生物谷推荐:3月必看的重磅级研究Top10

发布日期:2017-03-28
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不知不觉,3月份就要过去了,在马上过去的3月里又有哪些亮点研究值得我们深入学习一下呢?小编根据本月新闻的点击量、研究领域、热度筛选出了3月份的Top10研究,分享给大家。

【1】Nat Chem Biol:重磅!科学家开发出新型化合物 有望促进癌细胞自我毁灭

doi:10.1038/nchembio.2326

癌细胞的基因组中往往会充满着多种遗传突变,从而就会诱发细胞不经意地制造多种异常蛋白质,和其它细胞一样,癌细胞也需要时刻进行自我清理来得以生存,如今刊登在国际杂志Nature Chemical Biology上的一篇研究报告中,来自霍华德-休斯医学研究所等机构的研究人员通过研究开发了一种新方法来抑制癌细胞的自我清理机制,从而就会让癌细胞中充满不健全的蛋白质,进而引发癌细胞自我毁灭。

蛋白酶体是一种空心的圆柱结构,其能够作为一类细胞垃圾处理站,蛋白酶体会允许蛋白质进入其中并且对其进行降解,当有害蛋白被制造后,其就会被标记上由至少四个拷贝的泛素组成的链状结构,这些标记信号就提醒蛋白酶体需要破坏这些有害蛋白,当有缺陷的蛋白质被塞入垃圾处理站时,作为蛋白酶体的一部分结构,Rpn11就能够截断这种特殊的泛素链,这个步骤非常关键,因为泛素链很大而不能轻松“进入”到蛋白酶体中。

【2】Science子刊:惊人发现!肠道细菌或可改变肠道和大脑的功能

DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf6397

日前,一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中,来自麦克马斯特大学的研究人员通过研究发现,肠道中的细菌或许能够影响肠道易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)患者机体肠道和行为的症状,相关研究或为研究人员开发微生物定向疗法提供了新的思路和见解。

肠道易激综合征是一种常见的胃肠道疾病,其会影响机体的大肠组织,而患者也会遭受腹痛以及排便习惯的改变,比如腹泻和便秘等,通常患者还会伴随出现慢性焦虑和抑郁症等,当前的疗法目的就是改善患者的症状,但患者的病因并不清楚,所以这些疗法的疗效显得非常有限。

本文研究中研究人员希望通过研究能够深入阐明是否发生腹泻的IBS患者机体的粪便微生物能够影响受体小鼠机体的肠道和大脑功能,利用粪便移植,研究人员就将IBS患者(焦虑或者非焦虑患者)机体的微生物群落转移到了无菌小鼠机体中,随后研究者发现,相比接受健康个体微生物的小鼠而言,接受IBS患者机体中微生物的小鼠慢慢会表现出肠道功能和行为的改变。

【3】Science:重大突破!利用喷泉码让DNA高效地存储数据

doi:10.1126/science.aaj2038

人类可能很快就会产生过多的数据以至于硬盘或磁带不能够存储得下。为了解决这个问题,科学家们已将注意力转向大自然的一个古老的信息储存方法:DNA。

在一项新的研究中,来自美国哥伦比亚大学和纽约基因组中心的两名研究人员证实一种为手机上的流式视频开发的算法能够通过将更多的信息压缩到DNA的四种碱基上,从而揭示出它的几乎全部的存储潜力。他们证实这种技术也是非常可靠的。相关研究结果发表在2017年3月3日的Science期刊上,论文标题为“DNA Fountain enables a robust and efficient storage architecture”。

DNA是一种理想的存储介质,这是因为它是高度紧凑的,而且如果放置在阴凉和干燥的地方,它能够持续保存几十万年。近期从在西班牙的一个洞穴中发现的一名43万年前的人类祖先的骨头中获得DNA就可证明这一点。

【4】The Lancet:重磅!新型干预措施能使HIV疗法成功率增加将近18%

doi:10.1016/S1473-3099(16)30534-5

近日,一项发表在国际杂志The Lancet上的研究报告中,来自阿伯丁大学等多个机构的研究人员通过研究表示,他们能够使得HIV疗法的成功率增加几乎18%的比例,文章中,科学家们设计出了一种新型的程序来帮助HIV患者进行服药有效控制病毒的复制。

由于目前HIV药物并不能够有效治疗患者,其仅仅能够使得HIV患者的预期寿命同健康个体一样,很多进行成功治疗的HIV患者几乎不可能将病毒转移到其它个体中,然而有很显著的一部分HIV患者的服药并不规律,或者说是直接终止了服药。药物的不规律服用或者缺乏不依从就意味着患者机体的病毒会寻找机会再次复制,并且攻击机体的免疫系统诱发艾滋病。

利用一种自我管理、咨询以及追踪患者药物服用情况相结合的策略,研究者就发现,相比接受规律性护理的患者而言,这种新型组合策略能够使得接受该方法的患者的治疗成功率增加将近18%。文章中,研究人员对来自荷兰7家医院中超过200名患者进行了长达15个月的干预程序治疗,在进行干预之前和之后研究者对患者机体中的病毒载量进行测定,如果在干预后连续两个时间点患者机体中都出现了可检测到的病毒载量,那么就被认为是“疗法失败”。

【5】Cancer Cell:重大发现!科学家阐明癌细胞重编程血管促进癌症扩散的分子机理

DOI: 10.1016/j.ccell.2017.01.007

血管在癌症的生长和扩散中都扮演着重要的角色,而且血管的内皮细胞和癌细胞彼此能够亲密接触,并且互相影响彼此,近日,刊登在国际杂志Cancer Cell上的一项研究报告中,来自德国癌症研究中心和海德堡大学的研究人员就对内皮细胞和癌细胞之间的相互作用进行了深入研究。

文章中,研究者惊人地发现,肿瘤的血管中名为Notch的信号分子的活化形式的水平较高,相比健康器官而言,在肺癌、肠癌以及乳腺癌的血管内壁细胞中,研究者同样也发现了较高水平的激活受体,同时肿瘤内皮组织中Notch激活水平越高,癌症的扩散就越为猖獗,患者的预后就会较差。

受体蛋白Notch通过配偶体激活是临近细胞之间信号交流的关键通讯通路,不管是从线虫到昆虫,再到人类机体,Notch在胚胎发育期间能够调节器官的发育,而在成年人机体中,这种信号蛋白却能够调节血液干细胞的活性。很多年前,癌症研究人员就通过研究发现,异常的Notch信号会促进细胞癌变,比如会将白细胞转化成为白血病细胞;本文研究中,研究者Fischer与其同事通过研究首次发现,肿瘤微环境中细胞的Notch活性对癌症或许也会产生一定影响。

【6】Neuron:40天记忆力提高一倍!

doi:10.1016/j.neuron.2017.02.003

日常生活中,我们常常会因为找不到钥匙而烦恼。但人群中确实存在一些具有"超级记忆力"的人,他们能够同时记住大量的信息,甚至能够脱口而出圆周率的小数点后好几千位的数字。

如今,研究者们发现这些"超级记忆者"其实与我们普通人并没有多大差别,正常人的大脑经过一个月左右的训练能够达到相同的水平。

事实上,记忆力平平的人脑与超级记忆者的大脑在结构上并没有任何差异。这一信息给我们所有希望增强记忆的人提供了积极的信号。

为了探明其中的分子机制,来自荷兰Radboud大学医学中心的研究者们招募了世界记忆冠军组中的23名有力的竞争者,对他们的大脑进行了研究。

【7】Oncotarget:重大发现!维生素C或可有效靶向杀灭癌症干细胞

DOI:10.18632/oncotarget.15400

日前,一项刊登在国际杂志Oncotarget上的研究报告中,来自索尔福德大学的研究人员通过研究发现,相比诸如2-DG等药物而言,维生素C能以10倍的高效率来有效阻断癌细胞的生长,文章中,研究人员首次提出证据表明,维生素C(抗坏血酸)能够被用来靶向并且杀灭癌症干细胞(CSCs),癌症干细胞能够引发致命性的肿瘤。

研究者Michael P. Lisanti教授表示,如今我们通过研究阐明了如何利用一系列天然物质来靶向作用癌症干细胞,比如水飞蓟素和蜜蜂衍生物CAPE等,但到目前为止最令我们兴奋却是维生素C的特殊功效。维生素C是一种便宜、天然、无毒且非常容易获得的物质,而且其能够作为一种潜在的武器来帮助抵御癌症。

癌症干细胞被认为是引发癌症化疗耐受性的根源,其会导致恶性癌症患者的疗法失败,并且会诱发肿瘤复发以及转移;文章中,研究者通过研究评估了癌症干细胞的生物能学特性,该过程能够促进癌症干细胞存活并且繁衍,而干扰其代谢或许就能够有效抑制癌症干细胞发展。

【8】Science特刊:7篇长文解读人工合成酵母染色体——开启合成生命新纪元!

doi:10.1126/science.aaf4597等

来自4个国家的一个大科学团队一起合作合成了酿酒酵母中约1/3(约3500万碱基对)的基因组(总1200万碱基对),这个研究团队由纽约大学兰贡医学中心酵母遗传学家Jef Boeke领导,分析了7条人工染色体的3维结构,相关研究成果于3月10日以特刊的形式发表在国际顶尖杂志Science上,共7篇研究长文,其中4篇来自中国,其中天津大学元英进课题组2篇,清华大学生命科学院戴俊彪课题组1篇,华大基因杨焕明院士与爱丁堡大学Yizhi Cai课题组合作发表1篇。

2010年,另一个研究团队创造了首个合成细菌生物体,含有一条长度达100万对碱基对、同时具有生物学活性的人工合成基因组。“这一系列最新研究对于创造首个全合成真核细胞基因组具有里程碑式的意义。”加州拉霍亚Synthetic Genomics公司的Daniel Gibson在写给The Scientist的邮件中如此评价这系列突破性研究,也就是他创造了首条人工合成细菌基因组及首个人工合成细胞。他为这系列研究写了一篇编辑评论文章,但是并没有参与相关工作。

2014年,Boeke及另一个研究小组的研究人员一起合成了首条真核细胞染色体:酿酒酵母染色体Ⅲ的精简版本。此后,为了合成他们的“合成酵母2.0(Sc2.0)”计划中设计的含有1130万对碱基对的酵母基因组,Boeke的研究团队与其他研究团队一起组成了合成酵母基因组计划团队,这个任务也是“基因组计划-Write”中的首要任务。

【9】Science:癌症免疫疗法新突破!PD-1阻断疗法激活的T细胞还需依赖CD28共刺激

doi:10.1126/science.aaf0683

阻断PD-1通路的抗癌药物(也被称作免疫检查点抑制剂)如今被美国食品药品管理局(FDA)批准用来治疗黑色素瘤、肺癌和几种其他的癌症。这些药物经常被描述为在功障碍的T细胞表面上“松开制动器”。

在一项新的研究中,来自美国埃默里大学医学院埃默里疫苗中心和温希普癌症研究所(Winship Cancer Institute)的研究人员证实,即便松开强加在PD-1上的制动器,这些肿瘤特异性的T细胞仍然需要“燃料”进行增殖和恢复有效的免疫反应。这种燃料来自基于CD28分子的共刺激(co-stimulation)。相关研究结果于2017年3月9日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Rescue of exhausted CD8 T cells by PD-1–targeted therapies is CD28-dependent”。

尽管PD-1靶向药物取得成功,但是很多病人的肿瘤并不对它们作出反应。这项研究的发现表明存在于T细胞表面上的CD28可能是一种能够预测PD-1靶向药物是否有效的临床生物标志物。此外,对CD28的需求提示着共刺激可能在一些病人体内丢失了,这可能有助指导设计组合疗法。

【10】Nature:令人震惊!肺部也能造血!

doi:10.1038/nature21706

在一项新的研究中,通过在活的小鼠肺部使用视频显微镜,来自美国加州大学旧金山分校和加州大学洛杉矶分校的研究人员揭示出肺部在血液产生中发挥着一种之前未被识别出的作用。他们发现肺部产生小鼠血液循环中的一半以上的血小板,即形成止血的凝块所需的血液组分。在另一项令人吃惊的发现中,他们还在小鼠肺部中鉴定出一种之前未知的造血干细胞库,当骨髓中的造血干细胞耗尽时,肺部中的这些造血干细胞能够恢复血液产生。在此之前,人们认为骨髓中的造血干细胞是血液产生的主要场所。相关研究结果于2017年3月22日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for haematopoietic progenitors”。

论文通信作者、加州大学旧金山分校医学教授和实验室医学教授、肺脏学家Mark R. Looney博士说,“这些发现明确地提示着肺部具有更加复杂的作用:它不仅用于呼吸,而且也在血液的重要组分形成中发挥着一种至为重要的作用。我们在小鼠体内观察到的结果提示着肺部可能也在人体的血液形成中发挥着一种关键性的作用。”

这些发现可能对理解血小板减少症(thrombocytopenia)产生重大的影响。血小板减少症影响着上百万人,而且增加危险性不受控制出血的风险。这些发现也对肺部中的造血干细胞如何可能影响肺部移植受者提出问题。(生物谷Bioon.com)

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