2025年2月21日,清华大学机械工程系的熊卓教授在国际材料研究期刊《先进材料》(Advanced Materials, IF=276)在线发表了题为“基于工程化活体存储微球的档案文件系统用于随机可访问的体内DNA存储”的重大科研成果。本研究提出了一种创新的DNA数据存储系统,基于携带彩色荧光标记的工程化活体存储微球(Engineered Living Memory Microspheroids,简称ELMM),形象地被称为“细菌彩珠硬盘”。研究人员将数据编码为DNA序列,并将其插入能够表达eGFP或mCherry等荧光蛋白的质粒中,随后转化至细菌内部,再将这些细菌快速封装于水凝胶微球中,形成“细菌彩珠硬盘”。这些ELMM可在室温干燥环境中长期、安全地保存。
在数据检索时,研究团队使用荧光激活流式分选(FACS)技术,根据荧光蛋白信号对ELMM进行分选及细菌扩增,最终进行细菌测序以恢复原始数据。未使用的细菌可再制成ELMM,形成闭环流程。这一创新的DNA数据存储系统,涵盖了数据编码与合成、特征设定、信息整合与保存、随机访问、复制、读取与解码等完整流程。
该研究的核心在于制备“细菌彩珠硬盘”及验证荧光激活分选方法的高效检索能力。研究人员选取不同的图像数据并编码为DNA序列,最终制备出直径为4703μm的ELMM,并经过三个月的室温干燥保存和多达七次的冻干-复水循环测试,验证其长期稳定性和可重用性。在数据检索环节,研究团队设计了基于eGFP/mCherry/TagBFP等荧光蛋白信号的布尔逻辑检索测试,采用配备150µm喷嘴的Bigfoot全光谱流式细胞分选仪对近50μm的ELMM进行荧光激活流式分选。分选后细菌的培养和DNA测序结果显示,分选准确率高达98%,分选灵敏度可达到0.1%;即使在目标数据仅有10个拷贝的情况下,数据也能被准确检索。
2025年1月3日,清华大学生命学院邓海腾课题组在《衰老细胞》(Aging Cell)期刊上发表了题为“Tgm2催化IκBα共价交联驱动NF-κB核转位增强小胶质细胞衰老相关分泌表型”的研究论文。该研究发现转谷氨酰胺酶2(Tgm2)在衰老小胶质细胞中催化核因子κB抑制蛋白α(IκBα)的共价交联,形成二聚体,从而驱动核因子κB(NF-κB)的核转位,增强衰老相关分泌表型(SASP)的分子机制,并探讨了Tgm2靶向干预在改善SASP中的潜在应用。
在材料与方法方面,研究使用了老年(22个月)C57/B6小鼠,药物处理获得BV2衰老细胞模型,并构建了Tgm2敲低的BV2细胞系。通过Western Blot、免疫组织化学成像(IHC)和定量蛋白质组学(TMT标记)分析了衰老BV2细胞系和老年小鼠脑组织中Tgm2蛋白的表达。荧光激活流式细胞分选用于从老年小鼠脑组织中分选获得衰老的原代小胶质细胞,使用Bigfoot光谱流式细胞分选仪进行高纯度细胞的分选。
本研究的实验结果表明,Tgm2蛋白在衰老小鼠的小胶质细胞中高度表达,且在衰老BV2细胞系中的表达水平显著上升。Tgm2在衰老细胞中形成正反馈循环通路Tgm2-NF-κB-SASP,进一步加速细胞衰老。以Tgm2为靶向策略,Cys-D等Tgm2抑制剂的干预可显著降低NF-κB的核转位和SASP水平,从而改善老年小鼠的衰老表型。该研究成果显示出Tgm2有望成为延缓衰老的重要标志,靶向干预Tgm2具备防治衰老相关疾病的潜在应用价值。
2025年2月25日,中国医学科学院血液病医院与多家研究所合作,在《Cell Reports》杂志上发表了封面文章“RNA m5C修饰调控造血干/祖细胞扩增”,揭示了造血发育过程中RNA m5C修饰的动态变化。研究发现,RNA结合蛋白Ybx1通过识别m5C修饰位点,稳定细胞周期相关转录本,促进造血干细胞和祖细胞的增殖。
本研究首先对斑马鱼模型进行转录组测序(RNA-Seq)和RNA m5C甲基化测序(RNA-BisSeq),描绘了造血干细胞增殖过程中的RNA m5C修饰动态变化。研究结果表明,RNA结合蛋白Ybx1能够识别细胞周期相关基因的mRNA m5C修饰位点,增强转录本的稳定性,进而促进造血干细胞的增殖。这一重要发现为造血系统的发育提供了重要的分子机制。
通过以上研究可以看出,尊龙凯时人生就博将继续致力于推动生物医学领域的创新,进一步助力中国科研团队在国际上取得突破性成果。我们期待这些研究能够为生命科学的未来带来更多启迪与应用。