Cell杂志最受关注十篇文章（2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》前十名下载论文为：

Degradation of Phage Transcripts by CRISPR-Associated RNases Enables Type III CRISPR-Cas Immunity

当一些细菌设法保护自身免受病毒侵袭时，它们会采用一种看似冒险的策略：等到入侵病毒已开始复制之时。洛克菲勒大学的研究人员在一项研究中，阐明了细菌在延迟采取行动后利用两种新发现的酶来对抗感染的机制。

细菌学实验室主任及助理教授Luciano Marraffini说：“病毒感染可以杀死细菌细胞——但在某些情况下，病毒遗传材料也可以提供一些利益，例如对抗其他的病毒。有害的病毒会立即启动复制，但有益的病毒会将自身植入到细菌基因组中。通过采用一种等待观望（wait-and-see）的策略，容忍感染的初始阶段，细菌能够做出明智的选择。”

这项发表于《细胞》（Cell）杂志上的研究，帮助解释了尽管响应迟缓细菌却能够成功清除有害感染的机制。在未来，这有可能会促使开发出一些新方法来对抗感染疾病及实现其他的潜在应用。Cell发布CRISPR重要新发现

Hallmarks of Cancer: The Next Generation

这篇综述性文章的重要性可从其长期占据榜单中窥见一斑：Weinberg教授继之前的癌症综述后，又发表了一篇升级版综述——Hallmarks of Cancer: The Next Generation，这篇同样也是与Douglas Hanahan合作的论文长达29页，简述了最近10年肿瘤学中的热点和进展，包括细胞自噬、肿瘤干细胞、肿瘤微环境等等，并且将原有的肿瘤细胞六大特征扩增到了十个，这十个特征分别是：

自给自足生长信号（Self-Sufficiency in Growth Signals）；抗生长信号的不敏感（Insensitivity to Antigrowth Signals）；抵抗细胞死亡(Resisting Cell Death)；潜力无限的复制能力(Limitless Replicative Potential)；持续的血管生成(Sustained Angiogenesis)；组织浸润和转移(Tissue Invasion and Metastasis)；避免免疫摧毁(Avoiding Immune Destruction)；促进肿瘤的炎症（Tumor Promotion Inflammation）； 细胞能量异常（Deregulating Cellular Energetics）；基因组不稳定和突变（Genome Instability and Mutation）。

LRRC8 proteins form volume-regulated anion channels that sense ionic strength

早在几十年前人们就发现细胞膜上存在某种离子通道，防止细胞摄入太多水而过度膨胀。这种减压阀被命名为VRAC（体积调控的阴离子通道）。当细胞膨胀时VRAC就会开启，允许氯离子和其他一些带负电的分子流出。这时水分子也会跟着流出，最终减轻细胞的膨胀。后来，人们逐渐意识到VRAC对人体健康也很重要。有研究表明，VRAC与中风诱导的脑损伤、糖尿病、免疫缺陷甚至癌症抗性有关。

研究显示，VRAC是一个由五种蛋白亚基组成的复杂结构，亚基组合决定了VRAC的减压性能。研究人员还发现，激活VRAC的并不是细胞本身的物理膨胀，而是水流入细胞导致的低离子浓度。Cell解决数十年细胞生物学谜题

Ebola Viral Glycoprotein Bound to Its Endosomal Receptor Niemann-Pick C1

这篇文章是国内学者的新成果：中国科学院微生物研究所、中国疾病预防控制中心副主任高福研究团队的文章从分子水平阐释了一种新的病毒膜融合激发机制(第5种机制)，这种新型机制与之前病毒学家们熟知的4种病毒膜融合激发机制都大为不同，成为近年来国际病毒学领域的一大突破；该研究还为抗病毒药物设计提供了新靶点。

埃博拉病毒是一类囊膜病毒，其对宿主的入侵可以分成两个重要步骤，首先是病毒粘附到宿主细胞膜表面，然后是病毒通过细胞内吞进入细胞内部，形成内吞体，在内吞体内，病毒发生膜融合过程，释放自身遗传物质。

高福团队的研究发现，人T细胞免疫球蛋白黏蛋白分子不与埃博拉病毒囊膜表面糖蛋白直接相互作用，而是通过结合病毒囊膜上的磷脂酰丝氨酸分子来促进病毒感染。在此基础上，高福团队进一步探索埃博拉病毒进入细胞后在内吞体里发生的入侵机制，率先解析了埃博拉病毒是如何利用细胞内吞体膜上的受体分子，来使得病毒囊膜与内吞体膜发生融合，从而把自身遗传物质输送入细胞内的。

Cryptochromes Interact Directly with PIFs to Control Plant Growth in Limiting Blue Light

尽管看似被动，植物会相互发动战争，使自己比竞争者更快速地生长并吸收阳光。如果一株植物被另一株所遮蔽，它会失去生存所必需的阳光。

为了躲避这种致命的遮蔽，植物具有一些光感受器，在遭到其他植物遮蔽的威胁时可以拉响内部警报。它们的感受器可以检测红光和蓝光耗尽来区别附近侵犯的植物及浮云。

Salk研究所的科学家们发现了植物一种评估遮蔽量，以比具有威胁性的邻居更快的速度生长的方法，这一研究发现可以利用来提高作物产量。这项研究阐明了植物中的分子传感器如何检测蓝光耗尽来触发加速生长以战胜竞争植物的机制。

Functional Genomic Landscape of Human Breast Cancer Drivers, Vulnerabilities, and Resistance

对乳腺癌细胞功能进行的一次迄今为止最大规模的分析调查，指出了数十个现有药物的新用途，一些药物发现新靶点及新的药物组合。

1月14日Cell杂志上的研究结果可供全世界的实验室利用来鉴别其他类型癌症中的新候选药物及阐明癌细胞抵抗治疗的机制。

在纽约大学Langone医学中心， Laura和Isaac Perlmutter癌症中心，及玛格丽特公主癌症中心研究人员的领导下，这一研究小组通过对比以往更多的乳腺癌细胞类型进行遗传分析，采用新的统计学方法，及比较分子标签数据库和抗癌药物的效应得出了结论。

这项研究是迄今为止最大规模的一次研究调查：了解了乳腺癌细胞中遗传改变干扰对生长和生存至关重要的一些信号通路的机制，通过组合一些新的或现有的药物或可靶向这些信号通路。Cell发布史上最大规模乳腺癌研究成果

The Heroes of CRISPR

想必现在已经没有哪个分子生物学家还未听过CRISPR的大名。然而大部分人可能还不清楚这一革命到底是如何发生的。与过程相比，做科研的人似乎更注重结果。一旦某个事实被牢固地建立起来，背后的曲折路径就显得不那么重要了。

著名遗传学家、美国科学院院士Eric S. Lander教授却不这么看。他认为，了解科研进展背后的人和事能让我们获益良多。对于迈入科研门槛不久的学生来说，对科学发现有一个真实的概念特别重要，不仅有重要的指导意义还能带来关键性的启发。

为此，Lander教授花几个月的时间完成了这篇文章，并将其发表在本期的Cell杂志上。他基于已发表的研究论文、人物访谈和其他资料（甚至包括杂志的拒稿信），梳理了CRISPR二十年来的发展历程，并从中提取了具有参考价值的经验和教训。文章中介绍了十多位CRISPR英雄，也就是那些发现CRISPR系统、揭示其分子机制并将其改造为强大工具的科学家们。著名学者Cell亮点文章：CRISPR英雄谱

Dynein Clusters into Lipid Microdomains on Phagosomes to Drive Rapid Transport toward Lysosomes

最近的一项研究表明，我们免疫系统的细胞，可通过将病原菌封闭在一个称为吞噬小体（phagosome）的隔室内，将它们杀死。吞噬小体经历了程序性成熟，在那里病原菌被降解。与这种降解密切相关的是：吞噬小体通过纳米“马达”蛋白（如动力蛋白和驱动蛋白）在细胞内的积极运输，这些蛋白是多种生物运动的发电机。

马达蛋白携带的吞噬小体，最初在细胞边缘来回地移动，并通过与其他隔室融合而成熟。随着时间的流逝，有一个开关，可使吞噬小体以一种几乎单向的方式向细胞中心移动。在这里，它们与酸性溶酶体融合，以便于病原菌可降解。

吞噬体运动中的开关，对于病原菌的降解非常重要，这在结核分枝杆菌和沙门氏菌中已经观察到，这些细菌能够中止这一开关，作为生存和感染的一种策略。

印度Tata基础研究院的研究人员发现，吞噬小体命运的“开关”， 是因为在吞噬小体膜表面形成了富含胆固醇的结构域——被称为脂筏。

动力蛋白聚集到这些脂筏结构域中，并通过这样做，能够以大型团队合作。这种胆固醇可诱导动力蛋白集群，将吞噬小体运输到酸性溶酶体，用于降解。

重要的是，他们还表明，来自寄生虫利什曼原虫（可引起内脏利什曼病（黑热病），许多热带国家包括印度的地方流行性致命疾病）的一种脂质分子，能够扰乱动力蛋白的聚集，从而阻止吞噬小体到溶酶体的运输。通过这种机制，利什曼原虫可以通过在我们肝脏和脾脏的免疫细胞中生存与繁衍，而将感染进一步扩散。

Distinct Circuits for the Formation and Retrieval of an Imprinted Olfactory Memory

洛克菲勒大学神经学家Cori Bargmann实验室的成员有相当多的时间是在观察秀丽隐杆线虫四处移动。这些微小的生物以土壤细菌为食，它们的生活依赖于它们区分有毒微生物和营养微生物的能力。

在最近的一项研究中，Bargmann和她的同事们发现，线虫在第一幼虫期可以识别有害细菌的气味，并且对这些气味产生的厌恶会持续到成年期。终生记忆是如何形成的？

Trim28 Haploinsufficiency Triggers Bi-stable Epigenetic Obesity

世界就是这么不公平，有些人喝凉水都发胖，有些人怎么吃也胖不了。近年来科学家们发现，个体的肥胖倾向是由基因决定的。然而Cell杂志发表的一项最新研究表明，表观遗传学调控也在其中起到了关键作用。

Max Planck研究所的J. Andrew Pospisilik领导团队对遗传背景完全相同的小鼠和人类双胞胎进行了研究。他们发现，一个表观遗传学开关能够影响体重控制基因，在遗传背景相同的群体中催生或瘦或胖的个体。Cell发现表观遗传学肥胖开关

（生物通：张迪）