2020年3月13日Science期刊精华
来源：本站原创 2020-03-16 22:12
2020年3月17日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年3月13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：液-液相分离促进皮肤屏障形成doi:10.1126/science.aax9554; doi:10.1126/science.abb0060在一项新的研究中，来自美
2020年3月17日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年3月13日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。
1.Science：液-液相分离促进皮肤屏障形成
doi:10.1126/science.aax9554; doi:10.1126/science.abb0060
在一项新的研究中，来自美国洛克菲勒大学的研究人员发现皮肤中蛋白的相分离问题可能导致某些皮肤疾病的产生。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Liquid-liquid phase separation drives skin barrier formation”。在这篇论文中，他们描述 了他们对小鼠组织中液-液相分离（liquid-liquid phase separation）的研究以及他们发现的结果。瑞士苏黎世大学的Arpan Rai和Lucas Pelkmans针对这项研究在同期Science期刊上发表了一篇标题为“Liquid droplets in the skin”的观点类型文章。
先前的研究已表明作为皮肤的最外层，表皮（epidermis）由角质形成细胞（即产生角蛋白的细胞）组成。表皮是由这样的细胞层组成的，这些细胞不断地向上迁移到表皮中。当它们这样做时，它们经历了一个转变，失去了它们的细胞器，并在这个过程中变成了鳞片 （squams），最终完全死亡，被丢弃到环境中。皮肤表面上的鳞片层在环境和身体内部组织之间形成保护性屏障。在这项新的研究中，这些研究人员试图更多地了解表皮中细胞进行转化的过程，以更好地了解包括癌症在内的皮肤疾病。
为了了解有关该过程的更多信息，这些研究人员研究了小鼠组织。更具体地说，他们研究了丝聚合蛋白原（profilaggrin），即一种通常位于颗粒层（stratum granulosum）中的蛋白丝。颗粒层是刚好位于角质层（皮肤表面层）下方的一个皮肤层。他们发现，在丝聚合 蛋白原的液-液相分离过程中产生的透明角质颗粒（keratohyalin granule）与角蛋白丝相互作用，而角蛋白丝是分化过程中角质形成细胞组织化过程的一部分。相分离是由于分化特异性蛋白在角质形成细胞中的积累，这使得这些细胞经历了一种类似于油醋分离的相变。 这导致越来越粘稠的蛋白液滴挤满细胞质。结果是透明角质颗粒溶解，从而导致丝聚合蛋白原分解为单体。这些单体然后与其他蛋白相互作用，从而导致细胞内蛋白基质的形成。
2.Science：反常！一种淀粉样蛋白非但不致病，而且还有助于储存记忆
doi:10.1126/science.aba3526
人们已知一种称为胞质聚腺苷酸化元件结合蛋白（CPEB）的mRNA结合蛋白与长期记忆存储相关联。Orb2是CPEB蛋白的果蝇版本。在一项新的研究中，来自美国斯托瓦斯医学研究所、华盛顿大学和堪萨斯大学医学中心的研究人员首次描述了一种内源性的功能性神经元淀粉 样蛋白在原子分辨率下的结构。这种淀粉样蛋白由Orb2蛋白自聚集而成。这些研究结果可能产生一些非常有趣的影响。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Cryo-EM structure of a neuronal functional amyloid implicated in memory persistence in Drosophila”。
论文通讯作者、斯托瓦斯医学研究所研究员Kausik Si博士说，“我们认为当一种蛋白由于某种原因变坏或错误折叠时，淀粉样蛋白通常就会产生，这提示着淀粉样蛋白在一种随机的、不受控制的过程中形成。相反，我们发现淀粉样蛋白可以在特定时间和特定细胞中以特 定方式形成。”
3.Science：深度解析为何新型冠状病毒更易于在人间传播扩散 病毒S蛋白与宿主细胞受体ACE2的亲和力竟是SARS的10-20倍！
doi:10.1126/science.abb2507
最近在中国爆发的新型冠状病毒（2019-nCoV）感染疫情如今已经被列为国际关注的突发公共卫生事件，这种病毒会引起发烧、严重呼吸道疾病和肺炎症状；冠状病毒的S糖蛋白（spike glycoprotein）是开发新型疫苗、治疗性抗体和诊断技术的关键靶点。2月19日，刊登 在Science杂志上一篇题为“Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation”的研究论文中，来自美国德克萨斯大学和国家过敏和传染病研究所的研究人员通过联合研究利用冷冻电镜技术解析了新型冠状病毒S蛋白的结构，深入研究后， 研究者发现，新冠病毒S蛋白与宿主细胞ACE2之间的亲和力是SARS的10-20倍，相关研究结果或为后期疫 苗和新型抗病毒药物的提供新的思路和研究基础。
据WHO 2月10日数据显示，目前全球有超过4万例确诊病例，已经造成了至少900人死亡，这种冠状病毒被认为是一种新型冠状病毒（2019-nCoV），其与多种蝙蝠冠状病毒及SARS冠状病毒具有高度相似性；相比SARS冠状病毒而言，新型冠状病毒似乎更容易人传人，其能在 几个大洲快速传播，并让WHO宣布全球进入公共卫生应急状态。新型冠状病毒能利用一种紧密糖基化的、同源三聚体I类融合凸起蛋白（S蛋白）来进入宿主细胞中，S蛋白能以一种相对稳定的融合前构象存在，并经历剧烈的结构重排来促进病毒膜结构与宿主细胞膜进行融 合，这一过程是由病毒S1亚单位与宿主受体的结合所诱发，其能破坏融合前三聚体的稳定性，从而导致S1亚单位脱落，并促使S2亚单位转变为高度稳定的融合后构象。为了能与宿主受体相结合，S1的受体结合结构域会经历链状样的构象运动，这种运动方式会暂时隐藏或 暴露受体结合的决定因素，这两种状态被认为是“向上”或“向下”构象，其中向下的构象对应的是受体不可及的状态，而向上构象则对应着受体可达的状态，后者被认为具有不稳定。由于S蛋白不可或缺的功能，因此其有望成为抗体所介导的中和作用的易感性靶点，而 融合前的S结构则能够提供原子水平的信息来帮助指导科学家们进行疫苗的设计和开发。
4.Science重磅：发现15个引发头颈部鳞状细胞癌快速生长的基因
doi:10.1126/science.aax0902
加拿大几个研究机构的一个研究小组发现了15个肿瘤抑制基因，当它们发生突变时，可以引发人类头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)的快速生长。在他们发表在《Science》杂志上的论文中，该小组描述了他们的反向遗传CRISPR筛选技术，这使他们能够分析近500个导致HNSCC的 长尾基因突变。
HNSCC是第六常见的人类癌症，不幸的是，其存活率很低。正如研究人员所说，迄今为止，大多数寻求治愈的研究都集中在少数几个突变率非常高的基因上，这让它们备受瞩目。但还有另一类突变较慢的基因，可能导致肿瘤患者人数较少。先前的研究表明，有数百种所谓 的"长尾"基因，其中许多尚未被识别。在这项新的研究中，研究人员使用了一个反向基因CRISPR筛查技术，使他们能够识别其中的15个基因。
这项工作的重点是调节细胞分裂的肿瘤抑制基因。当它们出了问题，比如发生了突变，它们就失去了功能，因此无法阻止它们所调节的细胞发生失控的突变。更具体地说，研究小组将他们的注意力集中在细胞中notch信号通路的一部分基因上--特别是那些发展成HNSCC肿 瘤的细胞。所有哺乳动物都有四种notch受体，用于细胞间的交流。该团队在体内对484个引起小鼠肿瘤发生的长尾基因突变进行了CRISPR筛选，鉴定出了15个肿瘤抑制基因。然后，他们在人类长尾突变中寻找相同类型的突变，并计算每种突变的百分比。
5.Science：重大突破！揭示中风后脑水肿产生机制
doi:10.1126/science.aax7171; doi:10.1126/science.aba8801
脑水肿（cerebral edema）是发生在大脑中的肿胀，是中风的一种严重且可能致命的并发症。在一项新的以小鼠为实验对象的研究中，来自美国罗彻斯特大学医学中心和丹麦哥本哈根大学等研究机构的研究人员首次发现通常与废物清除相关的脑部类淋巴系统 （glymphatic system）在中风时出现异常，导致脑脊液淹没大脑，引发脑水肿，从而让脑细胞溺死。相关研究结果于2020年1月30日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Cerebrospinal fluid influx drives acute ischemic tissue swelling”。
论文共同通讯作者、罗彻斯特大学医学中心转化神经医学中心联合主任Maiken Nedergaard博士说，“这些发现表明脑部类淋巴系统在中风后大脑的急性组织肿胀中起着关键性作用。理解这种由大脑中的电活动风暴推动的动态变化就为开发可能改善中风治疗结果的潜在治 疗策略指明了道路。”
6.Science：解析出CD20与利妥昔单抗结合在一起时的三维结构
doi:10.1126/science.aaz9356
CD20是一种膜蛋白，可用来确定大多数B细胞群体，并且是治疗恶性肿瘤和自身免疫性疾病的治疗性抗体的作用靶标。Rougé等人解析出CD20与通过激活补体系统来杀死B细胞的抗体利妥昔单抗（rituximab）结合在一起时的结构。CD20形成二聚体，并且每个单体结合一个利妥昔单抗的抗原结合片段（Fab），从而形成一个2：2的化学计量比。利妥昔单抗的Fab臂部和CD20之间的紧密堆积形成了圆形装配体，其直径类似于已知可招募补体级联反应的第一个组分的抗体六聚体的直径。
7.Science：解析出来自大鼠大脑的V-ATPase的三维结构
doi:10.1126/science.aaz2924
囊泡型或液泡型腺苷三磷酸酶（V-ATPase）是由ATP水解驱动的质子泵。在神经元中，V-ATPase活性在突触小泡的膜上产生质子梯度，因此神经递质可以被装载到这些突触小泡中。Abbas等人开发了一种从大鼠大脑中纯化V-ATPase的方法，并通过低温电镜技术解析出这种完整复合物的三维结构。天然质谱表明通过确认它的亚基组成，这种V-ATPase制备物是均质的，并且是结构研究的补充。这些作者解析了三个旋转状态，分辨率优于4埃，从而深入了解了将ATP水解与质子泵相偶联的构象变化。
8.Science：中美韩科学家联手揭示BTG1和BTG2维持T细胞静止机制
doi:10.1126/science.aax0194
当细胞处于静止状态时，它们会经历可逆的细胞周期停滞并表现出较低的基础代谢。初始T细胞（naïve T cell）通常处于静止状态，直到它们通过T细胞受体-共刺激分子信号转导识别同源抗原。T细胞静止似乎是一个活跃的过程，但对它的机制细节了解甚少。Hwang等人报道了转录因子BTG1和BTG2在静态T细胞中选择性表达。在小鼠中，有条件地敲除这两种转录因子的T细胞在体外以及在应对单核细胞增生李斯特菌感染时均显示出增强的增殖和较低的激活阈值。BTG1和BTG2的缺乏导致整体mRNA半衰期增加，这表明mRNA的去腺苷酸化和降解是维持T细胞静止的重要过程。（生物谷 Bioon.com）
图片来自Science期刊。
1.Science：液-液相分离促进皮肤屏障形成
doi:10.1126/science.aax9554; doi:10.1126/science.abb0060
在一项新的研究中，来自美国洛克菲勒大学的研究人员发现皮肤中蛋白的相分离问题可能导致某些皮肤疾病的产生。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Liquid-liquid phase separation drives skin barrier formation”。在这篇论文中，他们描述 了他们对小鼠组织中液-液相分离（liquid-liquid phase separation）的研究以及他们发现的结果。瑞士苏黎世大学的Arpan Rai和Lucas Pelkmans针对这项研究在同期Science期刊上发表了一篇标题为“Liquid droplets in the skin”的观点类型文章。
先前的研究已表明作为皮肤的最外层，表皮（epidermis）由角质形成细胞（即产生角蛋白的细胞）组成。表皮是由这样的细胞层组成的，这些细胞不断地向上迁移到表皮中。当它们这样做时，它们经历了一个转变，失去了它们的细胞器，并在这个过程中变成了鳞片 （squams），最终完全死亡，被丢弃到环境中。皮肤表面上的鳞片层在环境和身体内部组织之间形成保护性屏障。在这项新的研究中，这些研究人员试图更多地了解表皮中细胞进行转化的过程，以更好地了解包括癌症在内的皮肤疾病。
为了了解有关该过程的更多信息，这些研究人员研究了小鼠组织。更具体地说，他们研究了丝聚合蛋白原（profilaggrin），即一种通常位于颗粒层（stratum granulosum）中的蛋白丝。颗粒层是刚好位于角质层（皮肤表面层）下方的一个皮肤层。他们发现，在丝聚合 蛋白原的液-液相分离过程中产生的透明角质颗粒（keratohyalin granule）与角蛋白丝相互作用，而角蛋白丝是分化过程中角质形成细胞组织化过程的一部分。相分离是由于分化特异性蛋白在角质形成细胞中的积累，这使得这些细胞经历了一种类似于油醋分离的相变。 这导致越来越粘稠的蛋白液滴挤满细胞质。结果是透明角质颗粒溶解，从而导致丝聚合蛋白原分解为单体。这些单体然后与其他蛋白相互作用，从而导致细胞内蛋白基质的形成。
2.Science：反常！一种淀粉样蛋白非但不致病，而且还有助于储存记忆
doi:10.1126/science.aba3526
人们已知一种称为胞质聚腺苷酸化元件结合蛋白（CPEB）的mRNA结合蛋白与长期记忆存储相关联。Orb2是CPEB蛋白的果蝇版本。在一项新的研究中，来自美国斯托瓦斯医学研究所、华盛顿大学和堪萨斯大学医学中心的研究人员首次描述了一种内源性的功能性神经元淀粉 样蛋白在原子分辨率下的结构。这种淀粉样蛋白由Orb2蛋白自聚集而成。这些研究结果可能产生一些非常有趣的影响。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“Cryo-EM structure of a neuronal functional amyloid implicated in memory persistence in Drosophila”。
论文通讯作者、斯托瓦斯医学研究所研究员Kausik Si博士说，“我们认为当一种蛋白由于某种原因变坏或错误折叠时，淀粉样蛋白通常就会产生，这提示着淀粉样蛋白在一种随机的、不受控制的过程中形成。相反，我们发现淀粉样蛋白可以在特定时间和特定细胞中以特 定方式形成。”
3.Science：深度解析为何新型冠状病毒更易于在人间传播扩散 病毒S蛋白与宿主细胞受体ACE2的亲和力竟是SARS的10-20倍！
doi:10.1126/science.abb2507
最近在中国爆发的新型冠状病毒（2019-nCoV）感染疫情如今已经被列为国际关注的突发公共卫生事件，这种病毒会引起发烧、严重呼吸道疾病和肺炎症状；冠状病毒的S糖蛋白（spike glycoprotein）是开发新型疫苗、治疗性抗体和诊断技术的关键靶点。2月19日，刊登 在Science杂志上一篇题为“Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation”的研究论文中，来自美国德克萨斯大学和国家过敏和传染病研究所的研究人员通过联合研究利用冷冻电镜技术解析了新型冠状病毒S蛋白的结构，深入研究后， 研究者发现，新冠病毒S蛋白与宿主细胞ACE2之间的亲和力是SARS的10-20倍，相关研究结果或为后期疫 苗和新型抗病毒药物的提供新的思路和研究基础。
据WHO 2月10日数据显示，目前全球有超过4万例确诊病例，已经造成了至少900人死亡，这种冠状病毒被认为是一种新型冠状病毒（2019-nCoV），其与多种蝙蝠冠状病毒及SARS冠状病毒具有高度相似性；相比SARS冠状病毒而言，新型冠状病毒似乎更容易人传人，其能在 几个大洲快速传播，并让WHO宣布全球进入公共卫生应急状态。新型冠状病毒能利用一种紧密糖基化的、同源三聚体I类融合凸起蛋白（S蛋白）来进入宿主细胞中，S蛋白能以一种相对稳定的融合前构象存在，并经历剧烈的结构重排来促进病毒膜结构与宿主细胞膜进行融 合，这一过程是由病毒S1亚单位与宿主受体的结合所诱发，其能破坏融合前三聚体的稳定性，从而导致S1亚单位脱落，并促使S2亚单位转变为高度稳定的融合后构象。为了能与宿主受体相结合，S1的受体结合结构域会经历链状样的构象运动，这种运动方式会暂时隐藏或 暴露受体结合的决定因素，这两种状态被认为是“向上”或“向下”构象，其中向下的构象对应的是受体不可及的状态，而向上构象则对应着受体可达的状态，后者被认为具有不稳定。由于S蛋白不可或缺的功能，因此其有望成为抗体所介导的中和作用的易感性靶点，而 融合前的S结构则能够提供原子水平的信息来帮助指导科学家们进行疫苗的设计和开发。
4.Science重磅：发现15个引发头颈部鳞状细胞癌快速生长的基因
doi:10.1126/science.aax0902
加拿大几个研究机构的一个研究小组发现了15个肿瘤抑制基因，当它们发生突变时，可以引发人类头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)的快速生长。在他们发表在《Science》杂志上的论文中，该小组描述了他们的反向遗传CRISPR筛选技术，这使他们能够分析近500个导致HNSCC的 长尾基因突变。
HNSCC是第六常见的人类癌症，不幸的是，其存活率很低。正如研究人员所说，迄今为止，大多数寻求治愈的研究都集中在少数几个突变率非常高的基因上，这让它们备受瞩目。但还有另一类突变较慢的基因，可能导致肿瘤患者人数较少。先前的研究表明，有数百种所谓 的"长尾"基因，其中许多尚未被识别。在这项新的研究中，研究人员使用了一个反向基因CRISPR筛查技术，使他们能够识别其中的15个基因。
这项工作的重点是调节细胞分裂的肿瘤抑制基因。当它们出了问题，比如发生了突变，它们就失去了功能，因此无法阻止它们所调节的细胞发生失控的突变。更具体地说，研究小组将他们的注意力集中在细胞中notch信号通路的一部分基因上--特别是那些发展成HNSCC肿 瘤的细胞。所有哺乳动物都有四种notch受体，用于细胞间的交流。该团队在体内对484个引起小鼠肿瘤发生的长尾基因突变进行了CRISPR筛选，鉴定出了15个肿瘤抑制基因。然后，他们在人类长尾突变中寻找相同类型的突变，并计算每种突变的百分比。
5.Science：重大突破！揭示中风后脑水肿产生机制
doi:10.1126/science.aax7171; doi:10.1126/science.aba8801
脑水肿（cerebral edema）是发生在大脑中的肿胀，是中风的一种严重且可能致命的并发症。在一项新的以小鼠为实验对象的研究中，来自美国罗彻斯特大学医学中心和丹麦哥本哈根大学等研究机构的研究人员首次发现通常与废物清除相关的脑部类淋巴系统 （glymphatic system）在中风时出现异常，导致脑脊液淹没大脑，引发脑水肿，从而让脑细胞溺死。相关研究结果于2020年1月30日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Cerebrospinal fluid influx drives acute ischemic tissue swelling”。
论文共同通讯作者、罗彻斯特大学医学中心转化神经医学中心联合主任Maiken Nedergaard博士说，“这些发现表明脑部类淋巴系统在中风后大脑的急性组织肿胀中起着关键性作用。理解这种由大脑中的电活动风暴推动的动态变化就为开发可能改善中风治疗结果的潜在治 疗策略指明了道路。”
6.Science：解析出CD20与利妥昔单抗结合在一起时的三维结构
doi:10.1126/science.aaz9356
CD20是一种膜蛋白，可用来确定大多数B细胞群体，并且是治疗恶性肿瘤和自身免疫性疾病的治疗性抗体的作用靶标。Rougé等人解析出CD20与通过激活补体系统来杀死B细胞的抗体利妥昔单抗（rituximab）结合在一起时的结构。CD20形成二聚体，并且每个单体结合一个利妥昔单抗的抗原结合片段（Fab），从而形成一个2：2的化学计量比。利妥昔单抗的Fab臂部和CD20之间的紧密堆积形成了圆形装配体，其直径类似于已知可招募补体级联反应的第一个组分的抗体六聚体的直径。
7.Science：解析出来自大鼠大脑的V-ATPase的三维结构
doi:10.1126/science.aaz2924
囊泡型或液泡型腺苷三磷酸酶（V-ATPase）是由ATP水解驱动的质子泵。在神经元中，V-ATPase活性在突触小泡的膜上产生质子梯度，因此神经递质可以被装载到这些突触小泡中。Abbas等人开发了一种从大鼠大脑中纯化V-ATPase的方法，并通过低温电镜技术解析出这种完整复合物的三维结构。天然质谱表明通过确认它的亚基组成，这种V-ATPase制备物是均质的，并且是结构研究的补充。这些作者解析了三个旋转状态，分辨率优于4埃，从而深入了解了将ATP水解与质子泵相偶联的构象变化。
8.Science：中美韩科学家联手揭示BTG1和BTG2维持T细胞静止机制
doi:10.1126/science.aax0194
当细胞处于静止状态时，它们会经历可逆的细胞周期停滞并表现出较低的基础代谢。初始T细胞（naïve T cell）通常处于静止状态，直到它们通过T细胞受体-共刺激分子信号转导识别同源抗原。T细胞静止似乎是一个活跃的过程，但对它的机制细节了解甚少。Hwang等人报道了转录因子BTG1和BTG2在静态T细胞中选择性表达。在小鼠中，有条件地敲除这两种转录因子的T细胞在体外以及在应对单核细胞增生李斯特菌感染时均显示出增强的增殖和较低的激活阈值。BTG1和BTG2的缺乏导致整体mRNA半衰期增加，这表明mRNA的去腺苷酸化和降解是维持T细胞静止的重要过程。（生物谷 Bioon.com）
版权声明 本网站所有注明“来源：生物谷”或“来源：bioon”的文字、图片和音视频资料，版权均属于生物谷网站所有。非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任。取得书面授权转载时，须注明“来源：生物谷”。其它来源的文章系转载文章，本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
87%用户都在用生物谷APP 随时阅读、评论、分享交流 请扫描二维码下载->
