系，当安装了某些引导编辑时，该细胞系就会发出绿色荧光。然后，他将系统性地阻断这些细胞中正常表达的蛋白质的表达，并测量编辑诱导的荧光，以确定这些蛋白质中哪些会影响引导编辑。通过执行这一计划，研究小组确定了36种细胞决定引导编辑的因素，其中只有一种--小RNA结合蛋白La能促进编辑。Yan说："虽然促进素材编辑显然不是La蛋白的正常功能，但我们的实验表明，它能有力地促进这一过程。"众所周知，在细胞内，La能结合新生小RNA分子末端的特定序列，保护这些RNA不被降解。普林斯顿大学团队立即意识到，Yan首次实验中使用的pegRNA很可能包含这些序列，即所谓的聚尿苷束，因为它们是细胞中pegRNA表达的典型副产品，但往往被忽视。随后的实验表明，这些pegRNA无意中利用了La的末端结合活性来保护和促进引导编辑。在研究结果的激励下，研究小组希望了解将La中与聚尿苷束结合的部分与标准的质粒编辑蛋白融合能否提高质粒编辑效率。他们欣喜地发现，这种被称为PE7的蛋白质在各种条件下都能大幅提高预期的素材编辑效率，而且在使用某些素材编辑系统时，不需要的副产物出现的频率非常低。他们的研究结果很快引起了对在原代人类细胞中使用素材编辑感兴趣的同行们的注意，其中包括波士顿儿童医院和哈佛医学院的丹尼尔-鲍尔（DanielBauer）以及加州大学旧金山分校的亚历山大-马森（AlexanderMarson）。研究小组与这些实验室的科学家一起，继续证明了PE7还能提高治疗相关细胞类型的原生编辑效率，为未来的临床应用提供了更广阔的前景。鲍尔指出："这项工作是一个很好的例子，说明深入探究细胞的内部运作可以获得意想不到的见解，从而在短期内产生生物医学影响。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429713.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429713.htm

研究：水母黏液可去除水中微塑料

研究：水母黏液可去除水中微塑料研究发现，水母粘液可在水中去除65%至90%的微塑料等污染物质，为解决塑料污染增添助力。新华社报道，这项于上星期六（4月15日）发表在国际学术期刊《整体环境科学》（ScienceofTheTotalEnvironment）杂志上的研究，是由以色列布劳德工程学院研究团队领导。研究员发现，从一些水母中提取的黏液可在水中“捕获”微小颗粒并加速其沉淀，从而较为高效地去除微塑料等污染物质。此外，水母粘液去除微塑料的效果比水处理剂氯化铁（FeCl3）和活性炭过滤器（PAC）来得好。领衔研究的以色列布劳德工程学院教授萨巴赫（IsamSabbah）发声明说，研究表明一些水母黏液中含有一种糖蛋白，这种糖蛋白可吸附大小为100纳米至2000纳米的颗粒，使微小的纳米级颗粒立即沉降，从而去除水体中的微塑料成分。根据声明，该研究为欧盟GoJelly海洋微塑料研究项目的一部分，这一项目旨在寻找针对塑料污染的解决方案，利用胶质成分来攻克微塑料污染问题。研究人员计划将最新研究结果投入实际应用，如研发用于废水处理的生物过滤器，以减少进入土壤和海洋的纳米级微塑料。微塑料指直径小于5毫米的塑料颗粒，它们在海洋中的累积会污染生态系统。美国研究人员综合多年观测数据发现，自2005年以来，全球海洋中的微塑料污染物数量快速增长，目前可能共有超过230万吨微塑料漂浮在表层海水中。

基于植物材料的过滤器可去除水中高达99.9%的微塑料

基于植物材料的过滤器可去除水中高达99.9%的微塑料但加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究人员可能已经设计出了一种可生物降解、可再生的解决方案。他们的设备被称为bioCap，它利用了木材残渣（包括锯屑）和天然多酚的特性，这些特性会与聚合物颗粒（包括许多微塑料）产生强烈的分子相互作用。为了制造bioCap，研究人员使用锯末作为过滤水的基质，因为锯末具有出色的化学和物理稳定性，而且含有纤维素、半纤维素和木质素，有利于水的有效传输。他们通过添加单宁酸对锯屑进行改良，单宁酸是一种天然植物多酚，几乎存在于所有没有地下根系的植物中。为了测试其捕捉微塑料的能力，研究人员用泵将富含微塑料的水流过一个含有bioCap的柱子。实验中使用的微塑料是在环境中检测到的，包括聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯（PE）。扫描电子显微镜（SEM）分析证实，添加了单宁酸层的锯屑在捕获微颗粒的同时，其结构没有发生明显变化。而使用未经单宁酸处理的锯屑，去除率很低，不到10%，这表明多酚是捕捉微塑料的关键。该研究的通讯作者之一奥兰多-罗哈斯说："衣服上有微纤维，清洁剂和肥皂上有微珠，餐具、容器和包装上有泡沫和颗粒。通过利用单宁酸周围不同的分子相互作用，我们的生物帽解决方案能够去除几乎所有这些不同类型的微塑料。"研究人员接下来测试了bioCap清除较小微粒（110纳米）的能力，众所周知，微粒会穿过血脑屏障，对健康造成危害。研究人员给两组小鼠喂食了一周经bioCap处理或未经处理的水，并检查了它们器官中的微粒子含量。研究人员说，bioCap的生产工艺简单、成本低廉，可根据用途扩大或缩小生产规模。罗哈斯说："迄今为止提出的大多数解决方案都成本高昂或难以扩大规模。我们提出的解决方案有可能缩小规模供家庭使用，也有可能扩大规模供市政处理系统使用。这种过滤器与塑料过滤器不同，不会造成进一步的污染，因为它使用的是可再生、可生物降解的材料：来自植物、树皮、木材和树叶的单宁酸，以及木锯屑--一种广泛存在且可再生的林业副产品。"这项研究发表在《先进材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377635.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377635.htm

研究人员发现微塑料会从肠道进入其他器官

研究人员发现微塑料会从肠道进入其他器官在最近发表在《环境健康展望》杂志上的一篇论文中，新墨西哥大学的研究人员发现，这些微小的颗粒――微塑料――对我们的消化途径产生了重大影响，它们从肠道进入肾脏、肝脏和大脑的组织。EliseoCastillo博士是新墨西哥大学医学院内科胃肠病学和肝病学系副教授，也是粘膜免疫学专家，他是新墨西哥大学微塑料研究的负责人。“在过去的几十年里，海洋、动物和植物、自来水和瓶装水中都发现了微塑料。它们似乎无处不在。”科学家估计，人们平均每周摄入5克塑料微粒，相当于一张信用卡的重量。当其他研究人员正在帮助识别和量化摄入的微塑料时，卡斯蒂略和他的团队专注于微塑料在体内的作用，特别是对胃肠道和肠道免疫系统的作用。在四周的时间里，研究人员将小鼠暴露在饮用水中的微塑料中。据信，这一数量相当于人类每周摄入的微塑料量。研究小组发现，微塑料已经从肠道迁移到肝脏、肾脏甚至大脑的组织中。该研究还表明，微塑料改变了受影响组织的代谢途径。Castillo说:“我们可以在接触后检测到某些组织中的微塑料。”“这告诉我们，它可以穿过肠道屏障，渗入其他组织。”他还担心塑料颗粒在人体内的积累。“这些小鼠暴露在环境中四周，”他说。“现在，想想这与人类的关系，如果我们从出生到老年都暴露在这种环境中。在这项研究中使用的健康实验动物在短暂接触微塑料后出现了变化。“现在想象一下，如果有人有潜在的疾病，而这些变化发生了，接触微塑料会加剧潜在的疾病吗?”他之前发现，微塑料也会影响巨噬细胞――保护身体免受外来颗粒侵害的免疫细胞。在2021年发表在《细胞生物学与毒理学》杂志上的一篇论文中，Castillo和其他新墨西哥大学的研究人员发现，当巨噬细胞遇到并摄入微塑料时，它们的功能发生了改变，并释放出炎症分子。“它正在改变细胞的新陈代谢，从而改变炎症反应，在肠道炎症――慢性疾病，如溃疡性结肠炎和克罗恩病，这两种都是炎症性肠病的形式――期间，这些巨噬细胞变得更具炎症性，它们在肠道中的数量也更多。”Castillo的下一阶段研究由博士后SumiraPhatak博士领导，将探索饮食如何参与微塑料的摄取。“每个人的饮食都不一样，所以，我们要做的是给这些实验动物高胆固醇/高脂肪饮食，或高纤维饮食，它们将暴露或不暴露于微塑料。我们的目标是试图了解饮食是否会影响微塑料进入我们身体的吸收。”Castillo说，他的一名博士生亚伦・罗梅罗(AaronRomero)也在努力了解肠道微生物群变化的原因。“多个研究小组已经表明，微塑料改变了微生物群，但它是如何改变微生物群的还没有得到解决。”Castillo希望他的研究将有助于揭示微塑料对人类健康的潜在影响，并有助于推动社会生产和过滤塑料的方式发生变化。他说:“归根结底，我们正在努力进行的研究旨在找出这是如何影响肠道健康的。”“研究继续显示肠道健康的重要性。如果你没有一个健康的肠道，它会影响大脑，影响肝脏和许多其他组织。因此，即使想象微塑料在肠道中起作用，长期接触也可能导致全身影响。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427683.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427683.htm

研究人员发现微塑料的威胁比已知的更大

研究人员发现微塑料的威胁比已知的更大总共17份海水样本均显示微塑料的浓度高于以往的研究。巴塞尔大学环境科学系博士生、该研究的主要作者克拉拉-莱斯滕施耐德说："原因在于我们进行的采样类型。"本次研究的重点是大小在11到500微米之间的颗粒。研究人员通过将水抽入水箱、过滤，然后使用红外光谱分析法进行收集。该地区以前的研究大多使用网眼尺寸约为300微米的细网从海洋中收集微塑料颗粒。较小的颗粒会直接穿过这些浮游生物网。新研究结果表明，水中98.3%的塑料微粒小于300微米，这意味着以前的样本中没有收集到这些微粒。莱斯滕施耐德指出："南极海洋的污染远远超出了以往研究报告的范围。这项研究发表在《整体环境科学》（ScienceoftheTotalEnvironment）杂志上。"洋流起什么作用？各个样本受到污染的程度不同。在大陆坡和南极斜坡洋流以北采集的近海样本中，微塑料的浓度最高。其原因尚无定论。可能是海岸附近形成的冰层会保留微小的塑料颗粒，只有当冰层融化时，它们才会被释放回水中。洋流也可能在其中发挥了作用。德国海利戈兰AWI的GunnarGerdts认为："洋流可能像一道屏障，减少了南北方之间的水交换。"可以肯定的是，洋流是一个重要因素，也是该领域许多未决问题的主题。到目前为止，研究人员只对海洋表面的水样进行了研究，而没有对更深处的水样进行研究。这主要是由于考察船采集样本的时间有限，而且设备的抽水能力不足。不过，分析这些数据还是很有启发性的，因为深层洋流与表层洋流差别很大，而且温盐环流会导致与北部地区水团的交换。目前还不清楚这些微塑料最初是如何进入威德尔海的，也不清楚它们是否会离开该地区。强大的南极环极洋流在南纬60度左右环绕南极洋流动，可能会阻止它们离开。研究人员还无法断定微塑料的来源。可能的来源包括来自旅游业、渔业和研究行业的区域性船舶运输，以及陆地上的研究站。不过，微塑料也可能通过洋流或大气传输从其他地区进入南极洲。通过研究提高认识研究人员计划下一步重点分析在同一次考察中收集的沉积物样本。海底是独特和敏感生物的家园，也是南极牛鱼（Bovichtidae）的繁殖地。随着南极海洋旅游业的增加，未来污染可能会进一步加剧，对环境和食物链造成进一步影响。尽管如此，莱斯滕施耐德仍然保持着谨慎乐观的态度："近年来，有关这一主题的研究极大地提高了人们对微塑料对环境和所有生物造成的问题的认识。"她指出，尽管目前还没有一个包罗万象的解决方案，但世界各地的利益相关者都在积极努力，以更好地了解这一问题，并开发出减少塑料污染的创新理念。当然，"每一个有环保意识的人都可以带来积极的变化"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427232.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427232.htm