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2017年11月10日Science期刊精华

  1. mTOR
  2. PRDX2
  3. SAMTOR
  4. Science
  5. 有丝分裂
  6. 果蝇
  7. 核糖核苷酸还原酶
  8. 溶酶体
  9. 运动纤毛
  10. 霍乱弧菌

来源:本站原创 2017-11-19 21:52

图片来自Science期刊。2017年11月19日/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2017年11月10日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。1.Science:利用DNA复制节律杀死癌细胞doi:10.1126/science.aao3172; doi:10.1126/science.aaq0678人细胞在一生当中都会通过分裂产生新的细胞。在这个过程中,稳定地

图片来自Science期刊。

2017年11月19日/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2017年11月10日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

1.Science:利用DNA复制节律杀死癌细胞
doi:10.1126/science.aao3172; doi:10.1126/science.aaq0678


人细胞在一生当中都会通过分裂产生新的细胞。在这个过程中,稳定地甚至是有节律地供应DNA构成单元(building block)是产生新的DNA所必需的。如今,在一项新的研究中,来自丹麦哥本哈根大学健康与医学学院的研究人员首次展示了人细胞如何精确地调节这个过程从而确保它不会发生差错和导致疾病。他们还展示了他们如何能够操纵这种节律,并且指出这一点在未来如何被用来杀死癌细胞。相关研究结果发表在2017年11月10日的Science期刊上,论文标题为“Redox-sensitive alteration of replisome architecture safeguards genome integrity”。

在人细胞中,新的DNA是利用核糖核苷酸还原酶(ribonucleotide reductase, RNR)产生的被称作核苷酸的构成单元形成的。在此之前,我们还没有完全理解RNR节律和合适数量的核苷酸的存在如何精确地与DNA复制速度保持一致。

这些研究人员发现细胞对核苷酸流动发生的极小变化作出反应。如果核苷酸产生停止,那么一种由活性氧(ROS)组成的化学信号将会散播这一信息来减慢DNA复制速度。

这项研究报道鉴于在人基因组中所有活跃地复制DNA的位点含有检测这种化学警报信号的蛋白PRDX2,核苷酸供应与DNA复制速度之间的通信是可能存在的。

当这种情形发生时,PRDX2蛋白从DNA中释放一种被称作TIMELESS的加速器,而这种释放会减慢细胞复制它的DNA的速度。更慢的DNA复制允许核苷酸供应赶上来,从而与DNA复制保持相同的节律。正因为如此,几乎总有足够的核苷酸来合成DNA,而这对于无差错地复制健康的基因组是至关重要的。

2.Science:突破!科学家鉴别出细胞生长过程中感知营养可用性的关键营养传感器
doi:10.1126/science.aao3265


为了生存和生长,细胞必须正确评估自身可用的资源,并将这些资源与细胞生长和代谢结合在一起,这一环节出现错误就会引发细胞死亡或细胞功能异常,而制定这些决策的关键就是mTOR通路,该通路能够将细胞营养、代谢和疾病相联系起来。

尽管必需氨基酸—甲硫氨酸是细胞进行仔细感知的关键营养物质,但研究人员并不知道到底其是如何为mTOR信号通路提供补给的,如今刊登在国际著名杂志Science上的一篇研究报告中,来自怀特黑德研究所的研究人员鉴别出了一种名为SAMTOR的特殊蛋白,该蛋白能作为mTOR通路的一种传感器来帮助甲硫氨酸衍生物S—腺苷甲硫胺酸(SAM)的产生。

甲硫氨酸对于蛋白质合成非常必要,同时其也能够产生代谢产物SAM,而SAM主要参与关维持细胞生长的关键细胞功能,包括DNA甲基化、核糖体的生物合成及磷脂代谢等,更有意思的是,甲硫氨酸的限制常常会增加机体对胰岛素的耐受性和寿命,这就类似于mTOR通路活性被抑制后产生的抗衰老效应,但mTOR、甲硫氨酸及机体老化之间的关联目前研究人员并未有效阐明。

研究者Sabatini说道,甲硫氨酸限制的表型和mTOR抑制之间会有很多相似性,而SAMTOR蛋白的存在或许就能提供一些诱人的数据,当然这也说明了,这些表型或许从机制上来讲是相关联的。研究者发现,亮氨酸和精氨酸是mTOR信号通路的分子传感器,本文研究中,他们鉴别出了此前一种并不特殊的蛋白质似乎能同mTOR通路的组分发生相互作用,随着深入的研究,研究者发现,该蛋白(SAMTOR)能与SAM结合,从而间接地测定细胞中可用的甲硫氨酸的水平,这或许就使得SAMTOR蛋白成为了一种特殊的营养感受器来调节mTOR通路。

3.Science:揭示氨基酸从溶酶体流出是一种受到调节的过程
doi:10.1126/science.aan6298


一种新技术允许通过液相色谱和质谱快速地纯化溶酶体和开展代谢分析。Monther Abu-Remaileh等人对体外培养的人细胞进行基因改造,使得在溶酶体膜上产生一种蛋白标签,这种蛋白标签能够被用来让磁珠表面上的纯化的溶酶体快速地沉淀。对它们在多种条件下的内含物进行分析表明从溶酶体中流出的大多数必需氨基酸(但不是大多数其他的非必需氨基酸)是一种受到调节的过程。在因mTOR蛋白激酶复合物受到抑制而导致的营养物耗竭的条件下,氨基酸转运受到抑制。

4.Science:经过校准的有丝分裂振荡器促进运动纤毛产生
doi:10.1126/science.aan8311; doi:10.1126/science.aaq0770


有丝分裂振荡器(mitotic oscillator)由已知促进细胞分裂的分子开关组成。这种保守的有规律的调节回路之前并不参与除有丝分裂之外的细胞过程。多纤毛细胞产生运动纤毛(motile cilia)驱动的游动,而这种游动对大脑、呼吸和繁殖功能是必不可少的。Adel Al Jord等人发现这种有丝分裂振荡器在末端分化的多纤毛细胞祖细胞中以一种校准的方式被激活。这种振荡器功能被用来促进纤毛成核中心粒(cilia-nucleating centrioles)大规模产生,同时避免有丝分裂承诺。因此,哺乳动物有丝分裂后祖细胞能够招募和校准这种有丝分裂振荡器,从而确保细胞分裂而不是增殖的时间安排和方向性。

5.Science:果蝇大脑启发计算算法
doi:10.1126/science.aam9868


果蝇利用一种算法神经元策略感知气味,和对这些气味进行分类。Sanjoy Dasgupta等人利用从这种果蝇系统中获得的新见解想出一种方法来解决一个计算机科学问题。基于果蝇用来对气味进行标记和对类似的气味进行分类的算法,这些作者们产生一种新的解决最近邻域搜索问题的解决方案,从而有助完成诸如在网络上搜索类似图像之类的任务。

6.Science:综合认识霍乱流行病
doi:10.1126/science.aad5901; doi:10.1126/science.aao2136


霍乱病原菌,即霍乱弧菌(Vibrio cholerae),被认为在水域系统中普遍存在,这就使得开发根除措施明显无果而终。然而,地方性的和全球的霍乱弧菌群体是截然不同的。如今,François-Xavier Weill等人和Daryl Domman等人确定霍乱弧菌在不同大洲之间存在着令人吃惊的多样性。拉丁美洲和非洲具有不同的霍乱毒素变体,这些变体具有不同的传播动力学和生态龛位。这些数据并不与建立长期的大流行性霍乱记录相一致,也不与气候事件的关系相一致。(生物谷 Bioon.com)

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