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Nature生物领域近期十大研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-02-29  浏览次数:227
核心提示:2016年1月24日 ~ 2016年2月24日Nature研究亮点如下。
     2016年1月24日 ~ 2016年2月24日Nature研究亮点如下。 

1. 衰老的秘密是时间的掌握

线虫是衰老研究中一种很成熟的模型生物。利用线虫模型的研究显示,一系列不同的干预措施,如胰岛素/IGF-1信号作用通道的突变、环境温度的变化和化学诱导的氧化应激等,都会生成仅仅通过重新确定时间轴的比例就可以收缩成一个 “万有曲线”的寿命分布。 “时间尺度改变” (temporal scaling)的这一现象,确定了一个新的状态变量,即r(t),它决定死亡风险,其 “平均衰减动态” (average decay dynamics)涉及一个有效的衰老速度常数,即kr。造成“时间尺度改变”的干预措施只通过改变kr影响寿命。 

doi: 10.1038/nature16873 

2. 高精度基因编辑

现在广泛用于基因编辑的CRISPR-Cas9核酸酶,可方便地被定制。但在与 “on-target site”相似的序列上,也会诱导产生全基因组范围的脱靶突变。Keith Joung及同事,报告了来自酿脓链球菌的Cas9的一个高保真度变异体,它显示了与野生型酶具有可比性的 “on-target”活动,但也有全基因组范围的断裂捕捉(break capture)和定向测序方法,无法检测到的脱靶事件。

doi: 10.1038/nature16526 

3. 叹气中心神经元被发现

虽然叹气是呼吸和呼吸生理的一个有机组成部分,但我们对控制这一行为的神经回路却知之甚少。在这项研究中,Mark Krasnow及同事在髓质中识别出了一个小子类的、通过基因定义的神经元,它们投射到呼吸节律发生器“preBötzinger complex” (preBötC)上,来驱动叹息的肌肉运动。这一神经元联系的抑制,能完全消除叹气,而正常呼吸却不受影响。作者提出了一个机制,按照该机制,特定preBötC 神经元可能会对生理输入和可能的情绪输入进行整合,以便在适当的时候将普通呼吸转变成叹气。 

doi: 10.1038/nature16964

4. 细菌感染过程中的RNA表达

这项研究将 “dual RNA-seq” 方法应用于同时分析病原体“鼠伤寒肠道沙门氏菌”,及其真核宿主细胞内在感染过程中的RNA表达,以揭示细菌riboregulators 所起的作用。在被发现在感染过程中发挥功能的几个细菌 “小RNA” (sRNAs)中,作者识别出了一个sRNA (称之为PinT),它暂时性地控制与入侵相关效应子表达、病原体在细胞内存活所需的毒性基因表达,也改变宿主的编码转录体和非编码转录体的表达。这些发现,是对这一高吞吐量筛选方法,对于揭示在感染过程中起重要作用的致病策略,给出了原理上面的解释。

doi: 10.1038/nature16547

5. 精神分裂症的遗传学研究

在精神分裂症中所发现的最强遗传联系,是其与 “主要组织相容性复合体”(MHC)位点上的遗传标记的联系,首次描述见诸2009年的三篇Nature论文。MHC上的该联系信号极为复杂。在这篇论文中, Steven McCarroll 及同事报告了对MHC与精神分裂症的联系所做分析。他们发现, “Complement component 4 (C4)”基因的很多结构不同的等位基因有很大贡献。这种联系对于促进C4A有更大表达的C4等位基因来说更强,这个结果是在患精神分裂症死者的捐献脑组织中测到的。作者提出,C4也许与经典 “补体级联” (complement cascade)中的其他成分协同作用,来促进 “突触修剪” (synaptic pruning),同时他们也在一个小鼠模型中显示C4介导 “突触优化” (synaptic refinement)。 

doi: 10.1038/nature16549

6. 发现病毒免疫逃避新机制

Jue Chen 及同事,发表了TAP转运体 ()的第一个低温电子显微镜结构。TAP是对MHC class I抗原呈现和细胞免疫具有核心作用的一种肽转运体。作者获得了与疱疹病毒蛋白ICP47形成复合物的TAP的结构,揭示了该疱疹病毒蛋白是怎样将一个长螺旋发卡插入TAP的肽转位通道,从而阻止病毒抗原进入内质网和帮助免疫逃避的。 

doi: 10.1038/nature16506 

7. 器官也可能存在性别差异

我们的器官可能是“男性”或“女性”的,这可能意味着女性和男性在疾病治疗的过程中需要区别对待。这个研究还可以解释为什么有些癌症多见于女性,而其他则多见于男性。这项研究发表在《Nature》上,由英国伦敦国王学院临床医学中心(CSC)的科学家在果蝇中进行研究。CSC团队检查了果蝇肠道干细胞。他们使用的遗传学工具,使他们能够打开或者关闭这些细胞中的某些基因。这允许他们改造这些干细胞变得更“雌性化”或者更“雄性化”。然后他们试图扩增这些细胞。他们发现,“雌性化”的细胞能更好地增殖。这是第一次证明了性腺外成年细胞被证明有着性别可塑性。在这个研究过程中,研究小组发现这种性别转换背后潜在的重要的新机制,他们认为人体内也有着更多的器官存在着性别差异。 

doi:10.1038/nature16953

8. 抵御耐药性疟疾新型疗法再获突破

近日,刊登在国际杂志Nature上的一项研究论文中,来自斯坦福大学等多个研究机构的科学家通过联合研究,使用尖端技术设计出了一种可以有效抵御疟疾的智能药物。文章中研究者开发的新型药物可以靶向作用疟原虫的废弃物处理系统,即为蛋白酶体系统,疟原虫的蛋白酶体系统类似于一个撕碎机,其会嚼碎损伤或耗尽的蛋白质;而且当疟原虫从一个生命阶段过渡到另一个阶段后期会产生大量损伤的蛋白,这些蛋白非常依赖蛋白酶体系统,而其或许也可以作为新型的药物靶点来帮助开发新型抗疟疾药物。研究者指出,这种新型的蛋白酶体抑制剂实际上可以补充青蒿素的治疗,青蒿素引发蛋白质损伤,而蛋白酶体抑制剂抑制疟原虫对损伤蛋白质进行修复,这种二合一的疗法或许会对疟原虫进行双重打击,进而提高青蒿素的效果,恢复期抵御耐药性疟原虫的能力。

doi:10.1038/nature16936 

9. 狗摇尾巴也是一种强迫症?

作为一只11岁高龄的瑞士山犬,Addie玩的似乎有点过头:她经常无视自己的年纪,在看到不速之客时还是会奋力冲过去。不过她也有一个属于自己的秘密:当她18个月的时候,便开始习惯性地用力舔自己的前腿,直到毛发脱落,伤口流血。Addie患有犬类强迫综合征(canine compulsive disorder)这类病的症状与人类的强迫症有相似的地方。狗的这类强迫症能导致其朝着自己尾巴转圈圈转一个小时,或者执着地吮吸玩具、身体的某一部位,这将会影响它们的正常饮食与休息。或许不久之后,Addie就能帮助科学家们解开这一谜题。这只狗的主人Marjie Alonso带着它加入了一个叫做"达尔文之狗"的科研项目。这一项目旨在连接犬类的各类行为背后的遗传机制。也许通过分析,我们能够找到导致犬类强迫症、犬类认知障碍(类似于阿兹海默症)产生的原因。这一项目目前已经囊括了3000只狗,计划收录5000只,然后在三月份对DNA样本进行分析。此前,研究者们曾经对数千名志愿者的DNA样本进行分析,试图找到与人类心理紊乱症状有关的遗传因素。这一研究方法在猿类身上得到了阳性的结果。但对人体进行的研究并没有找到对大部分症状有关的主效基因。

doi:10.1038/529446a

10. 在淋巴中检测到HIV

来自美国西北大学的研究人员通过研究发现,当HIV在服用抗逆转录病毒药物的患者血液中检测不到的时候,HIV还可以在机体的淋巴组织中进行复制,该项研究或提出了一种新型见解,来帮助揭示尽管患者进行了强大的抗逆转录病毒疗法,病毒仍然可以在患者机体中生存复制。研究者Steven Wolinsky教授说道,如今我们有了可以治疗HIV感染的方法,但目前的挑战是以临床有效的浓度将药物运输至病毒仍然可以在患者机体中复制的部位;多种潜在的抗逆转录病毒药物的组合可以快速抑制HIV,使其在大部分患者的血液中检测不到,但HIV仍然可以在机体的淋巴组织中坚持复制,一旦患者停药HIV就会卷土重来重新出现在血液中,这就表明,较长寿命的潜在感染的细胞或处于低水平病毒复制的细胞或许可以维持HIV病毒库的存在。

doi:10.1038/nature16933

(来源:生物谷)


 


 
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