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2019年11月Science期刊不得不看的亮点研究

来源:本站原创 2019-11-30 06:36

2019年11月30日讯/生物谷BIOON/---2019年11月份即将结束了,11月份Science期刊又有哪些亮点研究值得学习呢?小编对此进行了整理,与各位分享。

1.我国科学家发表两篇Science论文,揭示灵长类动物胚胎发育之谜
doi:10.1126/science.aax7890; doi:10.1126/science.aaw5754; doi:10.1126/science.aaz6976


原肠胚形成(gastrulation)是发育中的里程碑事件,它涉及早期胚胎发生中出现的一系列复杂的分子、物理和能量重塑转变。不同物种间的这种转变过程各不相同,导致地球上动物形态的多样性。由于技术和伦理上的限制,灵长类动物原肠胚形成的分子和细胞机制尚不清楚。缺乏处于原肠胚形成阶段的灵长类动物胚胎样品限制了科学家们对灵长类动物中这一关键事件的理解。近期,人类胚胎在体外培养了12到13天。许多政府和国际组织建议不要让人类胚胎在体外培养超过14天。因此,有理由期待对非人灵长类动物胚胎模型系统的分析将阐明原肠胚形成机制,并有望阐明人类发育以及早期发育过程中出现的过程异常如何导致发育缺陷和疾病。

猴子长期以来被认为是一种可靠的研究人类生理和病理事件的动物模型,这是因为它们在基因组和形态学特征上与人类高度相似。在两项新的研究中,我国研究人员开发出一种体外培养(in vitro culture, IVC)系统来研究食蟹猴胚胎植入后发育到原肠胚形成阶段和超过原肠胚形成阶段(受精后第9~20天)。相关研究结果发表在2019年11月15日的Science期刊上,论文标题分别为“In vitro culture of cynomolgus monkey embryos beyond early gastrulation”和“Dissecting primate early post-implantation development using long-term in vitro embryo culture”。
猴子胚胎在体内培养超过原肠胚形成阶段,图片来自Science, 2019, doi:10.1126/science.aax7890。

在第一项研究中,来自中国科学院的研究人员开发出一种可在受精后长达20天的时间内支持食蟹猴胚胎在体外培养的系统。通过将组织学染色和免疫荧光染色与单细胞RNA测序(RNA-seq)分析相结合,他们发现这些体外培养的猴子胚胎的发育超过了早期的原肠胚形成阶段,并概述了灵长类动物体内胚胎植入后早期发育的关键事件。

在第二项研究中,来自我国昆明理工大学、深圳华大基因研究院和中国科学院等研究机构的研究人员开发出一种体外培养系统,它能够在实验室中研究灵长类动物胚胎的生长过程,同时也能帮助研究人员首次观察到胚胎关键发育过程中的分子细节。这项研究是在非人类的灵长类动物细胞中进行的,其对于人类早期发育的研究也具有重要的意义;能提供早期胚胎发育的信息,并提供关键信息来改善人类再生医学的研究进度。

总之,这两项研究建立了一种体外培养系统,它可以支持食蟹猴胚胎在体外的发育超过早期原肠胚形成阶段。这些IVC胚胎概述了体内的灵长类动物胚胎在植入后早期发育的许多关键事件。这种猴子体外培养系统为在未来研究早期胚胎发生的灵长类动物特有的分子特征和机制提供了一种平台,这些分子特征和机制可能与早期发育中出现的人类疾病有关。

2.Science:中美科学家联手从结构上揭示RSC复合物作用机制,有助产生针对癌症的新见解
doi:10.1126/science.aay0033


控制染色体结构的细胞机器,比如RSC复合物,在大约五分之一的人类癌症中发生突变。如今,在一项新的研究中,来自中国清华大学、北京大学和美国犹他大学医学院的研究人员首次构建出RSC复合物的高分辨率视觉图,阐明了这种多蛋白机器的工作原理及其在健康细胞和癌细胞中的作用。论文通讯作者为清华大学生命科学学院长聘副教授陈柱成(Zhucheng Chen)博士、北京大学生命科学学院教授高宁(Ning Gao)博士和犹他大学医学院亨斯迈癌症研究所癌症研究员Bradley Cairns博士。相关研究结果于2019年10月31日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Structure of the RSC complex bound to the nucleosome”。

基因表达是所有活的有机体中每个细胞行为的基础。基因表达为细胞提供了协调其行为--包括生长、死亡和对细胞环境变化作出反应---的蓝图。基因表达对于活的健康细胞和癌细胞是必不可少的。但是,癌细胞表达的基因携带着有缺陷的指令,这经常导致生长失控。RSC及其相关复合物是染色体结构和基因表达的关键调节因子。一旦RSC复合物与基因组结合,它就会执行类似机器的运动,暴露染色体中的DNA片段,从而引发基因表达。

这些研究人员确定了这种复合物如何与染色体协同发挥作用。这些发现将会对某些癌症的产生方式提供非常重要的新见解。鉴于RSC复合物在健康细胞和癌细胞中都起着重要作用,如今他们可以准确地可视化观察RSC复合物的高分辨率图,包括它的所有组分。他们能够观察到这种复合物如何与染色体和DNA相互作用以及如何移动。这提供了至关重要的信息,有助于人们了解RSC类似的复合物如何参与癌症的产生。

3.Science:激活ISR开关有望治疗唐氏综合征
doi:10.1126/science.aaw5185; doi:10.1126/science.aaz7128


唐氏综合征(Down syndrome)是智力障碍的最常见遗传原因,目前尚无有效的治疗方法。记忆缺陷是这种疾病的典型特征。在一项新的研究中,来自美国贝勒医学院等研究机构的研究人员报道一种称为整合应激反应(integrated stress response, ISR)的保守性应激途径中的缺陷可能解释了唐氏综合征小鼠模型中的认知缺陷。相关研究结果发表在2019年11月15日的Science期刊上,论文标题为“Activation of the ISR mediates the behavioral and neurophysiological abnormalities in Down syndrome”。

这些作者发现,ISR在重现人类唐氏综合征患者认知缺陷的小鼠模型的大脑中被激活,并且也在患者的死后人类大脑样本中被激活。更重要的是,不论是通过遗传手段,还是通过药物手段抑制ISR,可以逆转这些小鼠的记忆缺陷。这些发现支持在未来的研究中探究调节ISR是否可能有助于治疗唐氏综合征和因ISR途径受到干扰而导致的其他疾病。

4.Science:PIK3CA双突变让乳腺癌患者对PI3K抑制剂更敏感
doi:10.1126/science.aaw9032; doi:10.1126/science.aaz4016


在一项新的研究中,来自美国多个研究机构的研究人员发现乳腺癌的一个亚群含有两个PIK3CA突变,并且这两个突变发生PIK3CA的同一个等位基因上。相关研究结果发表在2019年11月8日的Science期刊上, 论文标题为“Double PIK3CA mutations in cis increase oncogenicity and sensitivity to PI3Kα inhibitors”。在这篇论文中,他们描述了他们对PIK3CA基因的研究及其在人类癌性肿瘤产生中的作用。美国哈佛医学院的Alex Toker针对这篇论文在同期Science期刊上发表了一篇观点类型的文章,概述了他们开展的研究工 作及其可能的影响。
图片来自CC0 Public Domain。

PIK3CA是一种癌基因,并且是人类癌症中最常见的突变基因之一。在正常情况下,正是这个基因正确编码了蛋白p110a。生长因子激活受体酪氨酸激酶,从而导致对PI3K途径的招募。这导致磷脂酰肌醇4,5二磷酸(PIP2)转换为磷脂酰肌醇三磷酸(PIP3)(PIP2和PIP3是 细胞膜的两个组成部分),PIP3接着又会招募下游效应物,其中的下游效应物之一是AKT途径---它刺激健康细胞生长。在癌症病例中,PIK3CA中的突变会导致AKT途径过度活化,这意味着会产生更多的AKT,从而导致细胞生长受到过度刺激和随后的肿瘤产生。

在这项新的研究中,这些研究人员发现,有时PIK3CA中存在多个突变,并且这些突变发生在同一等位基因中,结果就是促进肿瘤生长。更具体地说,他们发现PIK3CA中的双突变发生在大约8%~12%的乳腺癌患者(既有原发性乳腺癌患者,也有转移性乳腺癌患者)中。

5.Science:全文解读!揭示Pax3 mRNA控制肌肉干细胞命运机制
doi:10.1126/science.aax1694; doi:10.1126/science.aaz4859


组织保持稳态和再生取决于组织特异性的干细胞群体,其中的一些干细胞群体长时间处于静止状态。在脊椎动物中,肌肉干细胞(MuSC)是骨骼肌再生所必需的。近期的研究已表明,久坐不动小鼠中的MuSC对成年肌纤维的维持起着重要的作用,它们对隔膜肌(diaphragm muscle)的贡献较大,而对下后肢肌(lower hindlimb muscle)的贡献较小。

在一项新的研究中,为了理解确定MuSC对成年肌纤维贡献程度的机制,美国斯坦福大学医学院的Thomas Rando及其研究团队测量了MuSC在不同的未遭受损伤的肌肉中激活并进入细胞周期的程度。当在体内用核苷酸类似物5-乙炔基-2'-脱氧尿苷(5-ethynyl-2'- deoxyuridine, EdU)对小鼠进行刺激以标记正在经历DNA复制的细胞后,他们观察到了广泛的EdU掺入。隔膜肌、股薄肌(gracilis)和三头肌(triceps muscle)表现出最高的MuSC数量,它们在稳态条件下自发地打破静止状态并进入细胞周期,而后肢肌(hindlimb muscle)表现出最低的MuSC数量。

隔膜肌、股薄肌和三头肌中的MuSC表达高水平的转录因子Pax3,然而在大多数肢体肌肉(limb muscle)中的MuSC不表达Pax3。鉴于Pax3在胚胎发生期间促进细胞增殖和应对应激中已确立的作用,这些研究人员研究了Pax3是否在稳态期间调节MuSC激活过程。他们观察到在 来自不同肌肉的MuSC中,Pax3与EdU掺入呈正相关。为了直接测试Pax3是否在MuSC的静止和激活之间保持平衡中发挥作用,他们使用Pax7-CreERT2对成年MuSC中的Pax3进行条件性剔除(所获得的小鼠称为Pax3cKO小鼠),发现隔膜肌MuSC和后肢肌MuSC中的Pax3 mRNA分别平 均下降了96%和88%。在隔膜肌MuSC、股薄肌MuSC和三头肌MuSC中,不论在体外还是在体内,剔除Pax3导致静止标志物增加、MyoD减少和EdU掺入减少。

6.Science:重大进展!首次证实宿主细胞通过减少镁供应阻止细菌生长
doi:10.1126/science.aax7898


当病原体入侵宿主细胞时,我们的身体会使用各种方法来对抗它们。在一项新的研究中,来自瑞士巴塞尔大学生物中心的研究人员如今能够证实一种细胞泵如何控制这种入侵的病原体。这种细胞泵导致镁缺乏,从而限制了细菌性病原体生长。相关研究结果发表在2019年11月22日的Science期刊上,论文标题为“Host resistance factor SLC11A1 restricts Salmonella growth through magnesium deprivation”。

当细菌性病原体感染有机体时,这种防御系统立即开始抵抗细菌。为了逃避巡逻中的免疫细胞,一些细菌侵入宿主细胞内并在其中增殖。但是,宿主已产生各种策略来控制细胞内细菌

巴塞尔大学生物中心的Olivier Cunrath博士和Dirk Bumann教授现发现镁对于宿主细胞内的细菌生长至关重要。镁缺乏是细菌的一种应激因素,会阻止它们的生长和增殖。宿主细胞使用一种称为NRAMP1的转运蛋白(即前面提及的细胞泵)限制镁对这些细胞内病原体的供应。

7.Science:南开大学利用两步法将脂肪族胺转化为非天然氨基酸
doi:10.1126/science.aaw9939; doi:10.1126/science.aaz6166


在一项新的研究中,来自中国南开大学的研究人员开发出一种将脂肪族胺转化为非天然氨基酸的两步法。相关研究结果发表在2019年11月22日的Science期刊上,论文标题为“Highly enantioselective carbene insertion into N–H bonds of aliphatic amines”。论文通讯作者为南开大学化学学院的周其林(Qi-Lin Zhou)教授和朱守非(Shou-Fei Zhu)教授。他们在这篇论文中描述了他们的方法、它的工作原理以及可能从它的使用中获益的应用。美国哈佛大学的John Ovian和Eric Jacobsen针对这项研究在同期Science期刊上发表了一篇评论类型的文章,概述了与富含氮的反应物成键的一些障碍。

这些研究人员首先指出手性胺广泛应用于各种天然产物中,并指出它们在农药和药物中也有广泛的应用。他们指出,在2016年最常用的200种处方药中,有43%至少具有一个脂肪族胺部分。他们进一步指出,正因为如此,开发形成碳氮键(C–N键)的对映选择性过渡金属催化的反应在化学界引起了极大兴趣。

8.Science:首次发现一种皮质-脑干回路控制和预测强迫性饮酒行为的产生
doi:10.1126/science.aay1186; doi:10.1126/science.aaz7357


虽然酒精的使用在现代社会是普遍存在的,但只有一部分人会出现酒精使用障碍(alcohol use disorder),即酒精成瘾。然而,科学家们还不明白为何有些人容易出现饮酒问题,而另一些人却没有。如今,在一项新的研究中,来自美国沙克生物学研究所和麻省理工学院等研究机构的研究人员发现了一种控制小鼠饮酒行为的皮质-脑干回路(cortical-brainstem circuit),并且它可以作为一种生物标志物用于预测小鼠日后产生的强迫性饮酒行为。在未来,这些发现可能会对理解人类的酗酒和酒精成瘾产生潜在影响。相关研究结果发表在2019年11月22日的Science期刊上,论文标题为“A cortical-brainstem circuit predicts and governs compulsive alcohol drinking”。
内侧前额叶皮层神经元的细胞核(蓝色),这些神经元将它们的轴突(绿色)投射到导水管周围灰质区。图片来自Salk Institute。

论文通讯作者、沙克生物学研究所系统神经生物学实验室的Kay Tye教授说,“我希望这将是一项具有里程碑意义的研究,这是因为我们(首次)发现了一种可以提前数周准确预测哪些小鼠会出现强迫性饮酒行为的大脑回路。这项研究填补了回路分析与酒精成瘾研究之间的空白,并首次揭示了强迫性饮酒的表现是如何随时间的推移在大脑中产生的。”

9.Science:谷氨酰胺阻断药物增强抗肿瘤反应,有望用于CAR-T细胞疗法中
doi:10.1126/science.aav2588


在一项新的研究中,美国约翰霍普金斯大学研究人员发现他们开发出的一种阻断谷氨酰胺代谢的化合物可以延缓肿瘤生长,改变肿瘤微环境,并促进持久性的高活性抗肿瘤T细胞的产生。相关研究结果于2019年11月7日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Glutamine blockade induces divergent metabolic programs to overcome tumor immune evasion”。

作为谷氨酰胺拮抗剂DON的一种“前体药物(prodrug)”,这种名为JHU083(也写作JHU-083)的化合物在体内经过酶促反应后产生它的活性形式(即DON)在肿瘤内发挥作用。论文通讯作者、约翰霍普金斯大学基梅尔癌症中心癌症免疫治疗研究所副所长Jonathan Powell博士说,从理论上讲,鉴于谷氨酰胺在促进肿瘤疯狂生长所需的代谢中发挥的关键作用,这种化合物可能能够用于治疗多种癌症类型。

这些研究人员发现在多种不同的小鼠癌症模型中,使用JHU083治疗可通过破坏肿瘤细胞代谢及其对肿瘤微环境的影响,显著降低肿瘤生长,并提高了生存率。在许多小鼠中,仅使用JHU083进行治疗就可导致持久性治愈。这种治愈是由于这种代谢疗法激活的天然抗肿瘤免疫反应所导致的。当向这些因治愈没有癌症的小鼠中重新注入新的肿瘤时,他们发现几乎所有小鼠都对新肿瘤产生免疫排斥,这就提示着JHU083治疗产生了强大的免疫记忆力,从而能够识别和攻击新的癌症。

他们还用JHU083和抗PD-1免疫检查点抑制剂对这些小鼠进行了治疗,其中免疫检查点抑制剂是一类免疫治疗药物,可解除癌细胞对T细胞的抑制。Powell说:“起初,我们认为我们需要依次使用这种两种药物,以避免代谢疗法对免疫疗法的任何潜在影响。但是,值得注意的是,事实证明,当我们同时给予它们时,这种联合治疗的效果最好。”相比于仅使用抗PD-1免疫检查点抑制剂,同时使用这种两种药物可增强它们的抗肿瘤作用。

10.我国科学家在Science期刊上解析出非洲猪瘟病毒的高分辨率三维结构并揭示它的组装机制
doi:10.1126/science.aaz1439


非洲猪瘟(African swine fever, ASF)于1921年在肯尼亚首次被发现,是一种高度传染性的猪病毒性疾病,依据强毒性的病毒分离株测得的死亡率接近100%。在过去的十年中,ASF已传播到高加索、俄罗斯联邦和东欧的许多国家,这构成了进一步传播的严重风险。在 2019年1月至2019年9月期间,26个国家向世界动物卫生组织(World Organization for Animal Health, OIE)通报了新的或正在发生的疫情:欧洲13个国家,亚洲10个国家,非洲3个国家。在没有疫苗或治疗方法的情况下,扑杀猪是控制疫情爆发的最有效方法,在2018 ~2019年间有超过3000万头猪被扑杀。据估计,ASF大流行给全球养猪业造成了20亿美元的经济损失。作为导致ASF的病毒,非洲猪瘟病毒(African swine fever virus, ASFV)在环境中稳定,可在猪之间快速有效地传播。

ASFV靶向巨噬细胞,即主要存在于血液和骨髓中的单核细胞。在一项新的研究中,来自中国科学院生物物理研究所、中国科学院大学、中国农业科学院、上海科技大学、清华大学和南开大学的研究人员从30~40天大的无特定病原体(specific pathogen-free, SPF)猪中 分离出猪骨髓细胞(PBM细胞),然后在原代PBM细胞中进行ASFV(从中国一个爆发ASF流行病的农场的猪脾样本中分离出的毒株HLJ-2018)增殖,从细胞上清液中纯化出细胞外ASFV病毒颗粒,然后用甲醛灭活这些病毒颗粒。他们利用低温电镜(cryo-EM)研究了这些纯化 出的病毒颗粒。细胞外ASFV病毒颗粒的平均直径为260~300 nm,比以前的观察结果(大约200 nm)大得多,这可能是由于病毒颗粒不完整或在低温电镜观察之前对样品进行了脱水处理。相关研究结果近期发表在Science期刊上,论文标题为“Architecture of African swine fever virus and implications for viral assembly”。论文通讯作者为中国农业科学院哈尔滨兽医研究所所长步志高(Zhigao Bu),中国科学院院士饶子和(Zihe Rao)和中国科学院研究员王祥喜(Xiangxi Wang)。
ASFV病毒颗粒的结构。图片来自Science, 2019, doi:10.1126/science.aaz1439。

像大多数核质大DNA病毒(NCLDV)一样,ASFV病毒颗粒的大小(直径250~500 nm)和潜在的柔性将它的结构解析分辨率限制在10Å(埃米,纳米的十分之一)以下。在这项新的研究中,这些研究人员通过对43811个ASFV病毒颗粒进行均化处理,获得了分辨率为8.8Å的二 十面体ASFV重建结构图。该三维重建结构图清楚地显示了ASFV的所有五个层的结构,其中衣壳(第四层)的最大直径为250 nm,第三层是70Å厚的脂质双层膜,它包裹着直径180纳米的核壳(第二层)。这三层呈现整体二十面体形态,大致遵循衣壳确定的轮廓。然而,由 于二十面体均化处理导致的某些结构特征的丢失,最外层的外囊膜和最内层的类核呈现较弱的密度。

结合以前的实验观察和这项研究中的结构分析以及这项研究中的发现,这些研究人员提出详细的假设,以进一步理解ASFV衣壳组装。首先,p49与膜结合的能力介导了五邻体复合物停靠在内膜上,在那里,它招募壳粒(a)形成五邻体核心,从而启动组装。这与巨型病毒 mivirvirus衣壳的体内组装相一致,后者从五重顶点开始,逐步完成衣壳组装。其次,具有两个壳粒对(b-c和B-C)的骨架单元M1249L附着在五邻体核心上,与此同时,这些骨架单元、五邻体核心和p17可以在内膜上移动,从而增加了它们形成更高阶组装的机会。在p17的引导下,壳粒、骨架蛋白M1249L和p17有助于拉链结构的形成,这些拉链结构连接相邻的五邻体核心并逐渐构建多面体框架。伴随多面体框架的形成,壳粒填充重对称壳粒聚集体以完成衣壳组装。在这种模型中,骨架蛋白M1249L充当构建衣壳框架的骨架,并确 定着衣壳的尺寸。与此相一致的是,在病毒PRD-1、PBCV-1和Bam35中也观察到了具有类似功能的纤维状蛋白,这表明了存在类似的组装途径。

11.Science:揭示免疫系统靶向维生素B12途径来中和结核杆菌机制
doi:10.1126/science.aay0934; doi:10.1126/science.aaz4540


在一项新的研究中,来自美国密歇根大学和哈佛大学的研究人员发现了一种特定的机制:免疫系统利用一种称为衣康酸(itaconate)的“武器”靶向结核分枝杆菌。相关研究结果发表在2019年11月1日的Science期刊上,论文标题为“Itaconyl-CoA forms a stable biradical in methylmalonyl-CoA mutase and derails its activity and repair”。

人们直到最近才发现当受到攻击时,免疫系统会大量产生衣康酸。到目前为止,衣康酸如何让这种致病性细菌缴械投降在某种程度上仍然是一个谜。

结核分枝杆菌隐藏在人体免疫细胞内,利用胆固醇获取生长和增殖所需的能量。在此过程中,这种细菌会产生一种称为丙酸(propionate)的有毒中间体,它必须清除这种物质。一种清除丙酸的策略依赖于源自人类宿主的维生素B12。早在六十多年前,人们就已发现了这 种维生素的一种生物活性形式,称为辅酶B12,它参与细胞代谢。辅酶B12允许非常复杂的化学反应在细菌和人类细胞中发生,这是因为它会释放自由基(即未成对的电子),从而使得非常具有挑战性的化学反应成为可能。通常,自由基非常不稳定,因此寿命短。论文通 讯作者、密歇根大学生物化学系教授Ruma Banerjee博士说,“在体内,自由基会引起细胞损伤和DNA损伤,这是因为它们具有很高的反应性。”她解释说,辅酶B12产生的自由基对---称为双自由基(biradical)---活性很强,这就提出了一个问题,即依赖于辅酶B12的甲 基丙二酰辅酶A变位酶(methylmalonyl-CoA mutase, MCM)如何能够包含和使用这个双自由基。

在这项新的研究中,这些研究人员能够证实衣康酸的活化形式,即衣康酸-辅酶A(itaconyl-CoA),在结核菌中阻断B12依赖性途径,阻止它们利用丙酸生长。Banerjee说,它作为一种诱饵来做到这一点,“诱导这种B12依赖性酶使用itaconyl-CoA作为底物,这随后导致 其中的一个自由基自杀。”此外,itaconyl-CoA/辅酶B12反应产生了一种稳定的双自由基,这种稳定的双自由基可持续一个多小时,而不是快速消失。这使得论文第一作者、密歇根大学生物化学系的Markus Ruetz博士与密歇根大学化学系的Markos Koutmos博士领导的一 个结构生物学团队合作,培养出这种含有稳定双自由基的B12依赖性酶的晶体,并获得它的三维结构。

12.Science:揭示麻疹病毒感染引起免疫失忆机制,突显疫苗接种的重要性
doi:10.1126/science.aay6485


在过去的十年中,越来越多的证据表明,麻疹疫苗通过两种方式提供保护:它不仅可以预防这种众所周知的以起斑点和发烧为症状的经常将儿童患者送往医院的急性疾病,而且似乎还可以在长期内预防其他感染。这是如何做到的呢?一些研究人员提出这种疫苗可以全面 增强免疫系统。其他人则认为这种疫苗的广泛保护作用源于预防麻疹病毒感染本身。根据这种理论,这种病毒会损害人体的免疫记忆,从而引起所谓的免疫失忆(immune amnesia)。通过预防麻疹病毒感染,这种疫苗可防止机体丧失或“遗忘”它的免疫记忆,并保持它 对其他感染的抵抗力。

如今,在一项新的研究中,来自美国哈佛医学院、布莱根妇女医院、哈佛大学陈曾熙公共卫生学院、芬兰赫尔辛基大学和荷兰鹿特丹大学医学中心的研究人员提供了急需的答案。他们发现麻疹病毒清除了11%~73%的不同抗体,这些抗体可以保护人体免受病毒和细菌的 感染---从流感病毒到疱疹病毒,再到导致肺炎和皮肤感染的细菌,这就意味着这些抗体让人体对这些病原体产生免疫力。相关研究结果发表在2019年11月1日的Science期刊上,论文标题为“Measles virus infection diminishes preexisting antibodies that offer protection from other pathogens”。
图片来自G. Xu et al./Science 2015。

论文第一作者兼论文共同通讯作者、哈佛医学院Stephen Elledge实验室博士后研究员Michael Mina(如今是哈佛大学陈曾熙公共卫生学院流行病学助理教授)说,“想象一下,你对病原体的免疫力就像随身携带一本犯罪分子的照片,有人在里面打了很多洞。那么,如果 你看到犯罪分子,就很难认出他们,尤其是如果在重要的识别特征(例如眼睛或嘴巴)上打了个洞。”

这些作者说,确保广泛的麻疹疫苗接种不仅将有助于预防仅在今年就直接归因于麻疹的120万例死亡,而且还可以避免由于免疫系统的长期破坏而导致的数十万例额外死亡。

13.Science:震惊!首次发现动物卵子的细胞质竟可破镜重圆
doi:10.1126/science.aav7793; doi:10.1126/science.aaz5635


在一项新的研究中,美国斯坦福大学医学院生物化学教授、化学与系统生物学教授James Ferrell博士和博士后研究员Xianrui Cheng博士发现破裂的非洲爪蟾卵的细胞质会自发地自我组装为细胞状区室。相关研究结果发表在2019年11月1日的Science期刊上,论文标题为 “Spontaneous emergence of cell-like organization in Xenopus egg extracts”。

值得注意的是,这些自组装的细胞状区室保留了进行分裂的能力,并且可以形成更小的区室。先前的研究表明,某些亚细胞结构(比如中心体和内质网)可以通过它们的纯化组分在细胞外自组装在一起,这表明这些结构具有一定的自组装能力。但是,这项新研究在整个 细胞的规模和复杂性上提供了自组装的第一个例子。

为了了解这种现象背后的机制,Cheng博士和Ferrell博士测试了当添加针对细胞骨架蛋白、马达蛋白(motor protein)和激活其他蛋白的激酶的化学抑制剂时,这种区室形成是否受到影响。这种方法揭示ATP(细胞的主要能量来源)和微管(提供结构支持的细胞骨架细 丝)都是区室形成所必需的。作为一种马达蛋白,动力蛋白(dynein)是正确的微管定位所必需的。(生物谷 Bioon.com)

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