6月Nature杂志不得不看的重磅级亮点研究

时间总是匆匆易逝，转眼间6月份即将结束了，在即将过去的6月里Nature杂志又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与大家一起学习。

【1】Nature：重磅！科学家成功解析出转移性乳腺癌的基因组特性！

doi：10.1038/s41586-019-1056-z

近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自巴塞尔大学等机构的科学家们通过研究成功描述了转移性乳腺癌的基因组特征，相关研究结果或为阐明乳腺癌转移的分子机制及开发新型转移性乳腺癌疗法提供新的思路和研究基础。

转移是引发乳腺癌患者死亡的主要原因，很多研究都分析了乳腺癌早期阶段的基因组特性，然而有研究表明，癌症从早期过渡到晚期阶段会获得许多基因组改变，而且早期乳腺癌的基因组特征或许并不能代表癌症致死性发生的依据，因此本文研究中，研究人员通过研究分析了617份转移性乳腺癌样本中的体细胞改变图谱，研究者指出，当与来自癌症基因组图谱中的早期乳腺癌样本进行对比后，他们发现，9个驱动基因在表达激素受体但HER2水平并不高的转移性乳腺癌中会频繁发生突变，这些驱动基因包括TP53， ESR1， GATA3， KMT2C， NCOR1， AKT1， NF1， RIC8A和RB1。

【2】Nature：重大进展！28天内在体外将造血干细胞的数量扩大900倍，让无需接受调理治疗的造血干细胞移植成为可能

doi：10.1038/s41586-019-1244-x

在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学和日本东京大学等研究机构的研究人员可能破解了在没有放疗和化疗的情况下进行干细胞移植和基因治疗的密码。几十年来，科学家们在实验室中培养大量造血干细胞的尝试一直受阻。这些罕见的骨髓细胞单独负责产生血液和免疫系统中的所有细胞。培养这些细胞的困难严重阻碍了许多研究工作，包括那些让某些癌症或血液疾病患者更容易和更安全地接受干细胞移植或基因治疗的研究工作。

如今，这些研究人员破解了这些密码。通过调整培养这些细胞的营养液中的组分、用于支持它们生长的专门分子和培养它们所需的物理条件，他们首次证实诱导来自小鼠的造血干细胞在短短28天的时间内自我更新数百甚至数千次是可能的。研究者Hiromitsu Nakauchi博士说道，“这是我作为干细胞研究员的人生目标之一。50年来，世界各地实验室的科学家们一直在寻找大量培养这些细胞的方法。如今，我们鉴定出一系列条件，足以让这些细胞的数量在短短一个月内扩大900倍。我们认为这种方法可能引发在人体中开展造血干细胞移植和基因治疗的变革。”

【3】Nature：中国科学院、川大合作新成果！DNA碱基编辑器或能诱导大量脱靶RNA突变！

doi：10.1038/s41586-019-1314-0

近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自中国科学院和四川大学等机构的科学家们通过研究发现，DNA碱基编辑器能够产生成千上万个脱靶的RNA单核苷酸变异（SNVs），同时通过将点突变引入脱氨酶或能消除这些脱靶的SNVs；本文研究揭示了此前DNA碱基编辑器风险中被忽略的一方面，同时研究者通过引入工程化的脱氨酶或有望解决这一问题。

DNA碱基编辑方法能够直接在基因组DNA中进行点突变的校正，同时并不会产生任何双链的断裂（DSBs，double-strand breaks），但潜在的脱靶效应常常限制了这些方法的应用，腺相关病毒（AAV）是DNA编辑基因疗法中最常用的传递系统，由于这些病毒能够在体内持续维持基因表达的功能，因此DNA碱基编辑器所诱导的潜在RNA脱靶效应的程度在临床中得到了极大的关注。

【4】Nature：新型基因片段有望帮助开发抵御癌症和自身免疫性疾病的新型疗法

doi：10.1038/s41586-019-1228-x

近日，一篇发表在国际杂志Nature上的研究报告中，来自德州农工大学的科学家们通过研究发现，人类基因STING（干扰素基因的刺激子）的一小片段或是治疗自身免疫性疾病和癌症的关键。文章中，研究者发现，一种特定的蛋白质基序或能帮助科学家们开发新型药物，来抑制引发自身免疫性障碍的人类机体未知免疫反应。

STING是一种特殊的蛋白质，其能在人类和其它动物机体中发送免疫反应的信号，文章中，研究者们发现了一种名为PLPLRT/SD的蛋白质基序，其是STING蛋白质末端附近的短链氨基酸序列，在开启机体免疫系统功能抵御病毒感染上扮演着至关重要的角色。TBK1是一种与多种疾病发病相关的蛋白激酶，比如额颞叶痴呆、某些癌症和诸如狼疮等自身免疫性疾病，研究者Li表示，我们在蛋白质STING中鉴别出了一种短链序列，其能够招募并激活TBK1，从而开启机体自身的免疫反应。

【5】Nature：重大突破！科学家首次解析出单纯疱疹病毒1型的DNA包装机制！

doi：10.1038/s41586-019-1248-6

近日，来自加利福尼亚大学的科学家们通过对单纯疱疹病毒1型（HSV-1）进行研究首次观察到了将DNA压缩到病毒衣壳中的复杂机器，相关研究刊登于国际杂志Nature上。HSV-1是一种引起唇疱疹的病毒。相关研究结果有望帮助研究人员开发改进型的抗病毒疗法来治疗包括唇疱疹、癌症及出生缺陷等疾病的新型疗法。

文章中，研究者利用对称松弛和序列局部分类两种成像技术产生了HSV-1病毒颗粒的高分辨率3-D图像（通过低温电镜技术能够观察到），这些方法能够帮助科学家们清楚观察并分析HSV-1的特殊病毒结构。研究者Yun-Tao Liu博士说道，病毒的结构往往高度对称，传统的3-D重建技术能够利用这种对称性来可视化病毒，但缺点是我们看不到偏离这种对称性的特殊结构，这项研究中，让我们惊讶的是，我们所采用的方法能够帮助我们看到HSV-1病毒颗粒及大部分病毒DNA基因组的特殊结构。

【6】Nature：开发出一种新的HIV免疫原-RC1

doi：10.1038/s41586-019-1250-z

人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus， HIV），即艾滋病（AIDS，获得性免疫缺陷综合征）病毒，是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983年，HIV在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（lentivirus），属逆转录病毒的一种。HIV通过破坏人体的T淋巴细胞，进而阻断细胞免疫和体液免疫过程，导致免疫系统瘫痪，从而致使各种疾病在人体内蔓延，最终导致艾滋病。由于HIV的变异极其迅速，难以生产特异性疫苗，至今无有效治疗方法，对人类健康造成极大威胁。

在一项新的研究中，为了激活表达多克隆抗体库中广泛中和抗体的前体分子的B细胞，来自美国洛克菲勒大学和加州理工学院等研究机构的研究人员开发出一种称为RC1的免疫原，它便于识别HIV-1病毒包膜蛋白表面上的V3（variable loop 3， 可变环3）-聚糖片段（V3-glycan patch），相关研究结果近期发表在Nature期刊上。

【7】Nature：研究创造新型人脑“类器官”

doi：10.1038/s41586-019-1289-x

近日，来自哈佛大学等机构的科学家们在开发人脑"类器官"方面取得了重大进展。"类器官"是一种微型三维组织培养物，可以在培养皿中模拟病人自己的脑细胞。他们发表在《Nature》杂志上的新方法，与人类大脑皮层的发育过程一样，以相同的顺序，持续地生长着同样类型的细胞。这一进展可能会改变研究人员研究神经精神疾病和测试药物有效性的方式。

人类神经系统疾病背后的遗传学是复杂的，大跨度的基因组参与了疾病的发生和发展。研究其他动物的神经疾病给相关发现提供了的机会很有限，因为人类的大脑非常独特。"我们可能会以不同的方式使用我们的大脑，但我们每个人都拥有相同的细胞类型和基本连接，"哈佛大学Golub家族干细胞和再生生物学教授、斯坦利中心(Stanley Center)成员Paola Arlotta解释说。"这种一致性是至关重要的，除了极少数例外，每次人类大脑在子宫中形成时，这种一致性都会被复制。在大脑的细胞类型和结构方面，我们之间只有最小的差异。"

【8】Nature：揭示病毒基因组如何包装在病毒衣壳内部

doi：10.1038/s41586-019-1229-9

在一项新的研究中，来自芬兰赫尔辛基大学和英国牛津大学等研究机构的研究人员首次破译了病毒基因组如何在病毒衣壳内包装，相关研究结果发表在Nature期刊上。研究者Juha Huiskonen说道，“这项研究的动机是增加我们对病毒复制的基本认识，但是从长远来看，这可能有助于治疗病毒性疾病。”

这一突破性结果是利用低温电镜技术实现的。近年来，低温电镜技术彻底改变了结构生物学，即一个旨在理解生命分子如何在原子水平上发挥作用的生物学领域。通过使用强大的电子显微镜，这些研究人员拍摄了高纯度病毒的成千上万张图像。这些图像随后经结合在一起形成三维结构模型，从而允许他们不仅能够观察构成病毒衣壳的蛋白，而且还能够首次追踪这种蛋白外壳内的核酸基因组。他们观察到病毒基因组形成一种液态晶体，即一种高度包装和有序的液态物质状态。

【9】Nature：肠道微生物竟然决定药物是否有效

doi：10.1038/s41586-019-1291-3

有没有想过为什么一种对别人有效的药物对你似乎没有效果？你可能想要检查一下你的肠道来寻找答案。研究人员已经找到了加工150多种药物的肠道细菌，他们还发现了赋予这种细菌这种能力的基因。耶鲁大学研究小组称，这一发现强调了肠道细菌在人们对药物的反应中所起的作用，研究者有可能利用基因或细菌种类来预测个人肠道菌群代谢某种药物的能力。

研究者表示，这项工作是识别生物标志物的第一步，它可以帮助医生开出对个体病人来说最安全、最有效的药物。在这项新的研究中，研究人员调查了271种药物是否以及如何被76种肠道细菌进行代谢。研究结果显示，近三分之二的药物被至少一种细菌代谢。研究人员随后确定了许多使细菌代谢药物的基因。

【10】Nature重大突破！开发基于DNA包装的新型血检可检测多种癌症！

doi：10.1038/s41586-019-1272-6

约翰霍普金斯大学Kimmel癌症中心的研究人员开发了一种简单的新型血液检测方法，通过发现癌细胞脱落的DNA碎片在血液中循环的独特模式，可以检测七种不同类型癌症的存在。在这项概念验证研究种，这种称为DELFI (DNA evaluation of fragments for early interception)的测试准确地检测出了57%到超过99%的患者的血液样中癌症DNA的存在，包括美国、丹麦和荷兰208名不同阶段的乳腺癌、大肠癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃或胆管癌患者。

DELFI在215名健康人的血液样本测试中也表现良好，只有4例被误诊为癌症。该测试使用机器学习来识别癌症患者血液中DNA片段的异常模式。研究人员说，通过研究这些模式，他们可以在多达75%的病例中确定癌症组织的起源。这项研究的报告于近日发表在《Nature》杂志上。（生物谷Bioon.com）

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