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2019年6月14日Science期刊精华

来源:本站原创 2019-06-30 17:32

2019年6月20日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2019年6月14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:肠道细菌能够分解进入人体的药物左旋多巴
doi:10.1126/science.aau6323; doi:10.1126/science.aax8937


在一项新的研究中,加州大学旧金山分校的研究人员描述了肠道微生物组如何干扰药物预期作用的第一个具体例子。他们专注于左旋多巴(L-dopa),这是帕金森病的主要治疗药物,他们确定了数万亿个肠道细菌中的哪些细菌负责降解这种药物以及如何阻止这种微生物干扰现象的发生。

帕金森病会攻击大脑中产生多巴胺的神经细胞,如果没有这种神经细胞,身体会出现震颤,肌肉僵硬以及平衡和协调问题。左旋多巴向大脑输送多巴胺以缓解症状。但只有大约1%到5%的药物真正到达大脑。这个数字和药物的疗效因患者而异。自20世纪60年代末引入左 旋多巴以来,研究人员已经知道,人体中的酶可以分解肠道中的左旋多巴,从而阻止药物进入大脑。因此,制药行业引入了一种新药卡比多巴,以阻止不必要的左旋多巴代谢情况的发生。

Maini Rekdal怀疑微生物可能是L-多巴消失的原因。由于先前的研究表明抗生素可以改善患者对左旋多巴的反应,科学家推测细菌可能是罪魁祸首。尽管如此,没有人确定哪些细菌是“罪魁祸首”。通过使用人类微生物组计划作为参考,Rekdal和他的团队通过细菌DNA寻 找哪些肠道微生物具有编码能够分解左旋多巴的酶的基因。有几种微生物符合他们的标准,但是仅粪肠球菌能够代谢掉所有的左旋多巴。

通过一些列实验,该团队提供了首个强有力的证据表明粪肠球菌和这种细菌表达的酶(PLP依赖性酪氨酸脱羧酶或TyrDC)与左旋多巴代谢相关联。

2.Science:如何利用海马体改善记忆力?
doi:10.1126/science.aax0758


一项新的研究发现,将特定类型的大脑模式持续更长时间可以改善大鼠的短期记忆。该研究发表于6月14日的《Science》杂志上。这项新的研究发现,当个体学习新的环境时,脑细胞(神经元)产生的信号会延长数十毫秒,并且比学习熟悉环境时捕获更多的信息。当研究小组人为地将大鼠通过迷宫的最佳路径的相关记忆中涉及的信号长度加倍时,发现具有延长的“信号”的大鼠比对照大鼠完成目标的可能性提高了10-15%。

“我们的这项研究是我们在这个领域第一项对大脑海马体的内在神经元放电模式进行人工操纵的研究”。作者说道:“经过数十年的研究,我们终于彻底了解哺乳动物的大脑,足以改变其某些机制以便在未来指导对影响记忆的疾病治疗。”

在这项当前的研究中,研究小组设计了实验:每次将大鼠放入迷宫时,在迷宫的左臂和右臂之间交替开放正确途径。为了得到奖励,这些大鼠不得不使用工作记忆,即通过回忆它们在之前的尝试中走了哪条路,并在下次选择相反的方式。

3.Science:在三方共生关系中,海蛞蝓利用藻类中的细菌“武器工厂”保护自我
doi:10.1126/science.aaw6732; doi:10.1126/science.aax8964


夏威夷海蛞蝓Elysia rufescens以一种名为Bryopsis sp.的藻类为食。这种藻类使用脂肪酸修饰的肽毒素---kahalalide---来保护自己免受捕食者的攻击。Zan等人想知道是否还有第三方参与这种毒素生产。一种基因组非常小的细菌存在于这种藻类中,是kahalalide的非 核糖体组装的工厂。这些作者阐明了产生这种化学多样性的途径。 这种海蛞蝓似乎不仅耐受这种毒素,而且为了保护自己不被鱼吃掉,通过吃这种藻类在自己的体内聚集kahalalide。

4.Science:我国科学家解析出哺乳动物ATP合酶四聚体与抑制蛋白IF1结合在一起时的三维结构
doi:10.1126/science.aaw4852


细胞过程必须通过加速、减速或完全停止来响应变化。三磷酸腺苷(ATP)合酶使用跨膜质子梯度来产生ATP,但是这种反应可以反过来,在情况不利时需要停止。Jinke Gu等人纯化出来自猪心脏的一种四聚体ATP合酶复合物,这种复合物含有内源性的抑制蛋白IF1。通过针对性的优化,他们解析出这种哺乳动物ATP合酶在IF1的作用下处于两种不同旋转状态下的高分辨结构图。这些研究结果表明ATP合酶四聚体至少能够被三种不同的机制所抑制。

5.Science:基因组测序揭示bHLH转录因子点突变使得杏树得以驯化
doi:10.1126/science.aav8197


驯化的杏树已为人类提供食物几千年了。野生的、苦的、有毒的杏树经驯化后不再产生有毒的氰基二糖苷苦杏仁苷(cyanogenic diglucoside amygdalin)。Sanchez-Perez等人对杏树基因组进行测序,并分析了导致这种转变的基因组区域。他们发现一种关键的变化是一种bHLH转录因子发生的点突变,其中这种转录因子在这种有毒化合物的生物合成途径中调节P450单加氧酶的产生。(生物谷 Bioon.com)

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