中国科学家12月参与发表多篇Nature文章

【字体: 时间:2018年12月30日 来源:生物通

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生物通报道:12月中国学者参与的多项研究在Nature杂志及其重要子刊上发表,其中包括一种新型的冷冻电镜三维重构算法,新型降胆固醇化合物,以及白质束形成小生境微环境,促进GSC的核心干转录因子表达的新机制。

首先清华大学生命科学学院的研究人员介绍了一种基于粒子滤波的鲁棒的冷冻电镜三维重构算法框架,这种方法通过将电子工程应用中的粒子滤波算法引入到冷冻电镜三维重构中,大幅提高了对系统参数的搜索能力和对系统误差的容忍度;通过进一步融合高性能计算的方法,最终实现了对生物大分子结构高效高精度的三维重构。

这套新算法对高维参数的搜索具有更好的鲁棒性,可以自适应地进行参数的自动调整,以及通过引入一套新的权重机制大幅提高了对系统误差的容忍度。这些优势的整合,使整个系统具有很好的鲁棒性,更适用于未来自动化的运行工作模式。

同时,在算法的实现过程中,深度融合了大规模并行计算的思路和方法,从而使整个系统具有极高的运算效率,和近乎理想的并行计算性能。未来该系统将能够高效运行于小到一个工作站,大到“太湖之光”这样的超大规模计算系统,适应生命科学研究和药物设计的大量结构测定需求。

这项工作是三个不同学科研究组交叉研究的阶段性成果,团队正在利用新型的统计推断和机器学习算法将这一工作扩展到对细胞或者细胞器结构的原子分辨率三维重构上去。

清华大学三个研究组发表Nature Methods:一种新型的冷冻电镜三维重构算法

来自武汉大学生命科学学院的宋保亮教授一直从事胆固醇代谢调控及代谢性疾病发病机制的研究,近期他与华东师范大学的研究人员合作发现了一个强效的促进羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoA reductase,HMGCR)降解的化合物Cmpd 81,Cmpd 81能减少他汀诱导的HMGCR蛋白的累积和降低胆固醇水平。

在这篇文章中,研究人员经过一系列化合物设计、优化和活性分析,发现了一个活性很强的促进HMGCR降解的化合物Cpmd 81。

他们通过进一步的机制研究表明Cmpd 81化合物通过促进HMGCR蛋白的泛素化修饰,从而降解他汀诱导的HMGCR蛋白。在高胆固醇血症和动脉粥样硬化小鼠模型中,Cmpd 81可降低胆固醇水平和减少动脉粥样硬化斑块的形成;Cmpd 81和他汀联合应用时,可进一步降低胆固醇水平和减少动脉粥样硬化斑块的形成。

这一研究成果表明诱导HMGCR蛋白降解是降胆固醇的新策略,尤其和他汀类药物联合在心血管疾病的治疗方面具有广泛的应用前景。该研究相关的筛选系统和化合物均已申请专利。

此外,来自陆军军医大学(第三军医大学)附属西南医院的研究人员发现白质束能通过Jagged1激活GSC中的NOTCH1-SOX9-SOX2正反馈环。这种相互作用可为GSC提供某些生存优势。因此研究人员认为白质束可以作为脑肿瘤的治疗靶标。

研究人员在一组胶质瘤患者中发现这种正反馈环路与不良预后相关。而且抑制Notch信号传导,能减弱了GSC的白质。这些发现都表明了NOTCH1-SOX2正反馈环调控了GSC沿白质束的入侵。

这项研究指出白质束通过Jagged1激活GSC中的NOTCH1-SOX9-SOX2正反馈环。这种相互作用可为GSC提供某些生存优势。因此,该研究提出白质束形成小生境微环境,促进GSC的核心干转录因子的表达,并代表脑肿瘤中的治疗靶标。陆军军医大学最新发表《Nature Neuroscience》文章


(生物通)

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