导读现代生物学面临一个循环依赖的悖论，即遗传信息的传递依赖于催化作用，而生物催化剂的产生又离不开遗传信息的指导。为了解决这一矛盾，科学家提出了RNA世界假说（RNA world），认为在生命早期存在一个以RNA为核心的演化阶段。在该阶段，RNA分子同时承担遗传物质存储和生化反应催化的双...

导读气候变化与土壤退化对全球粮食安全构成了日益严峻的威胁，迫切需要创新与多元化的植物育种策略。植物适应环境依赖于对基因表达的精准且动态调控，而发生在转录水平之外的转录后调控在调控mRNA稳定性、翻译效率及空间定位中发挥着核心作用。近年来的研究表明，富集在植物mRNA非翻译区（尤其是...

导读mRNA翻译延伸过程中的核糖体动力学是调控mRNA稳定性的核心机制。目前已知的核糖体转运调节因子（如密码子偏好性）尚无法完全解释转录组范围内的mRNA降解速率差异。新生多肽链在穿出核糖体出口通道时会进行共翻译折叠，这使得蛋白质折叠与翻译过程紧密耦合。既往研究表明，较慢的核糖体转运...

导读合成生物学旨在通过设计和构建遗传元件、回路及代谢途径，以可预测的方式编程细胞行为，从而创造新型生物系统。随着合成生物学应用的不断扩展，复杂操作的成功执行要求遗传回路组件能够实现基因表达的可靠且精确调控。这种精确调控通常需要在多个层面操纵细胞内蛋白质丰度，例如转录水平的生物传感...

导读在哺乳动物早期胚胎发育过程中，受精后的胚胎会经历剧烈的母本到合子转变（MZT）。在这一关键时期，母源存留的RNA与蛋白质被大规模降解，同时合子基因组被逐步激活。由于该阶段转录活性极其有限，转录后调控在维持胚胎发育潜能和细胞命运决定中发挥着不可替代的作用。N⁶-甲基腺苷（m⁶A）...

导读线粒体由于其在进化过程中源自细菌祖先，其蛋白质合成系统展现出独特的mRNA和翻译因子特征。尽管这种进化关联存在，但线粒体翻译在遗传密码、终止密码子生成及多顺反子结构等方面均发展出了显著差异。特别是在人类中，线粒体翻译不仅使用标准终止密码子，还包含AGA和AGG等非规范终止密码子...

导读磷元素是植物生长发育及繁殖过程中不可或缺的生物大分子组成部分，直接影响核酸、ATP及磷脂的合成。然而，土壤中无机磷（Pi）常因被钙、铁、铝等离子固定而难以被植物吸收利用。为应对磷匮乏环境，植物演化出多种适应性策略，包括调节根系构型、分泌有机酸及酸性磷酸酶以活化磷源。此外，植物还...

导读神经活动依赖性蛋白合成是学习记忆等高级脑功能的基础，对突触可塑性至关重要。翻译过程不仅涉及经典的主开放阅读框（mORF），还包括上游开放阅读框（uORF）等非经典翻译。uORF在翻译调控中扮演着重要角色，但系统性地研究大脑中哪些uORF在神经活动时被翻译及其功能仍然充满挑战。现有...

导读在生物化学转化和基因组编辑中，实现高度特异性对于基础研究与临床治疗至关重要。提高基因编辑工具的特异性能够确保靶向编辑的有效性与安全性。然而，现有的编辑工具优化策略普遍受到活性与特异性权衡取舍的制约。传统的理性设计高度依赖经验且成功率较低，而定向进化则需要复杂的电路设计并易陷入...

导读母源-合子转变（MZT）是早期胚胎发育的关键节点，标志着由母源控制向合子自主控制的过渡。该过程包含母源产物的清除和合子基因组激活（ZGA）两大核心事件。其中，合子基因组激活由多波转录事件逐步推进，需要特定转录激活因子的积累。然而，除激活因子外，母源抑制因子的及时降解和消除同样对...