Cell杂志最受关注的五篇文章（10月）

　　

生物通报道：Cell创刊于1974年，现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一，并陆续发行了十几种姊妹刊，在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主，许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前五名下载论文为：

Physical and Functional Compartmentalization of Archaeal Chromosomes

这项由印第安纳大学的研究人员领导完成的研究是第一个发现人类和古细菌染色体组织之间相似性的研究。这一发现可以帮助在研究中利用古细菌来理解与细胞基因表达错误相关的人类疾病，例如癌症。

人类和古细菌染色体具有类似的DNA簇，这一点非常重要，因为某些基因就是根据它们的折叠方式激活或失活。

“DNA的错误捆绑或'折叠'可导致错误的基因被打开或关闭，”Bell说，“研究表明，在人类细胞生长过程中，打开或关闭错误的基因可导致基因表达的变化，最终可能致癌。”

古细菌是简单的单细胞生物，组成了地球上三个生命领域之一。虽然在包括人体在内的各种环境中都发现了古细菌，但与其他两个领域：细菌和真核生物，包括人类等哺乳动物相比，人们对古生物知之甚少。它们在遗传水平上也比真菌更接近于真核生物。

这项研究是第一个解析古细菌染色体中DNA组织的研究。研究发现关键的相似之处在于DNA的排列方式，或者称为“离散区室化” （基于它们的功能）。

“当我们第一次看到古生物DNA的相互作用模式时，我们感到震惊，”Bell说，“它看起来就像人类DNA一样。”

这项研究也是第一个描述在细胞生长过程中组装古细菌DNA的蛋白质的研究。研究人员将这种大蛋白复合物称为“coalescin”，因为它与真核生物中的一种叫做“缩合蛋白”的蛋白质相似。

这一研究指出了古细菌作为研究人类细胞生长过程中DNA组织的模型，以及用于研究这些组织与引发癌症的基因激活之间的关系，有它的优势——古细菌相对简单。

“人体细胞非常复杂，了解控制DNA折叠的规则极具挑战性，古细菌的简单性意味着它们有可能成为一个极好的模型来帮助理解人类的基本的，但更复杂的细胞过程。”

这项研究是使用硫化叶菌（Sulfolobus）进行的，这是一种在极高温度下繁殖的古菌属，因为它们的物理耐久性使它们更容易在实验中使用。这种细菌遍布全球，比如圣海伦山火山和黄石国家公园的温泉等地。

The piRNA Response to Retroviral Invasion of the Koala Genome

麻省大学医学院和澳大利亚昆士兰大学的研究人员进行的一项新研究在考拉身上发现了一种前所未有的动物免疫应答类型。

这些科学家本来是专注于席卷澳大利亚考拉种群的逆转录病毒KoRV-A研究，结果意外的发现了考拉采用了一种新颖的基因防御系统，抵抗逆转录病毒的感染。这种新颖的遗传反应控制了考拉种系中病毒的产生，这是一种以前未曾描述过的机制，可与哺乳动物众所周知的先天免疫应答相提并论，并且这一发现为脊椎动物的遗传进化，以及与入侵逆转录病毒之间的相互作用提供了新的思路。

这一研究发现公布在Cell杂志上。研究人员指出种系的逆转录病毒感染在进化过程中已发生过很多次，但在世代时间尺度上却很少见。

Rapid Generation of Somatic Mouse Mosaics with Locus-Specific, Stably Integrated Transgenic Elements

由Cedars-Sinai医学院领导的一个团队设计了一种快速遗传改变实验室小鼠和人体细胞的新方法，他们利用这种方法生成了儿童神经胶质瘤（一种侵袭性的儿童恶性脑癌）的个性化动物模型。

该新方法克服了目前技术中的若干缺点。比如使实验室更容易精确修改用于研究的小鼠，得到可靠的结果，特别是那些涉及由多种遗传变异驱动的癌症的小鼠。

“我们的方法可以想象成一个不断发展的平台，”文章通讯作者，再生医学研究所助理教授Joshua Breunig博士说，“我们希望不断采用新方法来制造一种用于肿瘤建模的‘瑞士军刀’，适用于多种类型的组织。”

MADR方法是将单拷贝遗传物质插入小鼠胚胎或新生小鼠细胞中染色体上特定位点。每次遗传改变或突变都可能导致蛋白质停止运作，或者获得新的异常功能。使用MADR，科学家能够将两种类型的突变引入同一只小鼠。

这些突变再现了提供遗传物质的患者的小儿胶质瘤肿瘤中发现的复杂基因表达模式和病理学。此外，MADR能够准确地模拟另一种侵略性类型的小儿脑肿瘤：室管膜瘤。重要的是，该方法精确靶向正确的组织，不会影响其他组织。

Integrated Proteogenomic Characterization of HBV-related Hepatocellular Carcinoma

慢性乙肝病毒（hepatitis B virus，HBV）感染是导致我国肝癌发生的最主要原因，约85%的肝癌患者携带HBV感染标志1。肝癌的发生发展是一个非常复杂的生物学过程，受到机体的系统性调控，基因突变会对HBV相关肝癌的表型产生怎样的影响，目前这方面的研究报道较少，亟待深入探究。同时，新药研究需要进行“源头创新”，对肝癌的精准分子分型及分型相关的潜在生物标志物和药物靶标进行研究，将有助于肝癌的个性化药物研发。

来自中国科学院上海药物研究所的周虎课题组与复旦大学附属中山医院樊嘉院士课题组、中国科学院生物化学与细胞生物学研究所高大明课题组合作，发表了题为“Integrated Proteogenomic Characterization of HBV-related Hepatocellular Carcinoma”的文章，通过对159例感染HBV的肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）病人的癌组织和配对癌旁肝组织样本进行了蛋白基因组（proteogenomics）研究，检测和整合分析基因突变、拷贝数变异、基因表达谱、蛋白质组及磷酸化蛋白质组等多维度数据，完整地揭示了肝癌的分子特性，全面解析了肝癌的发生和发展机制，为肝癌的精准分型与个体化治疗、疗效监测和预后判断提供了新的思路和策略。

这一研究发现公布在10月3日的Cell杂志上。文章通讯作者分别为樊嘉院士、周虎研究员和高大明研究员。

Interspecies competition impacts targeted manipulation of human gut bacteria by fiber-derived glycans

华盛顿大学圣路易斯医学院的一项新研究表明，某些与健康有关的人类肠道微生物与饮食中的膳食纤维类型密切相关，某些类型的膳食纤维能令这些微生物茁壮成长。

文章通讯作者，华盛顿大学医学院的微生物学家Jeffrey I. Gordon博士说，“纤维被认为是有益的。但纤维实际上是许多不同成分的非常复杂的混合物。此外，在食品生产过程中以不同方式加工的不同植物来源的纤维具有不同的成分。不幸的是，我们没有对这些差异及其生物学意义的详细了解。我们都知道，现代西方饮食中纤维含量低，这种缺乏纤维的饮食习惯与肠道重要成员的丧失有关。”

“我们正处于食品科学革命之中，现在科学家们可以通过先进的分析工具识别各种食品中存在的天然分子。由此产生的食品成分百科全书，有助于了解肠道微生物如何能够检测和转化这些成分，使其成为满足自身需求的产品。”

（生物通）