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2022年5月27日Science期刊精华

  1. 前列腺癌
  2. T细胞
  3. LINE1
  4. cilagicin
  5. 瞬时起搏器
  6. 伊利湖

来源:生物谷原创 2022-05-30 23:54

本周又有一期新的Science期刊(2022年5月27日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

本周又有一期新的Science期刊(2022年5月27日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

1.Science:发现一种新的前列腺癌亚型,它占所有前列腺癌病例的30%左右
doi:10.1126/science.abe1505

在一项新的研究中,来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心和威尔康乃尔医学院的研究人员发现一种先前未知的激素抵抗性前列腺癌亚型占所有前列腺癌病例的30%左右。这一结果可能为开发针对这种前列腺癌亚型患者的靶向治疗铺平道路。相关研究结果发表在2022年5月27日的Science期刊上,论文标题为“Chromatin profiles classify castration-resistant prostate cancers suggesting therapeutic targets”。

图片来自Science, 2022, doi:10.1126/science.abe1505。

在这项新的研究之前,只有两种前列腺癌亚型被描述:雄激素依赖性前列腺癌和神经内分泌前列腺癌。论文共同通讯作者、纪念斯隆-凯特琳癌症中心医生科学家Yu Chen博士将这种新表征的第三种前列腺癌亚型称为干细胞样(SCL)前列腺癌。

为了取得他们的发现,Chen博士和他的团队检查了40种不同的前列腺癌患者衍生模型,这些模型来自于在纪念斯隆-凯特琳癌症中心和威尔康乃尔医学院接受治疗的癌症患者。

2.Science:新型抗生素cilagicin有望对抗耐药性病原菌
doi:10.1126/science.abn4213

在一项新的研究中,来自洛克菲勒大学的研究人员利用细菌基因产物的计算机模型合成了一种新的环状非核糖体脂肽抗生素(cyclic nonribosomal lipopeptide antibiotic),它似乎可能中和耐药性细菌。这种称为cilagicin的抗生素在小鼠体内效果良好,并且采用一种新的机制来攻击耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、艰难梭菌和其他一些致命的病原菌。相关研究结果发表在2022年5月27日的Science期刊上,论文标题为“Bioinformatic prospecting and synthesis of a bifunctional lipopeptide antibiotic that evades resistance”。

图片来自CC0 Public Domain。

cilagicin在实验室中可靠地杀死了革兰氏阳性细菌,不伤害人类细胞,并且(一旦对用于动物的化学成分进行了优化)成功地治疗了小鼠的细菌感染。特别令人感兴趣的是, cilagicin对几种耐药细菌有有效的抑制作用,即使在对抗专门培养的抵抗cilagicin的细菌时,这种合成化合物仍然占了上风。

Brady、Wang、Koirala及其同事们确定,cilagicin通过结合两种分子C55-P和C55-PP发挥作用,这两种分子有助于维持细菌细胞壁。现有的抗生素,如杆菌肽(bacitracin),会结合这两种分子中的一种,但从来没有同时结合,而且细菌往往可以通过用剩余的分子拼凑出一个细胞壁来抵抗这种药物。他们猜测cilagicin能够同时结合这两种分子的能力可能会成为防止耐药性的一个不可逾越的障碍。

3.T细胞也需要休息!Science:T细胞无法休眠,宿主更易受到感染
doi:10.1126/science.aaz8658

生物学教科书告诉我们,T细胞是免疫系统的战士,时刻准备着应对从病毒到肿瘤的各种威胁。然而,在一项新的研究中,来自耶鲁大学的研究人员指出,如果没有休息和维护,T细胞可能会死亡,并使其宿主更容易受到病原体的影响。相关研究结果发表在2022年5月27日的Science期刊上,论文标题为“The CD8α–PILRα interaction maintains CD8+ T cell quiescence”。

图片来自CC0 Public Domain。

在检测到病原体之前,T细胞一直处于静止状态。然而,保持T细胞不活动的分子机制以前是未知的。在这项新的研究中,这些作者表明,一种称为CD8a的蛋白---它存在于被称为CD8+T细胞亚群中---是保持这些T细胞处于这种休眠状态的关键。当他们剔除小鼠体内的这种蛋白时,这些保护性的CD8+T细胞无法进入休眠状态并死亡,使宿主容易受到感染。

此外,他们还发现了另外一种称为PILRa的蛋白,它为CD8a提供了一个生化信号。通过破坏这对蛋白,“记忆”CD8+T细胞(以前曾接触过病原体的CD8+T细胞)和初始CD8+T细胞(以前未接触过病原体的CD8+T细胞)都会死亡,因为它们缺乏保持静止状态的能力。

4.Science:开发出智能的瞬时起搏器,在植入后无需取出,可在体内无害地溶解
doi:10.1126/science.abm1703

去年夏天,来自美国西北大学的研究人员推出了有史以来第一种瞬时起搏器(transient pacemaker)---一种完全可植入的无线设备,在不再需要它之后会在体内无害地溶解。如今,在一项新的研究中,他们推出了一款新的智能版本,该版本集成了由四个柔软、灵活、无线、可穿戴的传感器和控制单元组成的协调网络,这些传感器和控制单元放置在上半身周围。相关研究结果发表在2022年5月27日的Science期刊上,论文标题为“A transient, closed-loop network of wireless, body-integrated devices for autonomous electrotherapy”。论文通讯作者为西北大学的John A. Rogers、Igor R. Efimov和Rishi Arora博士。

这些传感器相互沟通,持续监测身体的多种生理功能,包括体温、氧气水平、呼吸、肌肉张力、身体活动和心脏的电活动。然后,这种系统使用算法来分析这一组合活动,以便自主检测异常的心律,并决定何时和以何种速度进行心率调整。所有这些信息都传输到智能手机或平板电脑上,这样医生就可以远程监控他们的病人。

这种新的瞬时起搏器和传感器/控制网络可用于心脏手术后需要临时起搏的病人或等待永久性起搏器的病人。这种瞬时起搏器以无线方式从这种网络中的一个节点获取能量---这是一种小型无线设备,可以柔软地附着在病人的胸部。这项技术消除了对外部硬件的需求,包括电线(即导线)。

为了使这种系统能够与病人沟通,这些作者加入了一种小型的、可穿戴的触觉反馈装置(haptic-feedback device),它可以穿戴在身体的任何地方。当这些传感器检测到一个问题(如电池电量不足、设备位置不正确或起搏器故障)时,这种触觉反馈装置会以特定的模式振动,提醒佩戴者并告知他们问题所在。

5.Science:揭示FTO介导LINE1 m6A去甲基化和染色质调控
doi:10.1126/science.abe9582

FTO是第一个被发现的RNA去甲基化酶,可以逆转信使RNA(mRNA)的N6-甲基腺苷(m6A)修饰。尽管过去有许多研究,但FTO在哺乳动物发育中的生理底物仍不清楚。Wei等人在小鼠胚胎干细胞和小鼠组织中发现由LINE1转录的RNA是FTO的一种主要底物,FTO的m6A去甲基化调节了LINE1的RNA水平,从而塑造了局部和整体染色质状态。剔除细胞中的FTO,通过抑制基因内LINE1 RNA,使含有LINE1的基因失活。这个FTO-LINE1 RNA轴也影响小鼠卵母细胞和胚胎发育。

6.Science:大气中的三氧化氢形成
doi:10.1126/science.abn6012

三氧化氢(ROOOH)已经引起了大气化学界的兴趣,因为它们具有强氧化性,而且理论上预测它们可以在与大气有关的RO2+OH反应中形成。迄今为止的大部分研究工作都集中在CH3O2上,但这种化学物被发现发挥了次要作用。Berndt等人使用基于质谱的方案进行直接检测,从头计算,并辅以全球建模,发现ROOOH可以在较重的RO2中常规形成,并具有可观的寿命。它在大气中潜在的可检测的稳态浓度已被确定。这项新的研究引起了人们对以前在大气动力学模型中被忽略的一类重要的强氧化剂的注意。

7.Science:模型预测磷负荷减少将使伊利湖的毒性更大
doi:10.1126/science.abm6791

伊利湖(Lake Erie)接受来自加拿大和美国重要农业地区的水,在径流中受到高水平的氮和磷的影响。这些营养物会导致光合生物的快速增长,其中的一些会产生毒素,危害水生动物和损害饮用水。最近的努力集中在减少磷的负荷上。在大型文献荟萃分析的支持下,Hellweger等人开发出一种基于代理的蓝藻代谢模型,以确定在一系列营养和环境条件下,毒素生产如何变化,并确定了相关的分子机制。他们发现,仅仅减少磷就有潜在的危害,降低了总生物量,但增加了毒素的产生。提出的机制涉及对过氧化氢应激的反应和增加透光率。

8.Science:适应性的遗传变异表明野生动物在当代快速的适应性进化
doi:10.1126/science.abk0853

人类的影响正导致我们的世界发生极其迅速的改变,从土地转换和栖息地的丧失到气候变化。一些人提出,快速适应可以帮助一些物种在面对这些变化时持续存在,但是关于适应是否能够快速发生从而产生影响的问题仍然存在。Bonnet等人研究了19种物种的长期数据中的可加性遗传变异,该可加性遗传变异决定了选择对增加适应性的遗传变化的贡献,并发现它比预期的要高---通常是大大的高。这些结果表明,许多物种可能有一些能力来适应我们不断变化的世界。(生物谷 Bioon.com)

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