最新研究成果-清华大学生命科学学院

生命学院欧光朔实验室报道微丝骨架去分支在细胞迁移和不对称细胞分裂中的调控作用

细胞极性是真核细胞的基本特征，在细胞运动、不对称细胞分裂和细胞信号传导等细胞过程中发挥关键作用。细胞极性的建立涉及不同细胞组分通过不对称组装来执行特定的功能。在细胞极化过程中，由Arp2/3复合体介导形成的分支状微丝网络以及由该网络产生的推力促进了细胞膜的重塑。微丝的连续组装必须通过解聚来平衡，确保有源源不断的肌动蛋白单体参与微丝的聚合。冠蛋白家族蛋白（coronin family protein）是保守的微丝调节蛋白，...

17 Sep

生命学院José C. Pastor-Pareja课题组解开了数十年之久的昆虫翅膀如何变平之谜

“万物生长靠太阳，果蝇飞翔靠翅膀”。振翅飞行是昆虫进化上的核心策略，赋予了其在进化上的巨大优势，这使得昆虫成为这个星球上一半以上的已知物种。昆虫的翅膀是在变态发育过程中由背侧和腹侧两层细胞通过贴合而形成的扁平附属物。1940 年代，在历史上开创了发育遗传学和表观遗传学领域的工作中，Conrad H. Waddington 描述了黑腹果蝇的翅膀发育是一个贴合-分离-再贴合的过程，并且在背腹两层细胞间存在长长的突起【1, 2】。...

17 Sep

生命学院José C. Pastor-Pareja课题组报道果蝇内质网-高尔基体结构组成

蛋白质分泌对于真核生物的形态发生和生理过程至关重要。在早期的分泌途径中，蛋白质货物先在内质网出口处被收集，经一系列高度保守的膜出芽及融合相关蛋白的共同作用转运至高尔基体。内质网-高尔基体转运过程受精密的调控，多年来的研究已经让我们从遗传和生化的角度较详尽地了解了内质网-高尔基体物质交换途径及背后的分子机制[1]。然而，胶原等巨型货物的早期分泌机制仍不清晰，内质网-高尔基体的结构组成以及介导货物运输的...

10 Sep

生命学院李赛应邀在TiBS发表关于cryo-ET解析囊膜病毒结构的研究综述

囊膜病毒门类众多，其中不乏臭名昭著之辈，例如埃博拉病毒（Ebola），艾滋病病毒（HIV），流感病毒（influenza），以及新冠病毒等（SARS-CoV-2 virus）。研究其结构、入侵机制以及生命周期是针对性开发疫苗、抗体以及药物的基础，一直是结构生物学热点。但囊膜病毒的多态性给传统结构生物学手段带来不少麻烦，其较小的尺寸（直径~100nm）也给在细胞内直接观察这些病毒的生命活动带来了挑战（图1）。回顾过去20年来，cryo-ET技术...

01 Sep

生命学院孙前文实验室发现R-loops影响 RNA聚合酶间转录干扰的新机制

R-loop 是由一条RNA:DNA杂合链和一条单链DNA构成的三链核酸结构。它在转录调控、免疫球蛋白类别转换、端粒维持、DNA损伤以及损伤修复等过程中发挥重要作用。tRNA主要参与蛋白质的翻译合成，作为经典的非编码RNA，其被深入研究已有半个世纪之久。前期研究发现R-loop在拟南芥中普遍存在，与大多数基因同时含有正义R-loop和反义R-loop不同，tRNA基因区富含正义R-loop。然而tRNA基因区R-loop的调控机制和相关的生物学功能仍然未知。...

27 Aug

生命学院欧光朔实验室报道RNA编辑调控激酶的机理

蛋白激酶不仅参与调控真核细胞的分裂、分化和代谢等生命过程，并且在多细胞生物的免疫监控和个体行为决定等生理过程中，发挥着至关重要的作用。精确的酶活性调控是蛋白激酶发挥正常生理功能的分子基础，已有的研究明确揭示：激酶活性的异常，是多种人类疾病发生的原因。因此，蛋白激酶活性调节的机制研究一直是生物学领域内的核心问题。纤毛是广泛存在于真核细胞表面的细胞器。纤毛驱动细胞运动并参与细胞对外界信号的感知，其...

24 Aug

清华大学陈春来和刘俊杰课题组共同揭示spCas9蛋白搜索靶点的分子机制模型

CIRSPR/Cas9是一种在单条guide RNA（gRNA）的指导下利用Cas9核酸酶对靶标DNA进行特异性识别和切割的技术。该过程涉及到Cas9/gRNA与双链DNA（dsDNA）非特异性的结合、在dsDNA上搜索并识别PAM位点、通过与PAM上游的同源匹配形成RNA/DNA异源双链从而实现在dsDNA上靶点区域的特异性结合和切割。由于Cas9可以高效快捷地靶向并切割dsDNA，因而被广泛地应用于基因编辑、基因表达调控、基因定位和成像等领域。但是，Cas9如何在大量DNA中...

16 Aug

纳米尺度的俄罗斯方块

想必大家都玩过经典游戏俄罗斯方块，有没有想过这些方块也可以在纳米尺度制备出来？DNA自组装和DNA计算就可用于实现这个奇异的想法。DNA自组装形成的复杂纳米结构和装置作为合成生物学元件，能够在生命科学、化学、材料学等领域中提供微纳米技术解决方案。在DNA纳米技术领域中，有许多的方法能够实现DNA纳米结构的动态变构，包括调节环境因素实现不同DNA结构状态的转换、利用酶对DNA分子的作用实现结构变换，以及经典的黏性末端...

08 Aug

生命学院刘玉乐课题组发现植物抗病毒新机制及其相应的病毒反防御机制

植物病毒可对作物的产量和品质造成巨大危害。同时植物也不是坐以待毙，植物也进化出多种防御机制对抗病毒的侵染。其中RNAi（RNA interference）是一种重要的抗病毒机制。病毒感染经常激活和上调多个植物RNAi相关基因的表达，但是植物如何感知病毒侵染初始信号并激活RNAi通路的基因表达至今仍然未知。此外， RNAi基因如何进行转录调控也仍然不清楚。2021年8月4日，清华大学刘玉乐课题组在国际著名期刊《细胞-宿主和微生物》（Cel...

04 Aug

生命学院孙前文实验室发现拟南芥半自主细胞器间的交流可保障R-loop调控线粒体基因组…

R-loop是一种由DNA:RNA杂合链和DNA单链形成的三链基因组结构，广泛存在于各种生物的基因组中，在调控基因表达、基因组稳定性等方面发挥重要作用。在控制R-loop动态变化的因子中，进化保守的RNase H1可以特异性消化RNA:DNA杂合链中的RNA，从而直接从基因组中去除R-loop，维持基因组的稳定性。孙前文实验室前期工作在拟南芥中鉴定到三个RNase H1类的R-loop移除酶AtRNH1A、AtRNH1B和AtRNH1C（The Plant Cell 2017），并详细解析了...

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