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近年来人们逐渐意识到,男性能通过多种途径对自己的后代产生影响,比如精子表观基因组、微生物组转移和精液信号传导。两项引人注目的小鼠研究表明,父亲的饮食会改变精子的RNA,进而影响后代的基因调控。
生物通报道:美国的《Science》杂志由爱迪生投资创办,是国际上著名的自然科学综合类学术期刊,与英国的《Nature》杂志被誉为世界上两大自然科学顶级杂志。Science杂志主要发表原始性科学成果、新闻和评论,许多世界上重要的科学报道都是首先出现在Science杂志上的,比如艾滋病与人类免疫缺陷病毒之间的关系,标志性基因组研究成果等。Science杂志近期下载量最多的文章包括:
Breakthrough of the Year
每年年底,Science杂志都会评选出十大科学突破。本周(12月17日)Science杂志公布了该刊评选出的2015年度十大科学进展,今年的Science十大科学突破之首是红得发紫的CRISPR基因编辑技术,这也是继2013年CRISPR技术荣登Science十大科学突破榜单后的第二次上榜,也是首个后来居上的科学突破,对此Science表示“前所未有”。
之所以CRISPR技术如此受热捧,这与今年该领域取得的多项突破密切相关,这些突破包括:
CRISPR精确广泛遗传改变——今年10月,哈佛大学等处的研究人员在猪细胞中应用CRISPR编辑方法破坏了猪基因组62个位点的潜在有害DNA序列。这是有可能是迄今为止通过CRISPR实现精确、广泛遗传改变最极端的例子。它也为人们带了希望:这一技术最终可让猪器官适合于人体。
Science十大科学突破 CRISPR登榜首
A look ahead at 2016: What research trends will be hot—and what will not?
在2015年即将结束之时,《科学》(Science)杂志回顾了本年度一些重大的科学事件。12月30日,Science发表了一篇题为“A look ahead at 2016: What research trends will be hot—and what will not?”的文章,展望未来,预测了将挤走曾经炙手可热的科学课题,在2016年成为热点的一些新研究课题。
Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder
近年来人们逐渐意识到,男性能通过多种途径对自己的后代产生影响,比如精子表观基因组、微生物组转移和精液信号传导。Science杂志十二月三十一日发表了两项引人注目的小鼠研究。研究表明,父亲的饮食会改变精子的RNA,进而影响后代的基因调控。
这两项研究相辅相成地展示了父亲饮食对精子RNA的重要影响,这种影响会改变后代的基因调控,引起相应的代谢紊乱。
Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 complex
这篇是中国学者的文章:清华大学医学院颜宁教授研究组在国际顶尖期刊《科学》(Science)上以长文(Research Article)的形式发表题为《电压门控钙离子通道复合物Cav1.1的三维结构》(Structure of the voltage-gated calcium channel Cav1.1 complex)的研究论文,首次报道了真核生物电压门控钙离子通道的4.2埃分辨率的冷冻电镜结构,为理解其功能提供了重要的线索。
颜宁研究组另辟蹊径,探索了新的蛋白提纯方法,最终获得了性质良好的蛋白样品。利用单颗粒冷冻电镜方法,重构出了分辨率为4.2埃的兔源Cav1.1蛋白复合物的三维结构,首次展示了Cav1.1各个亚基的相互作用界面和亚基内部结构域的分布情况,揭示了各个辅助亚基(a2d,b,g)调控离子通道亚基(a1)的分子机理,为理解真核Cav和Nav的功能以及它们与疾病相关的机制提供了重要的结构基础。
至此,颜宁实验室已经解析了肌肉兴奋收缩通路上的膜蛋白,包括电压门控钠离子通道(细菌同源蛋白NavRh)、电压门控钙离子通道、以及最大的钙离子通道RyR1的结构,从而为理解这一基本生理过程的分子机理打下重要基础。
Postnatal genome editing partially restores dystrophin expression in a mouse model of muscular dystrophy
来自德州大学西南医学中心的科学家们利用一种新型基因编辑技术,成功阻止了幼鼠所患杜氏肌营养不良症DMD的发展。如果这种方法能安全有效的放大到DMD患者身上,那么这将会成为DMD基因组编辑治疗方法的首个成功案例。
这一研究成果公布在Science杂志上,文章的第一作者之一是早年毕业于重庆大学的龙承祖博士,其研究组曾于2014年在Science杂志发表了第一篇CRISPR治疗肌萎缩的研究成果。
杜氏肌营养不良症(Duchenne Muscular Dystrophy,DMD)作为一种严重的神经肌肉遗传性疾病,是男童患者中最常见和最严重的肌营养不良疾病,主要表现为渐进式肌肉衰退。一般认为,这种疾病是由X染色体连锁的DMD基因(编码dystrophin蛋白)发生突变所导致。
虽然早在三十年前科学家们就发现了DMD的病因,然而至今为止还未有任何有效的治疗方法。这种疾病会分解肌肉纤维,并用脂肪组织进行替代,造成肌肉逐渐削弱,从而往往导致心肌出现问题,这也就是这些患者死亡的主要原因。
在最新这篇文章中,西南医学中心的研究人员利用这两年备受关注的CRISPR基因编辑技术永久纠正了引发幼鼠疾病的DMD基因突变。
The 5300-year-old Helicobacter pylori genome of the Iceman
科学家们正在不断地从Ötzi的木乃伊中挖掘出有关人类的新事实。Ötzi是1991年科学家们在冰川中发现的一个铜器时代的人类。5年前,在完全破译Ötzi的基因组后,这一获得有关过去惊人发现的泉源看起来似乎很快就要枯涸了。
而现在一个国际科学家小组与来自意大利博尔扎诺欧洲学院(EURAC)的古病理学家Albert Zink和微生物学家Frank Maixner一起,成功证实了Ötzi的胃内容物中存在幽门螺杆菌(Helicobacter pylori),这种细菌现存在于一半的人类体内。在人类历史的开始阶段他们便已经感染了这种胃细菌,这一理论有可能是真实的。科学家们成功地破译了这种细菌的完整基因组。
The protein LEM promotes CD8+ T cell immunity through effects on mitochondrial respiration
癌症免疫疗法是近年来的热点,其中的一个关键点是免疫系统重要组成部分:T细胞,但当面对严重感染或晚期癌症时,T细胞往往无法增殖至足够大的数量来对抗疾病,导致抗癌过程偃旗息鼓。
今年四月,顶级期刊Science杂志发表了一项重要的研究成果——一些小鼠和人类细胞实验表明,一种特殊蛋白能促进细胞毒性T细胞的增殖。研究人员在对拥有遗传突变的小鼠进行筛选时,发现一种小鼠在受到病毒感染时生成了正常小鼠10倍数量的T细胞,其原因在于免疫能力获得增强的这种小鼠能产生更高浓度的这种未知蛋白,使其能更有效地抑制感染,并且能更好地抵御癌症。
这项研究的结论意味着利用一种蛋白,就能增强患者对抗所有癌症或病毒侵袭的能力,如果这是真的,那么就是一个大大的彪悍二字。然而Science 杂志总编Marcia McNutt近期(12月18日)表示,“有人对这些研究的有效性提出了质疑”。
Epigenetic (re)programming of caste-specific behavior in the ant Camponotus floridanus
宾夕法尼亚大学的Shelley Berger、亚利桑那州立大学的Juergen Liebig和纽约大学的Danny Reinberg领导团队,通过影响蚂蚁的组蛋白乙酰化,直接改变了阶级特异性的觅食行为。他们用化合物抑制组蛋白乙酰化的添加和去除,改变了附近基因的表达水平,重编程了蚂蚁的觅食行为。
(生物通)
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