Science杂志最受关注的文章（8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：

The plateau of human mortality: Demography of longevity pioneers

研究团队追踪了近4000名意大利人死亡轨迹，截止到2009年至2015年，他们的年龄都在105岁及以上。结果发现，这些百岁老人的生存机会一旦超过105岁竟然开始趋于平稳。

《Science》杂志报道了这项富有挑战性的研究，因为在过去，科学家们声称人类寿命有一个最终的截止点，比如，分子遗传学家Jan Vijg等人总结，人类的“死亡之墙”在115岁，125岁以上幸存概率小于千分之一。再比如，有历史记录的最长寿的人，来自法国的Jeanne Calment死于1997年，享年122岁。

“我们的数据显示，人的寿命目前还没有固定的限制，”加州大学伯克利分校人口统计学和统计学荣休教授、文章通讯作者Kenneth Wachter说。“这是因为，我们不仅看到了随年龄增长的死亡率恶化，也看到了随时间推移的存活率提高。”

具体而言，年龄在105岁至109岁超世纪老人之中，每年的死亡机会为50/50，而且超过预期寿命的平均值为1.5年，活到110岁的预期寿命率是相同的，说明105岁以上超世纪老人的寿命呈现平稳状态。人类寿命可能没有极限

Mixed tailing by TENT4A and TENT4B shields mRNA from rapid deadenylation

在任何时间，细胞可靠地抑制特定蛋白质的一种方法是控制mRNA降解。mRNA一般会带一个尾巴，最近，韩国基础科学研究所RNA研究中心的科学家鉴定了由几种核苷酸混合组成的尾巴是如何长时间保护mRNA不被降解的。这些发现，为致病基因调控提供了新的见解。

mRNA是一种有重要功能的微妙分子，它从细胞核转运DNA包含的遗传信息到细胞质生产蛋白质。当基因转录成信使RNA（mRNA）时，mRNA会被赋予一条尾巴，作用是防止预成熟降解。

直到最近，mRNA尾还被认为是由数百个腺苷（A）单磷酸核苷酸链组成，因此被称为poly A尾。特定的酶通过添加和修剪A末端来延长或缩短尾巴。：poly A聚合酶添加大约200个左右的A；脱腺苷酸酶，如CNOT复合体从尾尖的A开始，随时修剪poly A尾。

近期研究人员发现一些插入A的聚合酶竟然可以同时添加G、U和C，从而制造混合尾巴。特别是，在mRNA加尾时，TENT4A/B核苷酸转移酶能间歇性地添加G。有趣的是，在细胞中G的定位主要位于尾部末端，或者与末端相邻的位置。细胞为什么如此安排？研究人员推测，当尾部遇到G时，酶就会停滞对polyA尾进行修剪。换言之，G的插入可以保护polyA尾，减慢修剪速度。不简单的mRNA尾

Ethylene-gibberellin signaling underlies adaptation of rice to periodic flooding

到目前为止，植物已经进化成为可以适应各种恶劣环境。然而，虽然水对于植物的生存至关重要，但是大量的水会导致植物被淹没，特别是在东南亚地区，每年有长达4至5个月的时间的恶劣水淹环境，这对于农作物无疑是灭顶之灾。

近期来自日本东北大学，美国康奈尔大学等处的研究人员发表了题为“Ethylene-gibberellin signaling underlies adaptation of rice to periodic flooding”的文章，通过全基因组关联研究，找到了水稻适应深水的关键基因：SD1（SEMIDWARF1），这对于了解水稻淹水适应机制，以及培育抗逆农作物都具有重要意义。

在这篇文章中，研究人员发现当水稻被淹没时，气态植物激素乙烯会产生，并积聚在体内，随后会出现大量的SD1蛋白质，这是一种酶蛋白，能合成赤霉素（一种具有延长植物高度功能的植物激素）。虽然一般的水稻也会产生SD1蛋白，但是浮稻SD1蛋白的酶活性更高。

研究人员认为这是一种“乙烯-赤霉素接替”的新机制，即在水淹时，气态的植物激素乙烯会在植物体内累积，它会诱导可促发SD1增加GAs生成的一种转录因子的表达；GA4是GAs中的一种，它会促使水稻茎秆的快速生长。对不同稻种进行的演化分析提示，这一现代洪泛区稻种来自对孟加拉野生稻祖先的选择性培育。

研究人员还通过比较各种水稻的SD1遗传信息，发现SD1基因的变异株在人类挑选的水稻适应性策略中起着协同作用。

The hippocampal engram maps experience but not place

说到记忆，可不仅仅是“位置、位置、位置”。7月27日的Science杂志报道了一篇新研究，证明大脑并不会将所有记忆都储存在海马“位置细胞”中，因为，海马里有一类非常低调的细胞子集，它们与记忆位置无关，主要功能是记录事件上下文或片段插曲。

众所周知，海马是“空间辨识细胞（place cells，位置细胞）”的领地，发现它们作为空间地图的功能的研究成果曾被授予2014年诺贝尔生理或医学奖。

另一方面，海马中的印记细胞（engram cells）被认为是经验记忆储存的物理硬盘。“神经科学仍然困惑于印记的概念，“日本理化研究所脑科学中心的Thomas McHugh说。”我们虽然知道哪些细胞在何时激活，但我们仍不清楚它们是如何发挥功能的。“

有人假设记忆印记只是一些位置细胞，Thomas McHugh课题组认为也许还有另一种解释。他们使用光遗传学方法鉴定当小鼠被放入笼中，短时间回忆所处环境时的大脑活跃情况，发现这些细胞只占海马位置细胞中一小部分，当小鼠开始到处探索时，细胞才会被更大范围地激活，很明显，是现实世界使脑内细胞激活了。

大量细胞激活分析表明，大多数位置细胞在小鼠进入笼中的初始和后续探索都保持了同一空间图，但是印记细胞在两个时间点之间的活动没有相关性。唯一的例外是在极早期进入笼子时，这些细胞的活跃方式才比较类似，研究人员推测这种细胞可能参与了上下文回忆。

Structure basis for RNA-guided DNA degradation by Cascade and Cas3

康奈尔大学，哈佛医学院，中国药科大学的研究人员利用冷冻电镜获得了分辨率分别为3.7和4.7Å的pre-nicking和post-nicking状态下的Type I-E Cascade/R-loop/Cas3复合体的晶体结构。这对于解析CRISPR-Cas系统中RNA如何指导DNA进行降解提出了新观点。

CRIPR-Cas系统近年来成为基因编辑领域的最热门的研究方向。其中Ⅰ型CRISPR-Cas系统其最大的特点就是通过Cascade复合体和Cas3分别在双链DNA上连续的靶点搜索和降解的过程。

Cascade复合体对DNA靶点的搜索是由crRNA引导的，而Cas3是一个核酸酶-解旋酶融合酶可以对靶点DNA进行解螺旋和切割。研究人员利用冷冻电镜获得了分辨率分别为3.7和4.7Å的pre-nicking和post-nicking状态下的Type I-E Cascade/R-loop/Cas3复合体的晶体结构。

研究人员通过这两个晶体结构从而知道为何Cas3可以特异性识别R-loop形成的Cascade而不会发生脱靶，并且揭示了Cas3是如何从起始的nicking模式转变成为DNA降解模式。这对深入研究CRISPR-Cas系统的分子机制有着重要的意义。

此项工作通过冷冻电镜解析了Type I-E Cascade/R-loop/Cas3复合体的晶体结构，深入研究了Type I-E CRISPR-Cas系统中crRNA引导的DNA降解的具体生物学过程。

(生物通)