2015年,我們研究細胞功能的方式,發生了一些驚人的變化,從蛋白質翻譯起始的新模型和“RNA如何存在于細胞中”的再定義,到賦予舊測序儀器新的生命力,以及一個令人驚訝的衰老驅動機制。隨著夏天的到來,BioTechniques為我們展示了今年到目前為止最流行的十大深度專題文章。
1. 父親的飲食可塑造后代染色體
禁食一天,或連續不斷地狂吃糖類,不僅僅會在數小時或數天內改變雄性果蠅的行為或饑餓水平。這些極端的飲食方式,可能會改變基因被包裝在精子內的方式,從而在后代的整個一生當中影響它們的新陳代謝。
2. 運動鍛煉的表觀遺傳學
有研究表明,肌肉事實上是可以重塑的,為響應鍛煉,它們的纖維結構和蛋白組成會發生改變。現在有新的研究表明,運動鍛煉會通過表觀遺傳學改變,引起這種肌肉重塑,來響應力量訓練。相關閱讀:堅持鍛煉的表觀遺傳學意義。
3. RNA成環介導的蛋白質翻譯起始
蛋白質翻譯是分子生物學的核心要素之一。我們首先是在教科書中了解到它的,在DNA復制和基因轉錄的章節之后:核糖體被招募到mRNA的5’帽端,形成一種前起始復合物,然后沿著mRNA移動到起始密碼子,并開始翻譯。但是研究人員最近提出了一種新的、基于RNA成環的真核蛋白翻譯起始模型。
4. 以全新角度看RNA組織
將一茶匙的油滴到一個裝滿水的燒杯中,油分子會粘在一起,形成球形液滴,在周圍碰撞和游蕩。這是“RNA顆粒——RNA團塊,及相關蛋白質,在活細胞內如何活動”的一個模型。但是一項新的研究,利用晶格光片顯微鏡發現了一個驚喜:一組帶狀蛋白包裹在RNA顆粒周圍。
5. 抑制甲基化會形成男性大腦
默認情況下,哺乳動物的大腦發育為女性,具有明顯不同于男性大腦的結構元素。長久以來,科學家們一直認為,荷爾蒙一定直接作用于一系列基因,以推動指導男性大腦的變化,但是新的研究卻顯示出相反的結果。相關閱讀:Nature破解50年謎題:男女為何大不同?。
6. 晶格光片顯微鏡
最近,生命科學研究人員利用幾種工具,產生了令人眼花繚亂的細胞內生活的圖像。所有的儀器代表了三個變量之間的平衡:分辨率、速度和靈敏度。最近,研究人員宣布了一種新的顯微鏡方法,這種方法被稱為“晶格光片顯微鏡”。
7. 改造測序儀
隨著技術的進步,今天最高級的硬件,明天不可避免地會過時。尤其是在電腦和手機、以及汽車和家電中。在DNA測序儀中也存在這種情況。許多儀器無疑最終會被當作垃圾處理。但一些勇敢的科學家,已經發現了某種方法,從他們的舊測序機器中榨取更多的生命力,清除它們的部件,并開發新的軟件應用于它們的老化硬件。相關閱讀:Nature子刊:改造測序儀來研究RNA-蛋白互作。
8. 活的、呼吸的人類基因組
除了AGCT之外,在DNA中有一些編碼,科學家們才剛剛開始了解和登記它們。現在,DNA序列和組蛋白的化學修飾,以及染色體折疊和互相作用的方式,已知會影響基因和蛋白質的功能,并可能提供體內許多細胞的獨特特點。現在,一系列(有20多篇甚至更多)文章,揭示了表觀遺傳改變在人類生物學、遺傳和疾病中的重要作用。相關閱讀:24篇Nature文章:最全面的人類表觀基因組圖譜。
9. 解開基因組的三維結構
染色體的三維構象參與細胞核劃分,并使廣泛分離的功能元素形成緊密的空間接近性。但是,研究基因組的三維結構是令人畏懼的。現在,研究人員報道了一項工作,他們用一種稱為“原位Hi-C”的方法,全面地繪制了超過150億個全基因組染色質接觸。
10. 如果可以時間倒流
從皺紋和脫發,到癌癥和心臟病,衰老的跡象定期地出現。在這場分秒必爭的比賽中,許多人依靠昂貴的皮膚治療,反復拜訪醫生,甚至是整形手術,希望能延緩身體的衰老和最終的死亡。這并不是我們喜歡思考的事情。但是,我們首先是如何衰老的?現在,科學家們報道了一種意想不到的、新的衰老驅動機制,并展示了他們如何能減緩這一過程,以延長健康壽命。
美國梅奧診所團隊在新一期《臨床研究雜志》發表報告稱,癌細胞會借助一種名為TRAILshort的蛋白,巧妙關閉人體的免疫反應。這一突破有望催生全新的癌癥療法,或提升現有免疫療法的效力。約15年前,團隊在......
近日,中國農業科學院都市農業研究所聯合國內外科研單位,發現了改良生菜體內的營養和風味物質的基因密碼。相關研究成果發表在《植物生物技術雜志(PlantBiotechnologyJournal)》上。生菜......
沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的科學家開發出一種全新的基因組工程方法,可將大片段基因精準添加到植物基因組的特定位點。這一方法掃除了困擾植物生物技術數十年的障礙,已在煙草和水稻中得到驗證,為農業生物技術......
現代人類的基因組里,還藏著怎樣不為人知的故事?7月30日,美國加州大學伯克利分校研究團隊在《科學》雜志發表一項成果,宣布在現代人類基因組中定位了來自兩個未知遠古祖先的DNA區域——一個是分化于約80萬......
為鼓勵細胞與基因治療藥品研發創新,國家藥監局組織起草了《關于優化細胞與基因治療藥品審評審批有關事項的公告(征求意見稿)》(附件1),現向社會公開征求意見。請于2026年8月3日前將有關意見按照《意見反......
近日,湖北省農業科學院果樹茶葉研究所聯合華中農業大學園藝林學學院,在柑橘風味品質形成機制研究中取得新進展。研究團隊鑒定出一個可同時調控蔗糖積累與檸檬酸代謝的關鍵基因模塊,為柑橘風味品質定向改良提供了新......
近日,中國農業科學院茶葉研究所茶樹遺傳育種創新團隊利用多基因激活系統,在茶樹根系中實現了茶氨酸生物合成的2個關鍵基因同步激活,顯著提高了茶氨酸含量。相關結果發表在《園藝研究》(Horticulture......
近日,一項發表于《分子精神病學》的研究發現,單個基因GRIN2A可直接導致精神疾病。而此前的研究認為,精神疾病是由許多基因共同作用所致。根據世界衛生組織(WHO)數據,2021年全球每7人中就有1人患......
三維基因組互作與表觀遺傳修飾是基因表達調控的重要因素,其動態變化與細胞生長發育及癌癥等疾病的發生發展密切相關。解析染色質在活細胞內的時空動態,是理解基因調控機制的重要科學問題。現有基于CRISPR-C......
11月1日,在長沙舉行的第五屆湖南省抗癌協會家族遺傳性腫瘤專業委員會學術年會上,中信湘雅生殖與遺傳專科醫院(下稱中信湘雅)首席科學家盧光琇宣布,該院第100位通過胚胎植入前遺傳學檢測(PGT)技術阻斷......