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2019年8月9日Science期刊精华

来源:本站原创 2019-08-17 07:05

2019年8月17日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2019年8月9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:重大进展!揭示阿尔茨海默病致病机制
doi:10.1126/science.aay0198; doi:10.1126/science.aay5188


大脑特定区域中过度活跃的神经元被认为是阿尔茨海默病的早期扰动。在一项新的研究中,来自德国慕尼黑工业大学的研究人员首次能够解释这一早期重要的神经功能障碍的原因和机制。他们发现,兴奋性神经递质谷氨酸在活跃的神经元附近持续存在过长时间。这导致这些神经元遭受病理性过度刺激,这很可能是阿尔茨海默病患者学习和记忆丧失的关键因素。相关研究结果发表在2019年8月9日的Science期刊上,论文标题为“A vicious cycle of β amyloid–dependent neuronal hyperactivation”。

神经元使用称为神经递质的化学物质进行相互沟通。作为其中最为重要的化学物质之一,谷氨酸起着激活连接在一起的神经元的作用。谷氨酸被释放在两个神经元之间的称为突触的连接位点上,并且被快速移除以允许传播下一个信号。这种移除涉及所谓的活性泵分子以及谷氨酸沿着附近的细胞膜进行被动转运。

这些研究人员发现高浓度的谷氨酸在高度活跃的神经元的突触间隙中持续存在过长时间。这是由于β-淀粉样蛋白分子的作用:它们阻止谷氨酸从突触间隙转运出来。他们使用来自患者样本的β-淀粉样蛋白分子并使用各种小鼠模型测试了这种机制,都获得了类似结果。

这些研究人员还发现这种神经递质阻断是由早期可溶性β-淀粉样蛋白而不是斑块介导的。β-淀粉样蛋白最初以单分子形式(单体)存在,然后聚集成双分子形式(二聚体)和更大的β-淀粉样蛋白链,最终形成斑块。他们发现谷氨酸阻断是由可溶性的β-淀粉样蛋白二聚体引起的。

2.Science:揭秘肿瘤抑制蛋白TP53突变的显性负面效应
doi:10.1126/science.aax3649; doi:10.1126/science.aay4319


近日,一项刊登在国际杂志Science上题为“A dominant-negative effect drives selection of TP53 missense mutations in myeloid malignancies”的研究报告中,来自美国和德国多个研究机构的科学家们通过研究揭示了TP53突变或具有显性的负面效应(dominant negative effect),文章中,研究者描述了TP53基因突变及其发挥作用的分子机制,此外研究人员还通过对基因进行编辑来检测理论结果以及他们学到了什么。

肿瘤蛋白TP53是人类多种癌症中最常见的突变基因,大约40年前科学家们鉴别出了该基因,从那时候开始很多研究人员相继开始对该基因进行研究;其中一项研究就是,当该基因突变时,其会给予抑制肿瘤进展的蛋白添加新的功能。

这项研究中,研究人员描述了TP53基因突变的显性负面效应,这种效应会导致野生型TP53的活性下降,野生型的TP53即为天然非突变的TP53形式,这种显性负面效应是指当基因发生突变时,其会导致基因产物反向影响相同细胞中野生型的基因产物。

本文研究结果或能对科学家们长期以来的争论进行彻底地解释,即引发癌症的TP53突变或会改变野生型TP53的功能,为了回答这一问题,研究人员利用CRISPR/Cas9制造出了多种的人类白血病细胞,其通常能够代表参与白血病发生的常见突变类型,而这些白血病细胞也能被用来研究肿瘤的进展。在观察突变发生的过程中,研究人员并未发现,错义点突变会为TP53抑制性蛋白添加新的功能,相反,本文研究却发现,基因的突变会减少蛋白质的功能或产生显性负面效应,从而引发肿瘤抑制效率的下降。

3.Science:皮层特定的临界动力学触发感知
doi:10.1126/science.aaw5202


外部世界的行为相关表征如何在哺乳动物的大脑中启动并表现出来?Marshel等人将通道视紫红质(channelrhodopsin)和一种改进的全息刺激技术结合起来来研究小鼠视皮层(包括它的深层)的活动。之前由自然视觉刺激激活的神经元的光遗传学刺激重建了原始的活动和行为。神经元群体活动通常从皮质层第2/3层传播到第5层而不是反向传播。启动皮质层第2/3层而不启动第5层需要刺激更大数量的细胞。这表明这个皮质层之间的神经元集群编码(ensemble coding)差异。

4.Science:重叠基因在合成生物学中大有可为
doi:10.1126/science.aav5477


重叠基因(overlapping gene)在相同核苷酸序列的交替阅读框中翻译时会产生多种不同的蛋白。Blazejewski等人开发出一种计算算法来预测从头开始的序列纠缠,并通过实验产生功能性的合成重叠基因。当感兴趣的序列与活细菌中的必需基因共同编码时,其进化稳定性显著增加。当感兴趣的基因与毒素基因合成发生重叠时,它在细菌之间的水平基因转移频率受到强烈抑制。这种用于设计、构建和测试重叠基因的通用策略有助于稳定垂直基因进化并限制水平基因流动。

5.Science:考古研究揭示人类定居和适应非洲海拔4000米以上地区的最古老证据
doi:10.1126/science.aaw8942; doi:10.1126/science.aay2334


最近的考古研究提供了证据表明人类最早占领了安第斯山脉和青藏高原的高海拔栖息地。Ossendorf等人如今提供了人类定居和适应非洲海拔4000米以上地区的最古老的证据。他们在埃塞俄比亚贝尔山脉的一个岩石庇护所进行的挖掘揭示了黑曜石制品(obsidian artifacts)和动物遗骸,包括大量烧焦的骨头,大部分是大型鼹鼠。这些研究结果揭示了环境条件,并显示了晚更新世人类如何适应这些冰川覆盖的高海拔非洲景观的恶劣环境。(生物谷 Bioon.com)

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