МедицинаPubMedWang Z, Wang J, Liu Y, Chen M et al.3 мин чтенияanimal study
Улучшение биосинтеза мирцена в дрожжах через ядерную компартментацию.
Enhancing myrcene biosynthesis in yeast through nuclear compartmentalization.
Карточка статьи
Рубрика
Медицина
Источник
PubMed
DOI
10.1016/j.synbio.2026.05.018
Дата
01.01.2027
Автор
Wang Z, Wang J, Liu Y, Chen M et al.
Время чтения
3 мин
Аннотация
Мирцен является высокоценным монетерпеном, широко применяемым в парфюмерной, пищевой и сельскохозяйственной отраслях, однако его эффективное микробное производство остаётся сложной задачей из-за конкуренции путей и ограниченного метаболического потока. Компартментация предлагает уникальную стратегию для пространственной организации гетерологических метаболических путей, что позволяет улучшить эффективность путей благодаря физическому отделению от конкурирующего цитозольного метаболизма. В этом исследовании мы разработали клеточное ядро как синтетическую метаболическую компартмент для биосинтеза мирцена. Скрининг синтаз мирцена выявил два высокоактивных фермента, которые эффективно функционируют в дрожжах. Производство мирцена было обнаружено только в том случае, если синтаза мирцена и синтаза GPP mERG20p, сконструированная нами, были со-localized в ядре, тогда как цитозольная экспрессия не позволила достичь детектируемого уровня мирцена при их коэкспрессии. Реконструкция полного пути мевалоната (MVA) в ядре еще больше увеличила титры мирцена. Путем выявления и оптимизации ограничивающих по скорости шагов мы существенно увеличили метаболический поток к мирцену, достигнув конечного титра в 23.4 мг в ферментации в шейкерах. Эта работа демонстрирует осуществимость перепрофилирования ядра дрожжей для эффективного биосинтеза мирцена и предоставляет новую стратегию для дальнейшего улучшения микробного производства мирцена.
Краткое резюме
Исследование демонстрирует возможность использования ядра дрожжей в качестве метаболической компартментации для эффективного синтеза мирцена, что может улучшить микробное производство этого соединения.
Практический вывод
Полученные результаты могут послужить основой для более эффективного микробного производства мирцена, применяемого в разных отраслях.
Ограничения
Исследование ограничено использованием конкретных штаммов дрожжей и условий ферментации, что может влиять на масштабируемость результатов для промышленных процессов.
Прайм-редактирование обеспечивает точное модифицирование геномов, что предоставляет большие возможности для лечения генетических заболеваний. Несмотря на значительные достижения в технологии прайм-редактирования и начало первого клинического испытания для лечения хронической гранулематозной болезни, дальнейшее повышение эффективности редактирования по всем типам редактирования по-прежнему крайне необходимо. Здесь мы разработали компактный прайм-редактор, PE2ΔR, путём удаления домена RNase H обратной транскриптазы MMLV (MMLV-RT). Затем мы провели насыщенный мутагенез, нацеливаясь на два региона взаимодействия с ДНК в домене пальцев PE2ΔR-RT. Интегрируя три высокоэффективные мутации (I61R, V101R, S67W) в PEmax, не имеющий домена RNase H (названный PEmaxΔRM3), мы достигли до 90% увеличения эффективности редактирования по сравнению с PEmax. Структурное моделирование с использованием AlphaFold 3 предполагает, что эти мутации усиливают стабилизацию праймера-матрицы и направляют гибрид РНК/ДНК на катализаторно выгодную траекторию, предоставляя механистическое объяснение повышенной активности. В итоге, наше исследование демонстрирует доказательство концепции для применения беспристрастного скрининга мутагенеза для идентификации новых мутаций, которые повышают эффективность работы прайм-редактора. Более того, мы обнаружили, что варианты RT (I61R, V101R, S67W) синергизируют с PEmax и epegRNA, улучшая эффективность прайм-редактирования по всем типам редактирования, причем наибольшее улучшение было замечено при введении небольших делеций.
Концептуально, текущие определения обязательной вакцинации включают два ключевых элемента: требование о вакцинации и санкции за несоблюдение. Однако во время пандемии COVID-19 правительства часто вводили обязательную вакцинацию в контекстах, когда людям уже отказывали в доступе к работе, путешествиям и общественным мероприятиям из-за локдаунов и ограничений. Этот важный контекст нарушает стандартное функционирование обязательной вакцинации. Соответственно, в настоящей статье исследуются обязательные вакцинации против COVID-19 в Новом Южном Уэльсе (Австралия), Франции, Израиле, Малайзии, Сингапуре и Вьетнаме, где обязательства в первую очередь служили стимулами для восстановления основных прав на путешествия, работу и доступ к общественным пространствам, которые были ограничены во время пандемии. С помощью анализа документов и интервью с ключевыми информантами статья рассматривает, как правительства использовали эту модель "удаления и восстановления" и исследует, как инструменты политики обязательной вакцинации создают структуру стимулов. Обсуждая последствия обязательств относительно локдаунов и ограничений, а также восприятие обязательств как "принудительных предложений", статья предлагает пересмотренное понятие и модель обязательной вакцинации 7S, дополняя существующую модель 5S. В заключение изложена значимость этой пересмотренной концепции и модели для исследований, проектирования и коммуникации политики обязательной вакцинации.
Механические сигналы, варьирующие от механических свойств матрицы до динамических механических нагрузок, могут передаваться через структурные белки и молекулы сигнализации в ядро, что приводит к реорганизации ядерной архитектуры и изменению доступности хроматина. Эта механическая регуляция играет важную роль в регенерации тканей и развитии заболеваний. Для более глубокого понимания механической регуляции организации хроматина необходимо разработать технологии, способные применять механические воздействия и характеризовать изменения в ядерной структуре и организации хроматина. В настоящем обзоре мы рассматриваем многопрофильные технологии и инструменты, которые позволяют осуществлять механическое воздействие на ядро и характеризовать ответные реакции ядер и хроматина. Мы подчеркиваем, как такие воздействия, как топография матрицы, ограничение, жесткость, вязкоупругость и динамическая нагрузка, могут использоваться для передачи механических сигналов клеткам. Мы также обсуждаем, как техники визуализации, платформы секвенирования и вычислительные подходы могут быть интегрированы для характеристики ядерной архитектуры и организации хроматина в ответ на эти механические воздействия.
Низкобелковые диеты (НБД) рекомендуются при хронической болезни почек (ХБП) для замедления прогрессирования заболевания. Однако их клиническая эффективность и безопасность обсуждаются из-за риска потери белка и энергии. Поэтому требуется более глубокое механистическое понимание. В данном исследовании были изучены метаболические эффекты НБД как на мышиных моделях, так и в рандомизированном контролируемом исследовании у недиабетических пациентов с ХБП, с акцентом на глюкозный обмен, уровни уремических токсинов (УТ) в плазме, изменение микробиоты кишечника и эндокринные адаптации. В экспериментальных и клинических условиях НБД улучшила переносимость глюкозы и значительно снизила циркулирующие уровни УТ, происходящих из кишечника, одновременно снижая массу тела (на 33% увеличение веса у мышей и снижение индекса массы тела примерно на -0,5 кг/мин у людей). Эти метаболические улучшения были связаны с изменениями в составе и функционировании микробиоты кишечника, включая снижение активности микробных путей, связанных с синтезом ароматических аминокислот. У мышей и пациентов НБД вызвала значительное гепатическое повышение фактора роста фибробластов 21 (FGF21), эндокринного регулятора дефицита аминокислот (+2,9 раза у человека и 28 раз у мышей). Уровни FGF21 отрицательно коррелировали с мышечной массой и положительно с жировой массой и контролем гликемии, что поддерживает двойную роль в метаболической адаптации и катаболической сигнализации. Для снижения негативных пищевых эффектов НБД мы применили (Lp), пробиотик, ранее показавший эффективность в улучшении роста под стрессом недоедания у мышей с ХБП. Lp воскресила циркулирующие уровни аминокислот, подавила индукцию FGF21 (-26%) и связанные со стрессом биосинтетические реакции и сохранила массу тела (+247% прирост веса), не ухудшая преимущества НБД для почечных и метаболических параметров. Настоящие результаты выявляют УТ и FGF21 как ключевые факторы метаболической реакции на НБД и поддерживают стратегии, ориентированные на микробиоту, такие как добавление Lp, для повышения эффективности НБД. Тем не менее, необходимы клинические испытания для подтверждения их актуальности в лечении ХБП.
В данном исследовании стремились охарактеризовать экспрессию циклин-зависимой киназы 1 (CDK1) в раке мочевого пузыря (РМП), прояснить её роль в межклеточном сигналинге и митозе, а также выявить маломолекулярные ингибиторы, нацеленные на CDK1. Данные секвенирования РНК из нескольких баз данных были интегрированы, при этом иммуноистохимия на тканевых микромассивов подтвердила экспрессию белка. Выполнены одномоментное секвенирование РНК, пространственная транскриптомика, анализ обогащения генов и молекулярное докинг с молекулярно-динамическими симуляциями. mRNA и белок CDK1 были значительно переэкспрессированы в тканях РМП. Экспрессия CDK1 коррелировала с возрастом и расой пациентов. CDK1 преимущественно экспрессировалась в эпителиальных клетках и была центральной в межклеточной коммуникации, опосредованной плейотропином; виртуальный нокаут CDK1 значительно уменьшал силу сигнала. Пространственная транскриптомика подтвердила обогащение CDK1 в опухолевых участках. Анализ обогащения генов связал CDK1 с митозом и сегрегацией хромосом, а анализы одномоментного секвенирования РНК выявили регуляторную ось PTN-CDK1-митоз, активную именно в эпителиальных клетках. Динациклиб продемонстрировал благоприятную стабильность в молекулярно-динамических симуляциях как ингибитор CDK1. CDK1 значительно переэкспрессирована в РМП с хорошей дискриминационной способностью. Преимущественно экспрессируясь в эпителиальных клетках РМП, CDK1 может активироваться сигнанием для управления митозом. Молекулярно-динамические симуляции подтверждают динациклиб как многообещающий ингибитор, нацеленный на CDK1.
Для оценки больших языковых моделей (БЯМ) в предэндоскопической (ПЭ) стратификации риска и предсказании эндоскопических находок при кровотечении из верхних отделов желудочно-кишечного тракта (КВУГЖ), а также для сравнения их эффективности с клиническими шкалами риска, традиционными моделями машинного обучения (МО) и гибридными подходами. Это многоцентровое ретроспективное исследование включало 384 пациента с КВУГЖ, которые прошли эндоскопию. Пять БЯМ были протестированы с использованием структурированных нулевых запросов на основе клинических и лабораторных данных ПЭ. Их эффективность в выявлении пациентов с высоким риском была сопоставлена с шкалой Глазго-Блэтчфорда (GBS), AIMS65, шкалой Рокалла для ПЭ и моделями МО. Также были оценены гибридные модели БЯМ-шкала. Два гастроэнтеролога оценили качество обоснований, сгенерированных БЯМ. GBS показала наилучшие дискриминационные показатели среди клинических шкал (площадь под кривой операционной характеристикой [AUROC] 0.73). Среди БЯМ GPT-5 достиг наивысшей точности (0.66), в то время как Grok продемонстрировала наилучшие сбалансированные показатели (0.59; F1 0.47). Gemini-2.5-Flash имела наивысшую чувствительность (0.89), но низкую специфичность (0.21). Эндоскопические предсказания имели скромную производительность, при этом Gemini-2.5-Flash достигла наивысшей точности точного соответствия (0.34) и микро-F1 (0.38). Гибридные модели улучшили результаты по сравнению с отдельными БЯМ, но не превзошли GBS (лучший: GBS+GPT-5, AUROC 0.67). БЯМ показали более высокие численные показатели по сравнению с традиционными моделями МО, но статистическое сравнение было невозможно из-за отсутствия данных на уровне экземпляров. Grok получила наивысший балл человеческой оценки за качество объяснений. БЯМ показали умеренное качество в стратификации риска КВУГЖ и предсказании эндоскопии, но уступили клиническим шкалам, особенно GBS. Гибридные модели немного улучшили показатели по сравнению с отдельными БЯМ, но не превзошли GBS, поддерживая их использование как вспомогательных инструментов, а не систем поддержки клинического решения.