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2017年1月20日Science期刊精华

来源:生物谷 2017-01-29 21:08


图片来自Science期刊

2017年1月29日/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2017年1月20日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

1.Science:肿瘤非整倍体与癌症免疫疗法反应下降相关联
doi:10.1126/science.aaf8399

在一项新的研究中,来自美国哈佛医学院和布莱根妇女医院的研究人员发现肿瘤是否会对免疫疗法作出反应,部分上取决于它的染色体是处于完整的状态还是处于混乱的状态。这一发现可能能够帮助科学家和医生更好地确定哪些癌症患者将受益于免疫疗法。

研究人员分析了来自癌症基因组图谱研究网络(The Cancer Genome Atlas Research Network, TCGA)中的12种代表性癌症类型的5千多个肿瘤样品的数据。他们发现高度非整倍体肿瘤的一些基因表达会增加,这些基因包括涉及DNA复制、细胞周期、有丝分裂和染色体维持的基因,与此同时浸润性免疫细胞中负责破坏肿瘤的特征性基因表达则会降低。

通过分析临床试验数据,研究人员还发现相比于染色体较少发生破坏的黑色素瘤患者,具有高度非整倍体染色体的黑色素瘤患者更加不会受益于免疫检查点阻断治疗。

2.Science:受体激酶FER控制制植物免疫信号
doi:10.1126/science.aal2541

在拟南芥中,SITE-1蛋白酶(SIP)切割快速碱化因子(RALF)前体肽从而抑制植物免疫,该抑制由malectin样受体激酶FER介导。在一项新的研究中,Martin Stegmann等人表示,FER作为支架使EFR、FLS2、BAK1等组装成受体激酶复合物并起始免疫信号。相似的支架机制可能成为FER在其他信号通路中的功能的基础。

3.Science:揭示形成拟南芥根部凯氏带所需的肽激素
doi:10.1126/science.aai9057

凯氏带(Casparian strip)是植物根茎内皮部的一圈致密细胞结构,起到内外阻隔作用并能够调控植物内矿物离子的平衡。在一项新的研究中,Takuya Nakayama等人发现了一种拟南芥凯氏带形成所需的硫酸肽类植物激素:凯氏带完整因子(CIF)。它在根中柱表达,并作用于内皮细胞中的特定受体。

4.Science:揭示脉管系统衍生肽通过结合SGN3受体控制根系扩散屏障机制
doi:10.1126/science.aaj1562

根的内皮层通过形成凯氏带而建立其细胞外扩散屏障,该过程中类受体激酶SGN3/GSO1起到关键作用。在一项新的研究中,Verónica G. Doblas等人报告了SGN2缺陷的肽配体硫酸化酶,确定两种中柱表达的肽,推测CIF1/2-SGN3是屏障监督系统的一部分,确保超细胞的凯氏带网络的有效封闭。

5.Science:利用宏基因组数据预测之前未知的蛋白结构
doi:10.1126/science.aah4043; doi:10.1126/science.aal4512

根据一项新的研究,从多种环境中收集的DNA序列数据有助研究人员构建出600多种蛋白家族的三维结构模型,而在此之前,它们的结构是未知的。这些宏基因组数据能够让人们在多种物种之间进行蛋白序列比较,从而允许利用统计学力量预测这些之前不可能预测的蛋白结构。

领导这项新研究和开发出蛋白结构预测软件Rosetta的美国华盛顿大学研究员David Baker说,自从发现氨基酸序列决定着蛋白折叠方式以来,科学家们一直在研究利用蛋白序列计算它的结构的方法。

Baker说,已知蛋白折叠成它们最低的能量状态,但是经常存在如此多可能的低能量构象,特别是对大分子蛋白而言,毕竟构象本身很少会提供有价值的信息。他补充道,利用实验确定的蛋白结构数据能够提高Rosetta的计算准确性,“但是几年前,我们和其他人已意识到如果你拥有来自一个大的蛋白家族的足够多序列,那么你可能能够基于它们在进化期间的共同变异(covariation),鉴定出在三维结构中进行接触的氨基酸残基对。”

简而言之,如果两个氨基酸在一个蛋白内相互作用,那么它们可能一起进化。比如,如果它们的电荷是相反的,一种突变改变一个氨基酸的电荷,那么另一个氨基酸可能也会发生改变。对来自多种物种的给定蛋白进行序列比较能够鉴定出这些共同进化的---因此相互作用的---氨基酸残基。

6.Science:揭示组蛋白八聚体核心变形促进核小体动员机制
doi:10.1126/science.aaa3761; doi:10.1126/science.aam5403

在一项新的研究中,Kalyan K. Sinha等人利用甲基横向弛豫-优化NMR技术,解析出与染色质重组子SNF2h结合的染色质组蛋白八聚体核心结构,结合突变实验证明,SNF2h可以诱导组蛋白八聚体核心发生变形,从而完成核小体动员,活化基因表达。

7.Science:揭示酶温度适应性的进化驱动机制
doi:10.1126/science.aah3717

酶是天然的催化剂,能在生物体内启动基本的化学反应。它们大多数仅工作在特定的温度范围内:太冷了,无法起作用;太热,则会失去它们的形状及其功能。

研究的通讯作者Dorothee Kern解释在地球上的生命被认为在热泉或热液喷口这样的温暖环境开始,所以第一个酶可能在那些温暖的温度工作地最好。但逐渐地球冷却。为了维持生命,早期的酶不得不改变其最佳温度范围。

Kern和她的同事研究了一种叫做腺苷酸激酶的进化史。这种蛋白质的一些版本在每个细胞中都有发现,是生命得以生存的必要条件。

研究人员使用了一种称为祖先序列重建的技术,来计算出酶基因在过去的30亿年不同之处是什么样的。科学家们对大肠杆菌的基因进行编辑,让它们产生这些可能比较古老的酶,然后看着这些酶分子在不同温度下如何工作。

这些非常古老的酶在较低的温度下比任何人预期的更糟糕。但是,她发现随着时间的推移,自然选择逐渐推动酶在较冷的温度下更好地工作。酶的突变积累,交换了它们的一些氨基酸部件,最终降低酶的能量需求。这样,这些酶能够以足够快的步伐,继续进行基本反应来自维持生命的生存。

由于在热的条件下也没有相应的缺点,所以酶没有立即失去耐热性。它们中的一些成了Kern所说的“超级酶”——令人印象深刻的是它们在较低的温度下快速催化反应,但它们仍然在高温条件下稳定。

这一发现违背了在增加酶的活性方面广泛持有的假设,使其以相同的速度在较低温度下保持运作,通常会在稳定性方面相应降低。但现在看来,一些酶可以两全其美。(生物谷 Bioon.com)

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