Science杂志最受关注的文章（4月）

　　

生物通报道：美国的《Science》杂志由爱迪生投资创办，是国际上著名的自然科学综合类学术期刊，与英国的《Nature》杂志被誉为世界上两大自然科学顶级杂志。Science杂志主要发表原始性科学成果、新闻和评论，许多世界上重要的科学报道都是首先出现在Science杂志上的，比如艾滋病与人类免疫缺陷病毒之间的关系，标志性基因组研究成果等。Science杂志近期下载量最多的文章包括：

Mitochondrial endonuclease G mediates breakdown of paternal mitochondria following fertilization

来自科罗拉多大学、香港中文大学等机构的研究人员，在一项新研究中揭示出了线粒体仅仅通过母亲的卵子而非父亲的精子传给后代的机制，这为生物学中一个长期存在而神秘的偏倚提供了新见解。此外，这项研究的一些实验显示，当发育过程中父系线粒体存在的时间长于应该的时间时，胚胎面临更大的致死风险。

存在于几乎所有多细胞动物、植物和真菌的细胞内，线粒体起着重要的作用为细胞生成生存所需的能量。在受精时精子穿透卵子后不久，精子的线粒体被降解，而卵子的线粒体存留下来。


为了更深入地了解这种高度特异的降解模式，研究人员采用电子显微镜和X线断层摄影术研究了发育早期阶段秀丽隐杆线虫中的精子（父系）线粒体。有趣地是，他们发现在被自噬体包围之前父系线粒体就已部分自毁。这表明在父系线粒体自身内部存在另一种机制启动了降解过程。清华****专家薛定Science文章：父亲为何不将线粒体传给后代

Early-branching gut fungi possess a large, comprehensive array of biomass degrading enzymes

来自华盛顿大学医学院等处，和法国国家科学研究院的两个研究组发现了营养不良对肠道微生物的影响，并指出了某些微生物能消除营养不良给身体带来的负面作用。

研究组揭示了营养不良是如何在婴儿肠道中改变微生物种类的组合，继而阻碍儿童的身体成长。此外，他们发现了两种微生物，当它们被植入到肠道微生物群发育与年龄不相称的小鼠肠道内时，可对抗生长受损。第二个研究组发现了两种肠道微生物能通过生长激素信号传导，影响出生后小鼠的生长，缓冲慢性营养不良造成的不良反应。

Microglia development follows a stepwise program to regulate brain homeostasis

这项研究说明了在怀孕期间母亲受到巨细胞病毒（CMV）的感染，影响她自身与胎儿的免疫系统，是如何在数年后提高后代罹患自闭症或精神分裂症风险的。许多年前研究人员在一些流行病学研究中就已经观察到这种神经发育疾病风险增高，并在小鼠模型中进行了证实。

研究发现大脑中免疫细胞的发育与大脑自身的发育同步至关重要。小鼠小胶质细胞过早转换至成年期导致了后来的大脑障碍。尽管这些研究结果是在小鼠身上获得，科学家们推测小胶质细胞与大脑发育之间的协调性遭到破坏促成了人类中自闭症和精神分裂症这类的神经发育障碍风险增高。科学家们认为，在母体中对病毒感染产生的强烈免疫反应可能是扰乱小胶质细胞发育时间的原因。

Structural basis of transcription activation

随着细胞类型或发育阶段的改变，细胞会启动相应基因的转录，读取DNA蕴含的遗传信息。Rutgers大学的科学家们在Science杂志上发表了一项具有里程碑意义的研究成果，首次阐明了特异性转录激活的结构基础，描述了转录激活蛋白与RNA聚合酶的相互作用。

研究显示，转录激活蛋白结合靶基因前面的特定DNA序列，与RNA聚合酶形成魔术贴（Velcro）那样的相互作用，稳定RNA聚合酶与DNA的接触。转录激活蛋白与RNA聚合酶的互作可以分为两个部分，首先转录激活蛋白帮助RNA聚合酶结合DNA双螺旋，随后转录激活蛋白帮助RNA聚合酶解开DNA双螺旋，起始靶基因的转录。Science里程碑成果揭示转录奥秘

The fitness landscape of a tRNA gene

密歇根大学的一个研究小组报告绘制出了第一张全面的基因体内适应度景观图——比以往绘制的图谱要大近100倍。研究人员发现，大约1%的点突变对生物体有益，42%的有害。当两种有害突变相互作用时，相比于两种突变独立发挥作用对生物体造成的伤害通常更大。

研究小组还发现，适应度与正确折叠tRNA分子可预测的部分有着广泛的关联，揭示出了一个适应度景观图的生物物理基础。

The tumor microenvironment underlies acquired resistance to CSF-1R inhibition in gliomas

一项研究表明，肿瘤抵抗癌症治疗并不一定是出了内部问题。研究人员发现，大脑肿瘤与肿瘤微环境的相互作用，也会使其对药物产生抗性。好在用药物靶标相关信号通路可以解决这个问题。

巨噬细胞是一种吞食残骸的白细胞，大量存在于GMB肿瘤中，常常表达高水平的CSF-1（集落刺激因子）。Daniela Quail及其同事在小鼠模型中展示，用药物BLZ945抑制CSF-1会导致肿瘤退缩。不过，大部分GBM肿瘤最终会对BLZ945发展出抗性。这一发现非常有意义，因为靶标CSF-1的癌症药物正处于临床试验阶段。

进一步研究显示，GMB复发与PI3-K活性增强有关，而PI3-K活性增强是环境推动的，即巨噬细胞分泌的IGF-1。研究人员证实，BLZ945与PI3-K或IGF-1抑制剂结合，可以显著延长小鼠的生存时间。这项研究为人们揭示了一个依赖于肿瘤微环境的抗性机制。

Synthetic evolutionary origin of a proofreading reverse transcriptase

自从发现逆转录以来，科学家们一直利用它来更好地了解与遗传疾病和人类健康其他方面有关的遗传信息。然而，现有RNA测序技术的易出错性仍然是科学家们面对的一个问题。

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发出了一种修复技术，第一次使得RNA能够精确地进行校对。这一新技术是一种不仅能执行逆转录，还能在复制遗传密码时“校对”其工作的酶。这种酶使得第一次能够以近乎完美的精度复制大量的RNA信息。

研究小组利用定向进化设计出了这种新酶，来训练一种高保真（校对）DNA聚合酶利用RNA模板。这种叫做RTX的新酶保留了高精度和高效的校对功能，同时能够复制RNA。它将精度提高了至少3倍，并有可能达到10倍的精度。这种新酶可以提高利用来读取细胞RNA的一些方法。创新技术大大提高RNA测序精度

（生物通）