《Nature》11月最受关注的五篇论文

【字体: 时间:2018年11月07日 来源:生物通

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  不少研究表明,NAD+的浓度在衰老过程中会降低,而且如果恢复体内的NAD+水平可以保持健康,甚至延长寿命,因此,这种分子已经成为营养学,医学甚至制药学等众多研究领域的焦点。

  

英国著名杂志《Nature》周刊是世界上最早的国际性科技期刊,自从1869年创刊以来,始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众,让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。近期《Nature》下载论文最多的十篇文章(2018年10月7日 ~ 2018年11月6日):

De novo NAD+ synthesis enhances mitochondrial function and improves health

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)是我们体内最重要的生物分子之一,也是我们饮食摄入营养的主要成分。不少研究表明,NAD+的浓度在衰老过程中会降低,而且如果恢复体内的NAD+水平可以保持健康,甚至延长寿命,因此,这种分子已经成为营养学,医学甚至制药学等众多研究领域的焦点。

但是这种分子在体内为何会减少,从而不能在衰老过程中发挥作用呢?

瑞士洛桑联邦理工大学生物工程研究所的Johan Auwerx等人发现了其中的奥秘:如果阻断一种酶,就能增加肾脏和肝脏中NAD+的生产。

Nuclear cGAS suppresses DNA repair and promotes tumorigenesis

cGAS,名为环鸟腺苷酸合成酶,是DNA识别受体,由美国著名华人学者陈志坚教授首次鉴定发现,在DNA识别和固有免疫领域具有里程碑意义。该合成酶能促进I型干扰素和免疫因子产生。

这个人体内的合成酶具有“善恶两面性”,如果它置身于细胞浆内,通常做好事,能抗感染、激活免疫应答;一旦从胞浆内逃逸进入细胞核内,就开始作恶,抑制细胞的DNA修复,从而促进肿瘤发生。

同济大学医学院、同济大学附属肺科医院戈宝学教授,同济大学生命科学与技术学院、同济大学附属第一妇婴保健院毛志勇教授合作研究团队的这一重要发现10月25日在线发表于国际顶尖学术期刊《自然》(Nature),首次系统阐释了cGAS完全独立于DNA识别功能的细胞核内的全新功能,由此为基于干预cGAS进入细胞核而开发新型抗肿瘤药物提供了理论基础。

Shared and distinct transcriptomic cell types across neocortical areas

Distinct descending motor cortex pathways and their roles in movement

这两篇同系列文章完成了一项迄今为止最全面的大脑研究:他们将来自大脑皮质,最外层的保护层和大脑的认知中心的细胞分成了133种不同的“细胞类型”,这为理解大脑中细胞类型的完整列表迈进了重要的一步。

这一发现基于艾伦研究所15年的工作,揭示了许多罕见的脑细胞类型,并为发现两种罕见神经元类型的新功能奠定了基础。

大脑是一个复杂且重要的器官,到目前为止,科学家们还很难理解哺乳动物的大脑是如何做到的。他们甚至不知道它是由什么构成的。

在其中一项最新研究中,研究人员想出了一种方法,通过分析来自近24,000只小鼠的1亿脑细胞的基因来描述这些成分,由此创建了133种细胞类型的清单。研究人员表示,由于该研究从这么多细胞中捕获了成千上万个基因的活动,并且几乎完成了视觉和运动区域的研究,因此其他区域可能会遵循类似的组织规则。

在另外一篇文章中,霍华德休斯医学研究所的Janelia研究部的研究人员利用基于基因的分类和关于神经元形状的其他信息,揭示了运动中涉及的两种新型神经元。 研究人员检测了移动小鼠中这些不同神经元的活动,发现一种关于计划运动的细胞类型,另一种则用于触发运动本身。Nature封面文章:最全面的大脑“清单”

Functional genomic landscape of acute myeloid leukaemia

经过五年多时间,俄勒冈健康科学大学(OHSU)的一个研究小组收集了672份患者样本,发布了针对白血病的最大癌症数据集。

急性髓细胞白血病(AML)存活率很低:只有不到25%的患者可以存活5年以上。开发有效的、有针对性的AML治疗已被很多实验室/制药公司证明极具挑战性。事实上,AML不止是一种单一疾病,它有许多类型,而它的护理标准,在过去40年里基本没有变化。

OHSU骑士癌症研究所主任Brian Druker医学博士是领导这项事关科研和临床大型研究的主要负责人之一。Druker说,这项研究由白血病和淋巴瘤协会(LLS)发起,隶属于多机构合作的Beat AML倡议的一部分,骑士癌症研究所是与LLS合作寻求新疗法的全国著名的几个癌症研究所之一。《Nature》最大白血病数据集

Metal-free ribonucleotide reduction powered by a DOPA radical in Mycoplasma pathogens

最新一项研究表明,支原体病原体可以以独特的方式制造DNA,保护它免受我们免疫系统的攻击,这一发现有利于科学家们寻找新的途径来对抗这种病原体。

每次细菌分裂的时候,它们都需要复制整个DNA,因此需要大量的DNA构建基础元件,其中也包括了合成酶RNR(核糖核苷酸还原酶)。

脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸产生的,是RNA的构建模块——在基因表达中行使许多重要角色的分子。RNR,催化核糖核苷酸到脱氧核糖核苷酸的转化,在进化上是一个古老的酶,一直都负责最早的生命形式(以RNA为基础)到以DNA为基础的生物体的转换。

由于这种酶的重要性,科学家们早在50多年前就已经开始探索RNR,他们发现包括所有的生物体,从人类到细菌,RNR都需要金属离子才能发挥作用。而我们的免疫系统用来对抗入侵细菌的一个通用原则就是让它们由于缺乏金属而饿死。

在最新研究中,研究人员发现了这种的无金属核糖核苷酸还原,这个过程由支原体病原体中的DOPA自由基驱动,他们发现这种类型的RNR不需要金属,而是通过修饰后的氨基酸自由基引发化学反应。自由基是具有奇数电子的分子,它们具有很强的活性。

不少利用这种新型RNR的细菌都是一些侵入呼吸道和生殖道的粘膜表面的支原体病原体,它们无需金属,这种特殊的方式可以帮助它们更快的构建DNA,从而使细菌能够存活和繁殖。

“令人惊讶的是,进化是如何找到这个问题的替代化学解决方案的,我们认为没有金属是不可能的。当然,这也意味着需要新的途径来对抗利用这种策略的病原体”,文章作者之一,Martin Högbom说。

(生物通)













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