2020年4月10日Science期刊精华
来源：本站原创 2020-04-15 15:56
2020年4月15日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年4月10日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。1.Science：新研究揭示可复制RNA的起源和复制机制doi:10.1126/science.aay0688虽然遗传信息通常编码在DNA中，并通过DNA模板复制的方式传递，但是RNA也可以作为遗传物质通过RN
2020年4月15日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年4月10日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。
1.Science：新研究揭示可复制RNA的起源和复制机制
doi:10.1126/science.aay0688
虽然遗传信息通常编码在DNA中，并通过DNA模板复制的方式传递，但是RNA也可以作为遗传物质通过RNA模板复制的方式传递。人们已经描述了两类蛋白催化的RNA复制系统。在第一种RNA复制系统中，专门的RNA依赖性RNA聚合酶复制流感病毒和登革热病毒等RNA病毒的基因 组。在第二种RNA复制系统中，通常参与DNA转录成RNA的细胞酶可以复制某些RNA，比如植物类病毒（viroid）和人类丁型肝炎病毒（HDV）。利用DNA依赖性RNA聚合酶进行复制的RNA的多样性和潜在的分子机制尚未得到充分研究。先前已经描述了可以通过噬菌体T7 DNA依 赖性RNA聚合酶（T7 RNAP）在体外复制的五种RNA序列。这些可复制RNA（replicating RNA）的起源和T7 RNAP的复制要求尚不清楚。
在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学的研究人员应用了下一代测序、微流控技术和生物信息学来解决（i）DNA依赖性RNA聚合酶如何复制RNA，（ii）哪些RNA模板可被有效地复制，（iii）可复制RNA的起源。相关研究结果发表在2020年4月10日的Science期刊上，论文 标题为“Transcription polymerase–catalyzed emergence of novel RNA replicons”。
这些研究人员在没有明确添加模板的情形下建立了一系列T7 RNAP反应。这些反应产生具有不同序列的RNA复制子（RNA replicon），不过这些复制子具有由双向重复（在整个RNA长度上较长的反向重复）和四向重复（较短的反向重复嵌入在双向重复的每个臂中）确定的一 致性结构框架。
2.Science：人类“大脑计划”研究获重大突破！SCAPE技术有望在3D模式下观察分析人类大脑神经活性
doi:10.1126/science.aaz5390
近日，一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中，来自美国国家神经性疾病和卒中研究中心等机构的科学家们通过研究开发了一种创新性的工具，其能帮助研究人员在3D模式下观察并分析大脑的神经活性。
由于受到现有工具的限制，如今科学家们仍然无法有效研究神经系统中的网络构架，并一次性观察大脑中大量的脑细胞；这项研究中，研究人员开发了一种名为SCAPE显微镜的超快速、3D成像技术，其能帮助研究人员对更大体积的组织进行观察，同时对活细胞中精细网络 的破坏性也小很多。
研究者Edmund Talley博士表示，这项研究中我们展示了如何利用“大脑计划”（BRAIN Initiative）技术的强大力量来帮助研究人类大脑如何解析信息来产生机体的感觉、思维和行动。SCAPE显微镜能帮助科学家们研究一次性需要实时观察的大体积组织样本，由于细胞 和组织能保持完好无损的状态并在三维空间内高速观察，因此后期研究人员还需要探索许多此前无法进行研究的新问题。
3.Science：多巴胺如何引发可卡因上瘾？
doi:10.1126/science.aaw8806; doi:10.1126/science.abb3533
在最近一项研究中，西奈山Icahn医学院的科学家们发现了一种化学物质多巴胺在大脑中的新作用，出了发挥神经递质作用之外，这项新的作用似乎对长期接触或滥用可卡因相关的基因表达变化至关重要。相关结果发表在《Science》杂志上。
"我们的研究首次提供了关于多巴胺如何直接影响药物诱导的基因表达异常和随后的复发行为的证据，"该研究的主要作者，西奈山医学院Icahn医学院神经科学和药理学副教授、博士生导师Ian Maze说， "除了在大脑神经元之间传递信号外，我们发现多巴胺可以通过化学 方式附着在组蛋白上，使细胞开启和关闭不同的基因，从而影响大脑中参与动机和奖励行为的区域。这一过程会显著影响可卡因的易感性和滥用药物后戒断复发事件。"
在可卡因戒断期间容易复发，被认为是由于大脑的奖励回路（特别是在中脑区域，如腹侧视网膜区（VTA））的功能重新调整所致。研究小组发现，一种名为转谷氨酰胺酶2的蛋白质可以直接将多巴胺分子附着在组蛋白上（这一过程称为组蛋白多巴胺化或H3Q5dop），而组 蛋白多巴胺化又反过来影响组蛋白DNA的开启与闭合，从而使基因表达的环境发生改变。他们发现，组蛋白多巴胺基化在助长易复发的高危因素中发挥了关键作用。具体来说，H3Q5dop在VTA中的积累实际上可以“劫持”奖励反馈回路，使其难以区分好的和不良的适应性行 为。
4.Science：研究热带森林动态和种群统计
doi:10.1126/science.aaz4797; doi:10.1126/science.abb7020
热带森林的演替主要是通过将树木分为早演替、中演替、晚演替树种来看待的，这些树种对应于一种快-慢生命史连续体策略。Rüger等人如今发现，这种快-慢连续体并没有捕捉到长寿先锋树种（long-lived pioneer species）的种群统计学策略，而长寿先锋树种是许多 热带森林的重要组成部分。他们开发出一个可以客观预测热带森林动态的森林模型，并将模型的预测与独立数据进行了验证。这些研究结果应能促进我们对热带森林动态的理解，并促进可持续的热带森林管理。
5.Science：对小鼠胚胎进行活体成像
doi:10.1126/science.aba0210
哺乳动物的胚胎发育是一个复杂的过程，在空间和时间上不断变化。Q. Huang等人设计了一个腹腔窗口，对子宫内的小鼠胚胎从胚胎第9.5天（embryonic day 9.5, ED9.5）到出生的过程进行成像。利用这一技术，他们可视化观察了胚胎器官形成过程中的动态活动，包括 大脑中的神经传递和细胞分裂、视网膜中的自噬、病毒基因递送和胎盘药物转移等。他们还追踪了人类和小鼠神经嵴细胞在种间嵌合体中的不同命运。
6.Science：揭示树突细胞产生的铁调素促进肠道粘膜愈合机制
doi:10.1126/science.aau6481; doi:10.1126/science.abb2915
贫血是炎症性肠病等疾病的常见并发症，部分原因是肠道出血增加。Bessman等人显示，在炎症性肠病小鼠模型中，调节全身铁平衡的肽激素铁调素（hepcidin）是肠道修复所必需的。这种效应与肝脏细胞生成的铁调素和全身铁水平无关。相反，传统的树突细胞产生的铁 调素是肠道修复所必需的，足以促进巨噬细胞对铁的局部螯合，而巨噬细胞又反过来调节了肠道菌群的组成，使之具有更有益的微生物物种分布。
7.Science：在南美洲发现一个类人猿物种
doi:10.1126/science.aba1135; doi:10.1126/science.abb4107
虽然旧世界（Old World，指的是欧、亚、非三洲）有许多灵长类动物系，但是人们认为新世界（New World，指的是指西半球或南、北美洲及其附近岛屿）只有一个群体--------阔鼻猴（platyrrhine monkey），它们似乎在新世时期就已在该地区生存。Seiffert等人根 据在秘鲁亚马逊河流域发现的臼齿化石（fossil molar），描述了一个新的灵长类动物物种，该物种似乎属于副猿科（Parapithecidae），即一群广为人所知的非洲北部的茎类节肢灵长类动物。这些化石似乎是来自一个差异性很强的血统，这表明这个物种在南美洲已经 进化了一段时间。这个新物种的祖先很可能是在3200万至3500万年前的始新世-渐新世过渡期间的海平面下降时，通过跨大西洋漂流事件到达的。（生物谷 Bioon.com）
图片来自Science期刊。
1.Science：新研究揭示可复制RNA的起源和复制机制
doi:10.1126/science.aay0688
虽然遗传信息通常编码在DNA中，并通过DNA模板复制的方式传递，但是RNA也可以作为遗传物质通过RNA模板复制的方式传递。人们已经描述了两类蛋白催化的RNA复制系统。在第一种RNA复制系统中，专门的RNA依赖性RNA聚合酶复制流感病毒和登革热病毒等RNA病毒的基因 组。在第二种RNA复制系统中，通常参与DNA转录成RNA的细胞酶可以复制某些RNA，比如植物类病毒（viroid）和人类丁型肝炎病毒（HDV）。利用DNA依赖性RNA聚合酶进行复制的RNA的多样性和潜在的分子机制尚未得到充分研究。先前已经描述了可以通过噬菌体T7 DNA依 赖性RNA聚合酶（T7 RNAP）在体外复制的五种RNA序列。这些可复制RNA（replicating RNA）的起源和T7 RNAP的复制要求尚不清楚。
在一项新的研究中，来自美国斯坦福大学的研究人员应用了下一代测序、微流控技术和生物信息学来解决（i）DNA依赖性RNA聚合酶如何复制RNA，（ii）哪些RNA模板可被有效地复制，（iii）可复制RNA的起源。相关研究结果发表在2020年4月10日的Science期刊上，论文 标题为“Transcription polymerase–catalyzed emergence of novel RNA replicons”。
这些研究人员在没有明确添加模板的情形下建立了一系列T7 RNAP反应。这些反应产生具有不同序列的RNA复制子（RNA replicon），不过这些复制子具有由双向重复（在整个RNA长度上较长的反向重复）和四向重复（较短的反向重复嵌入在双向重复的每个臂中）确定的一 致性结构框架。
2.Science：人类“大脑计划”研究获重大突破！SCAPE技术有望在3D模式下观察分析人类大脑神经活性
doi:10.1126/science.aaz5390
近日，一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中，来自美国国家神经性疾病和卒中研究中心等机构的科学家们通过研究开发了一种创新性的工具，其能帮助研究人员在3D模式下观察并分析大脑的神经活性。
由于受到现有工具的限制，如今科学家们仍然无法有效研究神经系统中的网络构架，并一次性观察大脑中大量的脑细胞；这项研究中，研究人员开发了一种名为SCAPE显微镜的超快速、3D成像技术，其能帮助研究人员对更大体积的组织进行观察，同时对活细胞中精细网络 的破坏性也小很多。
研究者Edmund Talley博士表示，这项研究中我们展示了如何利用“大脑计划”（BRAIN Initiative）技术的强大力量来帮助研究人类大脑如何解析信息来产生机体的感觉、思维和行动。SCAPE显微镜能帮助科学家们研究一次性需要实时观察的大体积组织样本，由于细胞 和组织能保持完好无损的状态并在三维空间内高速观察，因此后期研究人员还需要探索许多此前无法进行研究的新问题。
3.Science：多巴胺如何引发可卡因上瘾？
doi:10.1126/science.aaw8806; doi:10.1126/science.abb3533
在最近一项研究中，西奈山Icahn医学院的科学家们发现了一种化学物质多巴胺在大脑中的新作用，出了发挥神经递质作用之外，这项新的作用似乎对长期接触或滥用可卡因相关的基因表达变化至关重要。相关结果发表在《Science》杂志上。
"我们的研究首次提供了关于多巴胺如何直接影响药物诱导的基因表达异常和随后的复发行为的证据，"该研究的主要作者，西奈山医学院Icahn医学院神经科学和药理学副教授、博士生导师Ian Maze说， "除了在大脑神经元之间传递信号外，我们发现多巴胺可以通过化学 方式附着在组蛋白上，使细胞开启和关闭不同的基因，从而影响大脑中参与动机和奖励行为的区域。这一过程会显著影响可卡因的易感性和滥用药物后戒断复发事件。"
在可卡因戒断期间容易复发，被认为是由于大脑的奖励回路（特别是在中脑区域，如腹侧视网膜区（VTA））的功能重新调整所致。研究小组发现，一种名为转谷氨酰胺酶2的蛋白质可以直接将多巴胺分子附着在组蛋白上（这一过程称为组蛋白多巴胺化或H3Q5dop），而组 蛋白多巴胺化又反过来影响组蛋白DNA的开启与闭合，从而使基因表达的环境发生改变。他们发现，组蛋白多巴胺基化在助长易复发的高危因素中发挥了关键作用。具体来说，H3Q5dop在VTA中的积累实际上可以“劫持”奖励反馈回路，使其难以区分好的和不良的适应性行 为。
4.Science：研究热带森林动态和种群统计
doi:10.1126/science.aaz4797; doi:10.1126/science.abb7020
热带森林的演替主要是通过将树木分为早演替、中演替、晚演替树种来看待的，这些树种对应于一种快-慢生命史连续体策略。Rüger等人如今发现，这种快-慢连续体并没有捕捉到长寿先锋树种（long-lived pioneer species）的种群统计学策略，而长寿先锋树种是许多 热带森林的重要组成部分。他们开发出一个可以客观预测热带森林动态的森林模型，并将模型的预测与独立数据进行了验证。这些研究结果应能促进我们对热带森林动态的理解，并促进可持续的热带森林管理。
5.Science：对小鼠胚胎进行活体成像
doi:10.1126/science.aba0210
哺乳动物的胚胎发育是一个复杂的过程，在空间和时间上不断变化。Q. Huang等人设计了一个腹腔窗口，对子宫内的小鼠胚胎从胚胎第9.5天（embryonic day 9.5, ED9.5）到出生的过程进行成像。利用这一技术，他们可视化观察了胚胎器官形成过程中的动态活动，包括 大脑中的神经传递和细胞分裂、视网膜中的自噬、病毒基因递送和胎盘药物转移等。他们还追踪了人类和小鼠神经嵴细胞在种间嵌合体中的不同命运。
6.Science：揭示树突细胞产生的铁调素促进肠道粘膜愈合机制
doi:10.1126/science.aau6481; doi:10.1126/science.abb2915
贫血是炎症性肠病等疾病的常见并发症，部分原因是肠道出血增加。Bessman等人显示，在炎症性肠病小鼠模型中，调节全身铁平衡的肽激素铁调素（hepcidin）是肠道修复所必需的。这种效应与肝脏细胞生成的铁调素和全身铁水平无关。相反，传统的树突细胞产生的铁 调素是肠道修复所必需的，足以促进巨噬细胞对铁的局部螯合，而巨噬细胞又反过来调节了肠道菌群的组成，使之具有更有益的微生物物种分布。
7.Science：在南美洲发现一个类人猿物种
doi:10.1126/science.aba1135; doi:10.1126/science.abb4107
虽然旧世界（Old World，指的是欧、亚、非三洲）有许多灵长类动物系，但是人们认为新世界（New World，指的是指西半球或南、北美洲及其附近岛屿）只有一个群体--------阔鼻猴（platyrrhine monkey），它们似乎在新世时期就已在该地区生存。Seiffert等人根 据在秘鲁亚马逊河流域发现的臼齿化石（fossil molar），描述了一个新的灵长类动物物种，该物种似乎属于副猿科（Parapithecidae），即一群广为人所知的非洲北部的茎类节肢灵长类动物。这些化石似乎是来自一个差异性很强的血统，这表明这个物种在南美洲已经 进化了一段时间。这个新物种的祖先很可能是在3200万至3500万年前的始新世-渐新世过渡期间的海平面下降时，通过跨大西洋漂流事件到达的。（生物谷 Bioon.com）
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