2021年3月19日Science期刊精华

2021年3月25日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2021年3月19日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。

图片来自Science期刊。

1.Science：肠道免疫系统也有助于调节食物加工
doi:10.1126/science.aba8310; doi:10.1126/science.abg6455

小肠是动物生存的基础。它负责吸收对生命至关重要的营养物，而且它能抵御有毒化学物和威胁生命的细菌。在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学的研究人员报告了肠道免疫系统在这些关键过程中发挥的关键作用。他们发现，免疫系统不仅能防御病原体，还能调节哪些营养物被摄入。相关研究结果发表在2021年3月19日的Science期刊上，论文标题为“γδ T cells regulate the intestinal response to nutrient sensing”。

这些发现可能会让我们深入了解世界上一些不发达地区常见的代谢性疾病和营养不良的起源。

2.Science：新方法构建细胞谱系树，重现人细胞发育的最早阶段
doi:10.1126/science.abe0981

人类生物学的一大奥秘是，单个细胞如何能产生普通人体所包含的37万亿个细胞，而且每个细胞都有自己的专门作用。在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学和梅奥诊所的研究人员设计出一种方法来重现细胞发育的最早阶段，而细胞发育产生如此惊人的细胞类型多样性。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Early developmental asymmetries in cell lineage trees in living individuals”。论文通讯作者为耶鲁大学的Flora M. Vaccarino和梅奥诊所的Alexej Abyzov。

这些研究人员利用从两个活人身上采集的皮肤细胞，通过识别这些细胞基因组内所包含的微小变异或突变，能够追踪它们的细胞谱系。 这些“体细胞”或非遗传性突变是在人类发育过程中每次细胞分裂时产生的。随着这些分裂的继续进行，带有任何特定突变痕迹的细胞比例会下降，基本上为科学家们留下了一条可以追溯到最早细胞的线索。如果带有突变痕迹的细胞比例很高，科学家们就知道该突变是在细胞谱系中较早产生的，在早期胚胎发育过程中更接近它的一个共同祖先。

3.Science:人体具备抵抗HIV的天然警报系统
doi:10.1126/science.abe1707

在2月4日发表在《Science》杂志上的一项研究中，位于圣路易斯的华盛顿大学医学院的研究人员确定了一种潜在的方法，可以消除潜伏在被感染的免疫细胞内部的潜在HIV感染。研究人员对人体免疫细胞进行研究后发现，这种细胞具有天然的警报系统，可以检测特定HIV蛋白的活性。该策略不是根据病毒的外观（大多数免疫疗法的基础）攻击病毒，而是根据病毒的作用（即病毒存在所需的重要活动）攻击病毒。

文章作者，资深教授Liang Shan博士说：“我们确定免疫系统的一部分可以识别并攻击艾滋病毒的核心功能，无论其突变程度如何。这增加了清除单个患者中所有休眠病毒的可能性。对于患者而言，即使他们与治疗一致并且没有任何症状，进行可能将其HIV状况从阳性改变为阴性的治疗也会对他们的生活产生巨大影响。”

4.Science:体细胞突变刻画了人类胚胎发育的里程碑
doi:10.1126/science.abe1544

体细胞突变使我们的细胞发生变化，但是由于它们不在种系中，因此不会传播到下一代。尽管细胞谱系信息对于理解机体发育至关重要，但几乎没有直接的信息可用于人类。基于此，来自波士顿儿童医院霍华德·休斯医学研究所的 Christopher A Walsh教授带领团队，通过对来自三个个体的多个组织进行了深度（250x）全基因组测序，以鉴定数百种体细胞单核苷酸变体（sSNV）。使用这些变体作为单个细胞中的“内源条形码”，该研究团队重建了早期的胚胎细胞分裂。相关研究成果以“Landmarks of human embryonic development inscribed in somatic mutations”为题，在线发表在《Science》杂志上。

研究人员基于20个神经元的单细胞全基因组测序分辨出的297sSNVs个中的82个, 将他们分解为分支进化枝，产生了一个谱系树，该谱系跨越合子后的早期细胞世代，并将每个变异的起源追溯到胚胎。与预期相同，早期的sSNV显示更高的MFs。在UMB1465中，该研究团队鉴定了对应于第三代细胞的8个合子后祖细胞，表明所有主要早期谱系均被捕获。

5.Science：我国科学家解析出激活的人源次要剪接体的三维结构
doi:10.1126/science.abg0879

在人类基因组中，约有1%的基因组含有所谓的U12型内含子，这些内含子是由次要剪接体（minor spliceosome）剪接而成的。与主要剪接体（major spliceosome）相比，次要剪接体的组成、组装、功能状态、激活、调控和结构一直是个谜。来自中国西湖大学和清华大学的研究人员在体外U12型内含子剪接试验中组装了激活的人源次要剪接体，并利用低温电镜在2.9埃米分辨率下解析它的结构。他们发现了许多令人兴奋的和未曾预料到的特征，包括在这种激活的次要剪接体中发挥重要作用的5种新蛋白。

6.Science：揭示磷酸化和染色质结合阻止cGAS在有丝分裂时激活
doi:1126/science.abc5386; doi:science.abg7422

细胞检测到细胞质中的微生物和自身DNA，作为触发免疫反应和炎症反应的危险信号。矛盾的是，一种名为cGAS的DNA传感酶的很大一部分与染色质紧密结合，尤其是在有丝分裂期间。Li等人发现了两种阻止cGAS被染色质DNA激活的机制。首先，cGAS在细胞进入有丝分裂时被过度磷酸化，从而抑制促进cGAS激活所需的DNA结合和液-液相分离。其次，染色质结合的cGAS无法进行寡聚化，这是它激活所需的过程。这些机制共同确保了cGAS在细胞分裂过程中失活，以防止自身免疫反应。

7.Science：低温电镜帮助设计增强的IL-10
doi:10.1126/science.abc8433

白细胞介素-10(IL-10)与IL-10受体(IL-10R)结合，后者由两条高亲和力的α链和两条低亲和力的β链组成。根据其识别的细胞环境，IL-10可以抑制或激活免疫反应。这种多效性行为使得将IL-10用作抗炎剂的努力变得复杂。Saxton等人构建出一种高亲和力版本的IL-10（super-10），这使他们能够通过低温电镜(cryo-EM)可视化观察IL-10与IL-10Rα和IL-10Rβ形成的复合物。这使他们能够设计出具有可变IL-10Rβ结合亲和力的其他IL-10变体。一些部分激动剂表现出对骨髓细胞的偏向性作用，这可使得骨髓细胞表现出抗炎特性而不伴随CD8 T细胞的激活。这些发现可作为未来增强型细胞因子疗法的蓝图。

8.Science：一种具有持续合成能力的RNA聚合酶核酶
doi:10.1126/science.abd9191

RNA世界假说认为，在现代生命诞生之前，就有RNA分子能够携带遗传信息并推动化学反应，而在现代生物学中，这一任务逐渐被DNA和酶所取代。这一理论的核心是一种能够介导RNA一般复制的RNA复制酶。Cojocaru等人利用实验室进化的方法，分离出一种基于启动子的RNA聚合酶核酶（RNA polymerase ribozyme），而且类似于现代的蛋白聚合酶，它可以夹在模板上以增加它的持续合成能力，使得它成为早期生物学中复制的潜在模型。

9.Science：白垩纪晚期海洋中的一种类似蝠鲼的浮游生物食性鲨鱼
doi:10.1126/science.abc1490

现代鲨鱼占据了世界各地的海洋生态系统，但几乎没有显示出形态上的多样性，而且它们大多是流线型的捕食者。Vullo等人描述了一种来自白垩纪晚期的鲨鱼新物种，表明目前缺乏变异并不是因为过去有限的形态“探索”。具体来说，Aquilolamna milarcae表现出许多与现代蝠鲼（manta ray）相似的特征，特别是细长的鳍和似乎适应于滤食性摄食的嘴，这表明它是浮游生物食性的。这一发现既说明了板鳃鱼类（elasmobranch）在进化过程中尝试了其他形式，也说明了Aquilolamna milarcae的鳍在这一群体中出现的时间比以前认识的至少早3000万年。（生物谷 Bioon.com）