核酸类药物能够在基因水平发挥作用，具有合成简单、易于修饰、特异性高等优势。然而，相对于传统小分子药物，核酸类药物分子量较大、亲水性高且呈负电性，使其在体内组织递送和靶细胞摄入等方面存在障碍。脂质纳米粒(lipid nanoparticles, LNP)能够通过静电相互作用包载siRNA或mRNA，截至2025年4月已有5种相关药物上市，但由于不可避免的免疫原性及肝脾毒性，相关药物多数终止在临床试验初期。核苷(酸)脂材是一类由碱基或核苷(酸)头部、连接基团和脂质尾链组成的两亲性分子，其头部能够通过氢键、π-π堆积作用与核酸碱基结合并自组装形成纳米颗粒或胶束，具有广阔的应用前景。本文总结了基于其联合肽类阳离子脂材的核酸纳米制剂体系研究进展，并从结构表征、分子动力学模拟、体内分布、体内外药效与安全性等方面对相关制剂进行了分析讨论，为改善药物的体内器官及组织有效递送提供新思路。
RNA编辑是表观遗传学领域重要的研究方向之一。随着研究的深入，科学家们发现CRISPR/Cas系统不仅可以靶向DNA，也可以靶向RNA，从而实现转录水平的基因精准编辑；同时，使用CRISPR/Cas系统进行RNA编辑也可以避免对基因组的破坏。目前，基于靶向RNA的CRISPR系统已开发出多种衍生技术，如RNA敲低和编辑、核酸检测和成像、RNA示踪等。这些衍生技术的出现，为生物遗传机制解析和疾病治疗提供了有利工具。本文归纳总结了靶向RNA的CRISPR/Cas系统的结构、功能、机制以及开发的衍生技术，以期丰富人们对CRISPR/Cas系统编辑RNA的认知。
RNA干扰(RNA interference，RNAi)是一种由双链RNA (double-stranded RNA，dsRNA)产生的小RNA介导的基因沉默机制，能够引发特定基因的沉默。当病毒入侵后，病毒复制产生的dsRNA会被宿主细胞内的Dicer蛋白切割，产生病毒来源的小干扰RNA (virus-derived small interference RNAs，vsiRNA)，并通过RNAi对病毒RNA进行切割清除，产生抗病毒作用。因此，RNAi在病毒感染过程中也被认为是一种高效的抗病毒免疫途径。然而，病毒在长期的进化过程中也产生了多种拮抗RNAi的途径，如通过编码特定的RNAi抑制蛋白(viral suppressor of RNAi，VSR)靶向拮抗该过程中的关键分子。研究表明，利用特异性靶向VSR来设计药物，可以在宿主细胞内“解锁”RNAi抗病毒功能，表现出极具潜力且相对广谱的抗病毒作用。此外，病毒感染也会受到一些宿主或病毒来源的微小RNA (miRNA)的调控，miRNA在病毒感染中的作用也为抗病毒治疗提供了新的靶点。本文综述了RNAi在抗病毒免疫中的作用机制、研究进展及其在抗病毒治疗中的应用前景，以期为抗病毒免疫研究和治疗提供理论支持。
核糖核酸(RNA)是一类关键的生物分子，负责遗传信息的传递、蛋白质的合成及其调控，以及众多生化过程的调节。它们也是许多病毒的关键组成部分。经过化学修饰的合成RNA或寡核糖核苷酸正越来越被广泛地用作治疗药物和疫苗。对于检测、测序、识别和量化RNA及其修饰的技术需求，远远超过了对DNA相关技术的需求。目前，质谱分析法已成为用于识别、测序和量化RNA及其修饰的主要技术方法。本文主要综述了质谱分析法在RNA及其修饰研究中的最新进展，并探讨了该技术方法的优劣势，旨在为读者提供从技术基础到应用前景的全面视角，推动质谱在RNA研究中的更广泛应用，并为领域内方法开发者和生物学研究者提供重要参考。
植物小RNA (small RNA, sRNA)是植物基因表达调控及基因组稳定性的关键调控因子。根据产生途径及作用方式的不同，其主要分为微小RNA (microRNA，miRNA)和小干扰RNA (small interfering RNA, siRNA)两大类。这些不同类型的sRNA依赖多种加工蛋白产生，也依赖不同效应蛋白帮助其发挥功能，并以不同的方式广泛地参与植物各类发育调控与环境响应的过程。近年来，多物种中的高通量测序数据鉴定到了越来越多新型植物sRNA，sRNA在拟南芥(Arabidopsis thaliana)及各类作物中的研究进展也促进了对其产生方式、调控模式及其生物学功能的深入理解。本文系统综述了不同类型植物sRNA的研究进展，主要包括其生物合成途径、作用机制与生物学功能，并结合现有技术讨论了植物sRNA在农业中的应用方式及其作为新型RNA农药的应用前景，旨在为植物sRNA的深入研究及农业应用提供理论基础。
miRNA (microRNA)是一类由内源基因编码的、长度在20~24个核苷酸的小分子非编码RNA。miRNA主要在转录后水平调控基因表达，进而影响动植物生殖、发育和环境应答等各种生物学过程。miRNA在不同组织和细胞内的分布、稳态维持和动态调节受到多个层次调控，包括转录、加工生成、稳定性调节以及靶向降解等。关于miRNA生物合成(包括转录和加工)的生化途径已经建立，对其调控的分子机制也有了较为深入的认识。本文系统综述了植物miRNA生成后稳定性调节、周转和靶向降解的相关研究进展，并结合动物中的机制进行比较和讨论，旨在为深入阐明控制细胞内miRNA丰度的分子机制提供理论框架。
纤毛微管蛋白翻译后修饰及其与纤毛病相关的研究进展
MicroRNA(miRNA)是一类具有调节功能的内源性非编码单链RNA。传统观点认为，miRNA在细胞质中与靶标mRNA 3′UTR结合降解mRNA或抑制翻译，从而发挥负向调控作用。然而，这一模型难以解释许多miRNA在基因表达中的促进作用。越来越多的研究表明，增强子或启动子介导的转录激活，以及UTR介导翻译促进，是miRNA正向调控基因表达的主要机制；此外，miRNA的亚细胞分布及具体的生理条件也会影响miRNA的功能。本文综述了内源性动物miRNA正向调控的机制及特点，旨在深入探讨miRNA调控基因表达的分子机制，并为后续研究提供参考。
水稻中胚轴伸长是影响旱直播水稻出苗和早期幼苗活力的重要因素，对直播研究具有重要的理论和实践意义。中胚轴伸长是一个复杂的过程，涉及遗传因素、植物激素和其他信号分子，以及环境因素等的调控。这些因素相互作用，共同决定了中胚轴的伸长。本文系统总结了近年来国内外已发掘的长中胚轴水稻种质资源、已定位和克隆的中胚轴伸长基因/QTL，以及水稻中胚轴生长的遗传机理及影响因素等最新研究进展，最后，还对水稻长中胚轴种质的应用及其面对的挑战进行了分析和展望，以期为水稻遗传育种和生产应用提供依据。
链霉菌(Streptomyces)作为天然药物合成的重要模式菌，具有合成多种生物活性物质的潜力，有超过2/3的抗生素由链霉菌产生。然而，许多链霉菌的原始生产菌株存在着不易培养、生长缓慢、遗传操作困难等问题，这使得通过遗传改造的方式来提高目标化合物产量的策略受到了限制，同时本底产生的代谢物也会对目标天然产物的分离和提取产生一定的干扰。因此，开发生长快速、代谢背景清晰、遗传操作简单的链霉菌底盘细胞作为宿主，能解决天然药物产量低、生产成本高等问题。本文结合前期的研究工作，对链霉菌较小基因组的设计、构建及其在天然产物发掘和生产中的应用进行了综述，以期为利用链霉菌合成天然产物提供参考和借鉴。
N6-甲基腺嘌呤(m6A)修饰是真核生物mRNA中最丰富的修饰形式，对mRNA的剪接、加工、降解和翻译的调控具有关键作用。本文介绍了计算方法在m6A修饰研究中的应用，主要有数据驱动的方法预测m6A位点以及基于分子动力学方法探究m6A相关生物机制。文章首先回顾了m6A检测技术的发展历程，阐述了相应的数据处理方法，并整理了现有公开数据集，为计算模型的构建奠定数据基础。接着重点讨论机器学习与深度学习模型在m6A位点预测中的研究进展。最后描述了分子动力学模拟在解析m6A相关分子机制的贡献，展示了计算方法如何促进对这一复杂的表观遗传调控过程的理解。通过系统梳理相关内容，本文深入探讨了计算方法在m6A修饰领域的最新研究进展及其应用价值，为m6A相关的深入研究提供新的思路与启示。
3′非翻译区(3′ untranslated regions，3′UTR)是真核生物mRNA的组成部分之一，位于其3′最末端。3′UTR在真核生物基因表达的转录后调控中发挥重要作用，目前已知3′UTR调控mRNA的加尾、稳定性、翻译效率及定位等。近年来，随着研究的深入及多种组学技术的出现和使用，人们发现3′UTR还具有许多意想不到的功能。本文综述了近年来真核生物3′UTR的新功能及其作用机制的研究进展，并提出了未来3′UTR的研究方向，以期为全面深入地研究真核生物基因功能及调控提供参考和借鉴。
蛋白质-蛋白质相互作用在细胞内的几乎所有生物过程中都扮演着至关重要的角色。近年来，邻近标记技术作为一种前沿实验方法，被广泛应用于细胞内蛋白质相互作用和亚细胞区室空间蛋白质组等方面的研究。这项技术通过在目标蛋白质周围引入化学标记物，实现对邻近蛋白质的标记和捕捉。结合质谱鉴定与分析，邻近标记技术能够以高时空分辨率捕捉蛋白质间的相互作用及细胞区室的蛋白质组信息。与传统方法相比，邻近标记技术凭借其高时空分辨率和高灵敏度，成为研究细胞内蛋白质功能、相互作用及蛋白质空间组学的重要工具。本文系统介绍了蛋白质邻近标记技术的原理、分类及其应用，以期为研究人员提供全面的技术视角，促进蛋白质邻近标记技术在细胞生物学、蛋白质组学以及疾病机制研究中的更广泛应用。
类花生酸(eicosanoids)是由花生四烯酸通过环氧化酶或脂氧合酶代谢产生的C20不饱和脂肪酸氧化后的代谢物统称，主要包括前列腺素类、血栓素、环氧二十碳三烯酸类和白细胞三烯类等。类花生酸介导了昆虫体内多个生理过程，如马氏管和卵巢卵泡等组织的生长发育和细胞的免疫反应。类花生酸在调节昆虫血细胞清除细菌、真菌、寄生物及病毒等细胞免疫和体液免疫通路中发挥着重要作用。本文对类花生酸合成的途径、参与昆虫细胞免疫应答类型及类花生酸与体液免疫之间的联系和影响因素进行了综述，有助于明确其合成途径中的关键酶类及其抑制剂，了解类花生酸在昆虫免疫中的作用，为昆虫病原物与宿主之间的互作机制研究提供理论指导。
万古霉素是一种糖肽类抗生素，是临床治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、肠球菌和艰难梭菌等细菌感染的最后一道防线，但目前全球多个国家和地区已发现了多种万古霉素耐药菌。基于“One health”理念，本文统计了近15年国内外40个地区的人源、动物源、环境来源及食品来源的万古霉素耐药菌流行率。统计结果显示，万古霉素耐药菌主要集中于医院及周围环境。南非部分医院废水中的检出率高达96.77%；其次是巴基斯坦和中国台湾医院患者，检出率分别是56.5%和29.02%；国内人源细菌万古霉素平均耐药率(1.41%)要高于国外人源(0.47%)；各地区儿童患者中耐药菌的检出率较低(<1%)。值得注意的是尽管万古霉素禁止在畜禽养殖中使用，但是其耐药菌在畜禽、畜禽产品以及相关环境中都有一定的检出率，对人类健康造成一定威胁。基于统计分析结果，本文对万古霉素耐药菌的耐药及传播机制进行了综述，明确了耐药菌在“人-动物-食品-环境”流行率差异，以期解析万古霉素耐药菌在全球不同宿主中的分布和传播风险，为耐药菌的防控提供参考。
作为表观遗传的重要研究内容，小非编码RNA (small non-coding RNAs，sncRNAs)在雄性生殖正常发育和代际遗传中发挥着重要的调控作用。研究表明，哺乳动物雄性生殖细胞中高度表达的小非编码RNA包括miRNA、piRNA和tsRNA等，在维持雄性生殖细胞发育和精子发生等过程中发挥重要作用。sncRNAs通过调控基因表达、影响蛋白翻译、改变精子表观遗传修饰等方式参与维持不同阶段的雄性生殖发育过程，其表达异常与雄性不育密切相关。此外，越来越多的证据表明，环境暴露影响精子的表观遗传修饰，这种表观遗传修饰的变化常导致后代表型发生改变。本文系统总结了雄性生殖细胞中sncRNAs的种类及其发挥的功能，介绍了各种因素环境暴露引起的代际遗传中sncRNAs的作用，以期为雄性生殖健康的研究提供新的视角和理论依据，为预防和治疗雄性不育及相关生殖疾病提供潜在的靶点和策略。
荧光蛋白的发现为细胞生物学研究带来了革命性进展。通过将荧光蛋白与目标蛋白融合，构建荧光生物探针，可以在活细胞和生物体内实时监测细胞事件的动态变化。荧光蛋白的独特理化特性，如光谱范围、发色团成熟速度、pH敏感性和稳定性等，为探针的设计提供了多样化的选择。基于这些特性，研究者开发了用于监测不同分子事件的多种荧光生物探针。本文系统总结了荧光蛋白探针设计的主要策略及其在生物学研究中的典型应用，为开发更高效、更专用的新型荧光生物探针以应对复杂生物学问题提供了参考。
嵌合型Y染色体丢失(mosaic loss of Y chromosome (LOY), mLOY)是指男性部分体细胞因Y染色体(Y chromosome, ChrY)丢失而与非LOY细胞形成的遗传嵌合现象。mLOY主要发现于血液中，不仅因为血细胞易取样，更因为发生LOY突变的造血干细胞在获得竞争优势后可驱动克隆性造血，产生大量携带LOY突变的血细胞。由于结构的特殊性，人ChrY在有丝分裂时易发生异常分离，同时在种系突变、环境暴露、衰老微环境等因素的驱动下，mLOY成为男性体细胞中最常见的获得性突变。早期的人群队列研究显示造血系统mLOY与男性预期寿命缩短以及癌症、阿尔茨海默病和心血管疾病等慢病风险增加显著相关，近期的小鼠模型研究表明mLOY是白血病和心血管疾病的诱发因素。因此，mLOY不仅为众多慢病的发生发展提供了共同的遗传学基础，也为研究人类寿命与疾病风险中的性别差异提供了新的内核。本文首先简述了LOY驱动克隆性造血的人群队列研究进展，随后梳理出mLOY的危险因素、检测方法和小鼠模型的构建策略，并总结了mLOY诱发多种重大慢病的潜在分子机制，最后对mLOY领域的挑战和发展机遇提出了前瞻展望。相关综述成果为深入研究ChrY的生物学功能和慢病的性别差异提供参考。
随着基因组研究的不断深入，越来越多的研究发现结构变异(structural variantions，SVs)在人类进化及疾病发生发展中发挥着重要作用，由此SVs也引起了临床研究的广泛关注。近年来，基因组光学图谱技术(optical genome mapping, OGM)作为一种高分辨率、超长读长、自动化的新型非测序基因检测技术凸显了在SVs研究中的优势。与核型(karotyping)、荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization，FISH)、染色体微阵列分析(chromosomal microarray analysis，CMA)及高通量测序技术相比，OGM可一次性检测全基因组范围内的结构和数目异常，包括染色体非整倍体、插入、缺失、重复、倒位、平衡易位以及复杂结构变异等，且OGM检测分辨率高至500 bp，因其分辨率高和分析片段长度长的检测特性，又被称为下一代细胞遗传学技术，对基因组结构变异检测具有重大应用价值。本文主要对OGM检测方法及其在疾病相关SVs诊断中的应用研究进行了综述，旨在为SVs在疾病诊断领域中的研究提供参考和借鉴。
动物骨骼肌的基本单位是肌纤维。根据收缩速度和代谢特性，肌纤维主要分为快肌纤维和慢肌纤维，进一步基于MyHC亚型可细分为I、IIA、IIB和IIX型肌纤维，并且肌纤维类型之间可以相互转化。肌纤维的类型和含量不仅决定了肌肉的功能特性，还直接关系到肌肉的品质。与富含快肌纤维的肌肉相比，丰富的慢肌纤维使肌肉系水力高、肉质鲜嫩、风味较好。这些功能和品质差异与不同类型肌纤维代谢特性和结构蛋白组成密切相关。为了确保动物骨骼肌纤维的正常形成和转化，顺式调控元件通过与转录因子及其他调控蛋白互作，实现对一系列肌肉特异性靶基因的表达进行精准调控。本文首先阐述了肌纤维的分类及特性，继而对顺式调控元件在家畜快肌和慢肌纤维形成及其转化过程中的作用进行了综述和展望。本综述旨在深化理解基因表达调控与肌纤维多样性之间的关系，并为改善家畜肉质提供理论支持。
无融合生殖(apomixis)是指植物不经过正常的减数分裂和精卵融合形成胚和克隆种子的一种无性生殖方式。通过无融合生殖方式产生的后代在遗传上与母本植株完全一致，且基因型不随世代更迭而改变，性状也不发生分离。若能成功将无融合生殖引入主要农作物中，实现农作物杂种优势的永久固定，将产生显著的经济效益。孤雌生殖是人工无融合生殖中的关键一环，可以将有性生殖变成单性生殖。本文对近年来植物孤雌生殖基因的研究进行了总结，对已经挖掘到的孤雌生殖基因在单倍体育种以及无融合生殖体系上的应用进行了综述，以便更加深入、全面地了解孤雌生殖，进而为孤雌生殖在无融合生殖中的应用提供重要参考。
阿里地区位于青藏高原西部高海拔地区，自然环境恶劣，但因毗邻尼泊尔、印度和拉达克地区，作为连接中国西藏、中国新疆、中亚、南亚的十字路口，在早期人类的迁移和文化交流中可能扮演着重要的角色。近年来的考古学研究认为早在公元7世纪吐蕃王朝建立之前，阿里地区与克什米尔、尼泊尔、中国新疆等地存在大量文化交流。此外，阿里地区的生业经济也表现出与南亚等地的联系。最新的古DNA研究则从遗传学角度呈现出阿里地区古人群的动态演化历史及与其他地区人群的遗传交流。研究发现高原西部阿里地区古人群的遗传成分主要来自高原南部地区，且高原南部存在多次向西部的人群扩张。同时，阿里地区至少在距今2,300年就开始与邻近的中亚及南亚地区的古人群存在复杂的遗传互动，表明阿里地区与中亚和南亚地区不仅有文化上的互动，而且人群之间亦有着遗传上的交流。本文综合阿里地区古遗传学、考古学及动植物考古等相关研究，系统阐释了高原西部地区古人群的遗传来源、其人群内部的遗传结构，及其与高原其他地区和高原以外地区之间的文化交流和遗传互动等科学问题，为理解青藏高原西部地区古人群迁徙互动历史及其与区域考古文化、生业经济变化模式的复杂关系提供了重要参考。
水稻(Oryza sativa L.)是我国重要的粮食作物，其生长发育过程经常受到稻瘟病的威胁，严重时导致巨大的经济损失。挖掘和利用水稻稻瘟病抗性基因，培育具有广谱抗性的优良品种是目前防治稻瘟病最经济有效的方法。稻瘟病抗性基因一般为编码含有核苷酸结合结构域(nucleotide-binding，NB)和富含亮氨酸重复结构域(leucine-rich repeat，LRR)的基因家族，也被叫做NLR基因，在水稻抗稻瘟病方面发挥至关重要的作用。因此，对NLR基因的挖掘以及阐明其与对应效应因子之间的识别和激活机制，对于培育抗病品种具有重要意义。本文对水稻中NLR基因的挖掘概况、NLR蛋白与稻瘟病菌效应因子之间的识别方式，以及成对NLR蛋白作用机制进行了总结和展望，旨在为水稻抗病育种提供参考。
基因重复指基因组中一个基因通过多样化的分子机制从一个基因拷贝形成两个或多个重复拷贝的过程，是新基因起源的重要途径之一，对真核生物基因组贡献了约为一半的基因，也推动了物种的适应性演化。在过去50年中，特别是近20年进入组学时代以来，演化遗传学领域对于重复基因的产生机制、演化历程与演化动力展开了广泛而深入的讨论。一方面，重复基因的序列相似性带来的功能冗余使机体具有更强的稳健性；另一方面，重复基因的功能分歧带来了新功能与可演化性的提升。本文全面介绍了上述基因重复的机制、重复基因的命运及演化模型，最后展望了三代测序技术、基因编辑等各种高通量技术将进一步推动重复基因在遗传-发育-演化网络中角色的解析。
在生命演化过程中，突变随机产生并被选择固定。同时物种逐步形成，产生各种生命形式。在传统演化理论体系中，突变被默认为遗传突变，体细胞突变仅在肿瘤、免疫和衰老等特定场景使用。选择在生命系统的多个层面发挥作用，包括基因、细胞、组织器官、个体、群体、物种，乃至生态系统。现代生命科学主流研究观点将遗传突变表述为基因型，将细胞类型及其他层面特征表述为表型，并发现表型由基因型和环境因素共同决定。目前，尚不清楚基因型和环境因素在细胞层面的作用机制，以及新细胞类型的产生和固定机制。本文从基因演化研究出发，依托现有演化理论体系，初步论述了细胞类型演化的理论定位和潜在的研究方向。
本文勘误：见 遗传, 2025, Vol. 47 (3): 341.
