Science杂志最受关注的文章(4月)

【字体: 时间:2019年04月15日 来源:生物通

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  星形胶质细胞是中枢神经系统中的非神经元细胞,其支持及调节了神经元的功能。2013年,杜克大学的研究人员证实星形胶质细胞是中风或脑损伤后止血和促进修复的必要条件。

  

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:

Neurons diversify astrocytes in the adult brain through sonic hedgehog signaling

星形胶质细胞是中枢神经系统中的非神经元细胞,其支持及调节了神经元的功能。2013年,杜克大学的研究人员证实星形胶质细胞是中风或脑损伤后止血和促进修复的必要条件。

一项研究表明,成年小鼠大脑中的一些神经元塑造了附近星形胶质细胞的一些特征和生理。加拿大麦吉尔大学的研究人员和同事们,鉴别出由神经元分泌的一种叫做sonic hedgehog (Shh)的分子信号促成了这些改变。

“这篇论文令人兴奋之处在于,细胞在已经确立了在大脑中的形态和位置后,其命运有可能由它与邻居之间的互作所决定。且这种转换并非微不足道,它似乎从根本上重组了细胞的转录组。”

哺乳动物大脑有各种星形胶质细胞,执行多种多样专门的功能。新研究的领导者、麦吉尔大学的Keith Murai说,这种多样性很大程度上被认为是在胚胎发育及出生后早期发育过程中建立起来的。“但在那以后,人们认为这些细胞的一些特征在它们往后的一生中都是固化的。”

MuraiI和同事们却持不同的观点。“某些神经回路周围的星形胶质细胞如此特化,很难想象所有这些细胞的特性都是在发育中的这一时间点所决定。毕竟,神经回路自身直到很久以后才完全形成。”

为了调查围产期之后星形胶质细胞的身份是否有可能继续被塑造,Murai研究小组搜寻了在成体神经元和星形胶质细胞中有可能控制了继续发育的基因产物。为了简化问题,研究人员将焦点放到了小脑皮质上:在这一区域只存在两种星形胶质细胞:Bergmann胶质细胞,其环绕着浦肯野细胞(PCs)的神经冲动接收区;和velate星形胶质细胞(VAs),其围绕着颗粒细胞(GCs)。他们的搜寻结果揭示出了许多的候选因子,而有一个信号通路浮现了出来:Shh信号。

High-fructose corn syrupenhances intestinal tumor growth in mice

糖真的会直接促进癌症的生长吗?贝勒医学院和康奈尔大学医学院领导的一项研究表明,对于这个问题的答案,至少在小鼠身上是肯定的。研究人员指出每日摄入一定量的高果糖玉米糖浆(high-fructose corn syrup,高果糖浆),也就是相当于每天饮用约12盎司含糖饮料的个体,会加速肠道肿瘤的生长,这种作用与肥胖不同。

领导这一研究的是贝勒医学院Jihye Yun博士,她表示,“越来越多的观察性研究指出了饮用含糖饮料,肥胖和结直肠癌风险之间的关系,但是目前的观点是认为这主要因为摄入过多糖会导致肥胖,确实,肥胖增加了包括结肠直肠癌在内的多种癌症的风险,然而我们不确定是否存在直接和因果联系。”

Science真正证明糖与癌症之间的直接作用关系

Motor cortical control of vocal interaction in neotropical singing mice

来自麻省理工学院的进化发育生物学家Mansi Srivastava研究组近期发现了大量调控全身再生基因的DNA开关。

他们采用的是three-banded panther worms,一种研究再生的模式动物,研究发现一段非编码DNA可以调控一种被称为早期生长反应(early growth response,EGR)的“主控基因”,一旦EGR被激活,就可以调控其它基因,打开或关闭许多生理过程。

Srivastava表示,“观察自然界经常会提出这样一个问题,那就是为什么壁虎能做到,为什么我们不能?有许多物种可以再生,也有许多物种不能再生,事实证明,如果你比较所有动物的基因组,就会发现我们大多数的基因其实都差不多,因此我们认为这其中的答案可能并不是说某些基因是否存在,而是它们如何连接在一起的,也就是答案来自于基因组的非编码部分。”

“要使这个过程起作用,细胞中的DNA通常需要被紧密折叠和压实,”文章的另外一位作者,Andrew Gehrke说,“基因组中许多包装非常紧密的区域实际上变得可以更开放,因为那里有监管开关,打开或关闭基因。因此,本文的一个重要发现就是基因组实际上处于一种非常动态的状态中,在再生过程中真正发生变化的是不同的区域。”

Designer membraneless organelles enable codon reassignment of selected mRNAs in eukaryotes

科学家们第一次将复杂的翻译过程设计成一个哺乳动物细胞中的人工合成细胞器。欧洲分子生物学实验室(EMBL)的Lemke小组与JGU Mainz和IMB Mainz合作进行了研究,利用这项技术创造了一种无膜细胞器,可以利用天然氨基酸和合成氨基酸构建蛋白质,具有新的功能。他们的研究结果发表在3月29日的Science杂志上,使科学家能够更详细地研究、调整和控制细胞功能。

在进化过程中,新细胞器的发展使得细胞和生物体变得更加复杂,这是因为它们能够将细胞过程分类到特定的进化热点中。“我们的工具可以用于工程学上的翻译,但也可能用于其他细胞过程,如转录和翻译后修饰。这甚至可以让我们设计出新型的细胞器,扩展复杂生物系统的功能。”EMBL和JGU Mainz的博士生,该文章的共同第一作者Christopher Reinkemeier说,“举例来说,我们可以通过含荧光分子基团的氨基酸,利用成像方法窥视细胞内部。”

“细胞器可以利用合成的非典型氨基酸来制造蛋白质。目前我们知道有300多种不同的非标准氨基酸,而天然存在的只有20种氨基酸。我们将不再局限于自然界存在的氨基酸,”文章的共一作Gemma Estrada Girona说。“我们介绍的新颖之处是能够在有限的空间中使用它们,即细胞器,这样将对宿主的影响降到最低。”Science首个人工合成细胞器为细胞带来了新的功能

(生物通)



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