18-10月Nature重磅级亮点研究 糖激蛋解毒 杀毒癌协

顾汉现

10月Nature杂志不得不看的重磅级亮点研究

2018-10-23 21:54

时光总是会在不经意间匆匆划过，不知不觉10月份即将结束，在即将过去的10月里Nature杂志又有哪些亮点研究值得学习呢？小编对此进行了整理，与大家一起学习。

【1】Nature：重大进展！组合使用TLR7激动剂和广泛中和抗体可杀死潜伏的HIV病毒库

doi：10.1038/s41586-018-0600-6

鉴于全球有超过3500万人感染上HIV病毒和每年有近200万新增HIV感染病例，这种病毒仍然是一种主要的全球流行病。现有的抗逆转录病毒药物（ART）不能治愈HIV感染，这是因为这种病毒能够进入休眠状态，一直潜伏地存在于免疫细胞中。这些被感染的免疫细胞（称为潜伏病毒库）---尽管采用ART药物治疗，HIV仍然保持潜伏状态---能够随时再次活跃起来。

美国贝斯以色列女执事医疗中心病毒学与疫苗研究中心主任Dan H. Barouch博士说，“这种潜伏病毒库是开发治愈HIV-1感染的关键障碍。有一种假设认为激活这些潜伏的病毒库细胞可能让它们更容易遭受破坏。”

在一项新的研究中，Barouch及其同事们证实组合使用旨在靶向HIV的广泛中和抗体（bNAb）和刺激先天免疫系统的Toll样受体7（TLR7）激动剂能够延缓HIV在停止服用ART药物的猴子体内反弹。这些发现提示着这种双管齐下的方法代表着一种潜在的靶向这种病毒库的策略。

【2】Nature：胚胎干细胞在体外自我组装成胚胎样结构

doi：10.1038/s41586-018-0578-0

哺乳动物身体的结构在胚胎植入子宫后不久就已建立。身体的前后轴、背腹轴和中间外侧轴在协调胚胎的各个区域中的DNA转录的基因网络的调节下便已确定了。如今，在一项新的研究中，来自瑞士日内瓦大学、洛桑联邦理工学院和英国剑桥大学的研究人员报道了小鼠胚胎干细胞产生表现出类似能力的伪胚胎（pseudo-embryo， 即胚胎样结构）。相关研究结果于2018年10月3日在线发表在Nature期刊上。

这些被称作类原肠胚（gastruloid）的结构仅由大约300个胚胎干细胞组成，表现出具有与6至10天龄胚胎后部相似的发育特征。这项研究表明，三个主要的胚胎轴是根据类似于胚胎的基因表达程序形成的。因此，类原肠胚有重大的潜力用于研究哺乳动物正常或病理性胚胎发育的早期阶段。

因难以获得早期哺乳动物胚胎，对协调它们形成的过程进行研究是很难开展的。英国剑桥大学遗传学系教授Alfonso Martinez Arias及其团队近期发现，在某些条件下，小鼠胚胎干细胞能够组装成三维聚集体，这种三维聚集体在体外培养时持续伸长。这些被称为“类原肠胚”的实体显示出胚胎发育早期阶段的不同特征。

【3】Nature：揭示蛋白OTX2在生殖细胞发育中起着至为关键的作用

doi：10.1038/s41586-018-0581-5

在一项新的研究中，来自苏格兰爱丁堡大学、中国山东大学和意大利那不勒斯遗传学与生物物理学研究所的研究人员发现了关于精细胞（即精子）和卵细胞（卵子）是如何形成的关键见解，从而有助于揭示它们的最早发育阶段。这项研究首次表明蛋白如何影响这些决定着后代DNA图谱（DNA profile）的细胞的命运。相关研究结果于2018年10月3日在线发表在Nature期刊上。

这些研究结果集中在生殖细胞的发育上，这些生殖细胞会产生精子和卵子。在繁殖期间，来自不同性别的生殖细胞融合在一起而形成新的个体。

这些研究人员以小鼠为研究对象，探究了生殖细胞形成的第一个阶段。他们着重关注一种名为BMP4的分子，发现它阻断Otx2的活性，其中Otx2是指导非生殖细胞（称为体细胞）发育的基因调节因子。他们证实通过BMP4降低Otx2活性对生殖细胞的发育是至关重要的。

【4】Nature：重大突破！揭示细胞通过葡萄糖代谢触发排毒机制

doi：10.1038/s41586-018-0622-0

当我们摄入食物时，我们的身体会降解食物产生葡萄糖以便从中获取能量。在体内如何处理葡萄糖对全球几乎所有生命都是至关重要的，因而也在糖尿病等许多疾病中起着重要的作用。鉴于葡萄糖代谢是如此古老和重要的，在实验室中对它进行操纵也是非常困难的。与人体细胞中的许多基因或途径不同的是，人们不能仅关闭参与葡萄糖代谢的过程来观察它与其他途径如何存在关联，这是因为如果这样做，细胞会死掉，这些关联也就丧失了。

当细胞中发生差错时，一种触发细胞解毒过程的途径会移除有毒物质和堆积物。当人们在研究各种类型的疾病---比如癌症、糖尿病、炎症性疾病和诸如阿尔茨海默病之类的神经退行性疾病---时，这种途径就会处于活跃状态。触发这个途径的一种关键蛋白是KEAP1。

【5】Nature：利用CRISPR/Cas系统开发出一种存储转录事件的细胞记录设备

doi：10.1038/s41586-018-0569-1

在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世联邦理工学院和巴塞尔大学的研究人员利用CRISPR-Cas系统开发出一种新的记录设备：它产生的DNA片段能够提供关于某些细胞过程的信息。在未来，这种细胞存储设备甚至可能用于诊断中。相关研究结果于2018年10月3日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Transcriptional recording by CRISPR spacer acquisition from RNA”。

诸如病毒感染以及暴露于环境毒素或遭受其他形式的应激等事件会改变基因的活性，从而在细胞内留下分子痕迹。这些变化主要发生在信使RNA（mRNA）水平上。mRNA是当基因被激活和读取时产生的编码遗传信息的分子，这一过程称为转录。科学家们能够通过测量细胞中存在的mRNA分子来准确地研究基因的活性。然而，基因转录的痕迹快速地消失---mRNA是高度不稳定的，而且细胞经常在短时间后降解它。

【6】Nature：重大突破！揭示益生菌芽孢杆菌清除金黄色葡萄球菌机制

doi：10.1038/s41586-018-0616-y

在一项新的研究中，来自美国国家过敏与感染性疾病研究所（NIAID）、泰国姊妹校皇家科技大学和玛希隆大学的研究人员证实在益生菌消化补充剂中常见的一种“有益的”细菌有助清除金黄色葡萄球菌，即一种可引起严重的抗生素耐药性感染的细菌。他们意外地发现芽孢杆菌（Bacillus）阻止金黄色葡萄球菌在健康个体的肠道和鼻子中生长。随后，他们利用一种小鼠研究模型，精确地确定了这是如何发生的。 相关研究结果于2018年10月10日在线发表在Nature期刊上。

NIAID主任Anthony S. Fauci说，“益生菌常被推荐作为改善消化系统健康的膳食补充剂。这是首批准确描述它们如何提供健康益处的研究之一。对某些疾病而言，作为抗生素治疗的一种有效的替代方案，口服芽孢杆菌可能在科学上是吸引人的，这绝对值得进一步探索。”

【7】Nature：揭示细胞中蛋白复合体形成的分子机制

doi：10.1038/s41586-018-0462-y

蛋白复合体的形成是一种高度复杂的过程，其并不以“完成”蛋白质为开端；近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自海德堡大学的科学家们通过研究阐明了细胞中蛋白复合体形成的分子机制。

文章中，研究者发现，当蛋白亚基被合成时其会以一种协调的方式来形成，相关研究或能改变研究人员对于细胞中蛋白复合体活性发挥机制的理解。

细胞中的生物学过程常常是由数千种不同的蛋白质所驱动的，这些蛋白质能够装配形成功能性的活性蛋白复合体；蛋白质实际上是由所谓的核糖体来制造的，核糖体能够催化蛋白质的生物合成，在这一过程中，氨基酸被装配成链并且折叠形成蛋白质，截至目前为止，研究者推测，蛋白复合体亚单位或许能通过扩散和随机相遇的方式来寻找其它亚单位。

【8】Nature：利用胚胎干细胞从头构建定制的大脑区域

doi：10.1038/s41586-018-0586-0

研究遗传学如何影响脑部疾病的科学家们长期以来寻求一种更好的实验模型。经过基因修饰的细胞系的体外培养物能够揭示某些基因如何影响精神疾病和脑癌产生的一些线索。但是这样的模型不能够提供可由经过基因修饰的小鼠提供的大脑功能的真实形式。

即便这样，精心培育的用于研究基因如何影响大脑的小鼠也有几个缺点。培育周期冗长且成本高，并且所需的基因特异性仅在小鼠幼仔出生时才能验证，但是不能保这种基因特异性一定会出现。

在一项新的研究中，来自美国波士顿儿童医院和加州大学旧金山分校的研究人员描述了一种新方法来构建定制的小鼠模型来研究大脑。首先，一种天然的毒素可用于在小鼠胚胎中杀死通常生长在前脑中的年轻脑细胞。

【9】Nature：癌症出现治疗抵抗效应的内在机制

doi：10.1038/s41586-018-0603-3

癌症的治疗耐受性是癌症患者出现的主要问题，这是由于耐药细胞是肿瘤复发的根源，并且与高发病率和死亡率相关。因此，更好地了解与抗药性相关的机制对于制定明确根除癌症和预防肿瘤复发的策略至关重要。

在最近发表在《NATURE》杂志上的一项研究中，研究人员发现，肿瘤细胞群在药物治疗后持续存在，导致基底细胞癌停止治疗后出现复发。该研究还确定了可以消除这种存在耐受性的肿瘤群体的药物组合，从而预防肿瘤复发。

基底细胞癌是最常见的人类癌症，每年影响全世界数百万新患者。 Vismodegib是一种FDA批准的药物，用于治疗人类局部晚期和转移性基底细胞癌。许多接受vismodegib治疗的患者在治疗之后肿瘤细胞会得到清除，但很多时候，这些肿瘤在治疗中止后仍会复发，其内在的机制并没有得到揭示。

【10】Nature：不对称的氨基酸α-芳基化修饰是开发新药物的起点

doi：10.1038/s41586-018-0553-9

氨基酸是蛋白的构成单元（building block）。对氨基酸进行化学修饰允许科学家们能够开发新的分子，这就为开发抗生素等新的医学药物提供起点。

在一项新的研究中，来自英国布里斯托大学化学学院的研究人员如今开发出一种新的修饰氨基酸的方法：将一个碳原子环连接到氨基酸分子的正中心。引入这种碳原子环的不同寻常的化学反应在此之前具有有限的应用，但是这项新的研究表明引入这种新的分子结构特征能够与一系列比之前更加广泛的化学结构兼容。

这种化学反应涉及将这个碳原子环从氨基酸的氮原子迁移到它的碳原子上，这是因为氨基酸以两种镜像形式存在，重要的是它在反应产物中保留着对起始镜像结构的记忆。（生物谷Bioon.com）

http://news.bioon.com/article/6729046.html



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