标题十一月Science期刊精华

发布时间：2016/11/15 来源: 齐一生物科技（上海）有限公司阅读次数：252

2016年11月14日/生物谷BIOON/－－/生物谷BIOON/－－本周又有一期新的Science期刊（2016年11月11日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。

齐一生物（www.qiyibio.com）为您掌握生物技术最新动态。

1.Science：RNAi是细胞静止所必需的
doi:10.1126/science.aah5651
如今，在一项新的研究中，在美国冷泉港实验室教授Robert A. Martienssen的领导下，研究人员提供证据支持一种理论：所有细胞内促进它们复制它们的DNA的机制和能够让它们将它们的DNA转录为RNA的机制之间存在竞争。Martienssen说，“它是一种不得不管理的内在性选择，解释了我们的细胞机器在任何给定的时间正在做的许多事情。”
Martienssen团队报道的证据是作了一下改变，将关注点放在大多数处于沉默状态的细胞－－-处于静止状态的细胞－－-后的结果。博士后研究员Benjamin Roche开展实验，首次证实除非一种被称作RNA干扰（RNAi）的表观遗传机制启动并运行，不然大多数细胞不能够在静止状态下存活。RNAi和其他表观遗传过程在不改变遗传密码的情形下，诱导特异性的基因在何处和何时表达发生变化。
利用简单的粟酒裂殖酵母细胞作为一种模式系统，研究人员发现缺乏RNAi的酵母细胞突变体不能够进入、维持或退出静止状态。缺乏RNAi的酵母仅在它们处于分裂的过程中才能够存活。
当一种细胞退出细胞周期因而离开繁殖状态时，它需要经过重编程以便进入静止状态。它们的重编程部分上是通过RNAi完成的，其中RNAi通过导致一种RNA聚合酶物理上从双螺旋DNA上脱离下来而让基因发生沉默，而这种RNA聚合酶是在早些时候附着到基因组DNA上的，以便将它翻译为编码蛋白的mRNA。
RNA集合酶存在多种形式。在进入细胞周期的细胞中，RNA聚合酶II的释放也具有促进细胞产生被称作异染色质的高度浓缩区的作用。在高等有机体中，RNAi是一种更加复杂的一旦建立这种异染色质就对它进行沉默的表观遗传复合体中的一部分。在缺乏RNAi或RNAi失去功能的细胞中，正常情形下沉默的异染色质会被激活。
这项新研究证实缺乏RNAi的细胞不能够精确地进入或维持静止状态，这是因为异染色质区域失去控制，最终杀死细胞本身。
Martienssen说，“我们通过遗传分析发现RNAi不仅与形成和调节异染色质的RNA聚合酶II相互作用，而且也发现在静止细胞中，正是这种RNAi诱导的RNA聚合酶I－－-另一种在转录期间有活性的酶－－-释放能够让静止细胞维持它们的静止状态。”
特别地，释放来自rDNA占据的遗传物质区域中的RNA聚合酶I才是关键之所在。rDNA是编码协助组成核糖体的RNA的DN段。与编码异染色质的DNA非常相类似的是，rDNA是高度重复性的，而且在整个基因组中存在许多拷贝。RNAi释放来自rDNA区域的RNA聚合酶I，并且通过这样做，阻止在维持静止期间异染色质过度积累。

2.Science：利用定制的淀粉样蛋白捕获肿瘤
doi:10.1126/science.aah4949
在研究十年之后，比利时开光实验室（Belgian Switch Laboratory, VIB/KU Leuven）揭示出一种新的定制分子通过淀粉样蛋白形成机制，抑制一种经良好验证过的癌症促进物。这项研究证实淀粉样蛋白结构能够被用来合理地开发一种新类型的能够抵抗一系列疾病的生物技术分子。下一步就是将这种突破性技术（被称作Pept-in）转化为给病人带来的直接益处。
这种新技术的首个验证结果是vascin，即靶向一种众所周知的癌症靶标的定制淀粉样蛋白。简言之，vascin侵入细胞，诱导它的靶蛋白VEGFR2形成蛋白聚集物。这些聚集物是VEGFR2蛋白开始粘附在一起的结果，从而使得该蛋白没有功能性。鉴于VEGFR2在某些癌症的存活中起着至关重要的作用，它的失活会杀死癌细胞和阻止肿瘤生长。
Frederic Rousseau教授说，“人们能够将它比作为利用蜘蛛网捕获肿瘤。通过人工模拟蛋白团块的形成，我们能够抑制在几种疾病中发挥关键性作用的分子。鉴于这种设计原则适合于几乎任何一种蛋白，我们的方法可能不仅用于开发未来的癌症疗法，而且也用于治疗耐药性感染。”

3.Science：多药耐药性感染在囊性纤维化患者中扩散
doi:10.1126/science.aaf8156
在一项新的研究中，来自英国剑桥大学和韦尔科姆基金会桑格研究所的研究人员发现一种在囊性纤维化（cystic fibrosis, CF）病人体内能够导致生命威胁性疾病的而且能够在病人之间进行传播的多药耐药性病原菌感染正变得越来越致命。
作为一种多药耐药性的分枝杆菌物种，脓肿分枝杆菌（Mycobacterium abscessus）最近日渐成为CF病人和其他肺病病人的一种重要的全球威胁。它能够导致一种严重的肺炎，而这种肺炎导致肺部发生加快的炎性损伤，而且可能阻止安全的肺部移植。它也是非常难以治疗的。
如今，通过对来自欧洲、美国和澳大利亚的517名CF病人的1000多种分枝杆菌分离株进行全基因组测序，研究人员证实绝大多数CF病人感染上已在全球扩散的脓肿分枝杆菌的可传播性菌株。进一步分析提示着在医院内，这种感染可能是通过污染的表面和通过空气进行传播的。这对医院的感染控制措施造成潜在严重性的挑战。
利用基于细胞的模型和小鼠模型，研究人员证实这种最近出现的分枝杆菌具有更强的毒性，可能导致病人患上更加严重的疾病。

4.Science：你的出生年份可预测获得流感传染病的几率
doi:10.1126/science.aag1322

在一项新的研究中，来自美国图森市亚利桑那大学和加州大学洛杉矶分校的研究人员发现，你的出生年份可在一定程度上预测你在一种动物起源的流感病毒爆发中如何可能患上严重性疾病或死亡。
研究人员研究了两种禽流感病毒：H5N1和H7N9，其中每种病毒已导致上百人患上严重性疾病或死亡。这两种病毒引发全球担忧，这是因为它们可能在某个时间点上获得突变，从而允许它们不仅轻松地从禽类跳跃到人体中，而且在人宿主之间快速地扩散。
通过分析因这两种病毒毒株感染导致的流感而患上严重性疾病或死亡的每个已知的病例，研究人员发现一个人当在小孩时在他或她首次感染上流感病毒期间碰巧接触到哪种人流感病毒毒株会决定着他或她在未来的感染中，将抵抗哪种新的禽流感病毒毒株。这种“免疫印迹（immunological imprinting）”效应似乎仅仅依赖于在生命中第一次接触到的流感病毒，而且也是难以逆转的。
当一个人首次接触到流感病毒时，免疫系统制造靶向血凝素（hemagglutinin）的抗体，其中血凝素是一种形似棒棒糖的受体蛋白，从流感病毒表面上延伸出来。正如棒棒糖具有不同的颜色和不同的味道，不同的流感病毒彼此之间在它们血凝素上存在差异。但是18种已知的甲型流感病毒血凝素亚型可分为仅仅两种主要的类型。
所有的18种甲型流感病毒血凝素亚型在非人的宿主（主要是鸟类）中传播。但是在过去的一个世纪里，仅有三种亚型－－-H1、H2和H3－－-在人类中传播。在此之前，还没有方法预测这18种亚型中哪种可能通过成功地从动物跳到人类中而导致下次流感流行病，以及哪些年龄组的人将在这种流行病中最为危险。这项新研究通过揭示出免疫交叉保护似乎存在于甲型流感病毒进化树的每个主要的分支中。一种分支包括人H1病毒、人H2病毒和禽H5病毒，而另一种分支包括人H3病毒和禽H7病毒。
在棒棒糖的比喻中，在二十世纪六十年代晚期之前出生的人在小孩时接触到“蓝色棒棒糖”流感病毒：H1或H2。研究人员发现这些年龄大的人群很少感染上禽流感病毒H5N1（具有相同的“蓝色”血凝素），但是经常死于“橙色”禽流感病毒H7N9感染。在二十世纪六十年代晚期之后出生的在小孩时接触到“橙色棒棒糖”流感病毒H3的人表现出类似的情形：他们不会感染上H7N9，但是当接触到与他们童年时的接触不相匹配的H5流感病毒时，会遭受严重性疾病或死亡。
在这项新的研究中，Worobey和共同作者们不仅证实如果病人接触到的流感病毒与他们在小孩时接触到的相匹配的话，那么就存在75%的严重性疾病抵抗率和80%的死亡抵抗率，而且人们能够利用这种信息对H5N1、H7N9和未来流行病的其他潜在病因进行预测。
基于这些发现，Worobey说，未来的研究应当试图阐明这种免疫印迹背后的确切机制，并且发现利用疫苗对它加以修饰的可能方法。

5.Science：蛋白AIM2控制辐射诱导的细胞死亡和组织损伤
doi:10.1126/science.aaf7532
电离辐射主动地杀死分裂细胞，如在肠道和骨髓中的那些细胞。在一项新的研究中，Hu等人发现蛋白AIM2在辐射诱导的组织损伤中发挥着一种病理学作用。AIM2因在检测细胞质中的双链DNA和提醒机体发生感染中发挥的作用而为人所知。它似乎表明AIM2也检测辐射导致的DNA损伤，随后触发肠道上皮细胞和骨髓细胞死亡。AIM2缺乏让小鼠免受辐射诱导的胃肠道综合征和造血功能障碍。

6.Science：揭示大鼠躯体感觉皮质中的发痒神经关联性
doi:10.1126/science.aah5114

发痒的神经关联性是什么？当Ishiyama和Brecht让大鼠发痒时，这些动物产生噪声和其他欢快的反应。在发痒期间，这些作者们观察到在对应于大鼠躯干的深层躯体感觉皮质中观察到神经细胞活性。再者，对这个脑区域进行微刺激会触发相同的行为。正如在人体中的那样，情绪能够调节这种神经元活性。焦虑诱导的情绪抑制这些神经元放电，因而大鼠不再发痒。

7.Science：英国岛屿上的红松鼠被麻风杆菌感染
doi:10.1126/science.aah3783; doi:10.1126/science.aal0145
除了美洲的犰狳之外，麻风感染被认为几乎仅局限于人类。Avanzi等人研究了不列颠群岛红松鼠面部和四肢上的疣生长，结果发现两种导致麻风的有机体物种应该受责备。在英国南方白浪岛上的松鼠群体中的麻风分枝杆菌（Mycobacterium leprae）起源自一种中世纪人类菌株。弥漫性麻风分枝杆菌（M. lepromatosis）是在来自英国其他地方和爱尔兰的红松鼠体内发现的。经证实尽管存在可获得的药物，但是人类麻风很难根除。可能其他的野生动物物种也是这种顽固疾病的储藏所。

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