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  • 發布時間:2015-05-06 16:18 原文鏈接: Science雜志最受關注的文章(5月)

      美國的《Science》雜志由愛迪生投資創辦,是國際上著名的自然科學綜合類學術期刊,與英國的《Nature》雜志被譽為世界上兩大自然科學頂級雜志。Science雜志主要發表原始性科學成果、新聞和評論,許多世界上重要的科學報道都是首先出現在Science雜志上的,比如艾滋病與人類免疫缺陷病毒之間的關系,標志性基因組研究成果等。Science雜志近期下載量最多的文章包括:

      Selective information routing by ventral hippocampal CA1 projection neurons

      對活體大鼠進行的一項新的研究顯示,海馬區會選擇性地將特定信息輸送給其他腦部區域;海馬區是脊椎動物腦部的一個與空間記憶、焦慮和獎勵相關的區域。在此之前,研究人員一直想知道這些高層級腦部區域究竟是給腦部的每個部分輸送信息,并任由接受部位來提取相關信息,還是它們會向腦部的不同部位分別發送信息。

      通過在海馬區揭示一個新層級的功能性組織,Stephane Ciocchi和同事的這一發現可幫助解答這個問題。當大鼠從事不同作業時,研究人員用光遺傳學來監測其腹側海馬區CA1神經元。他們發現,這些神經元會直接給前額皮層輸送與焦慮有關的信息,而將與目標相關信息遞送給伏隔核。研究人員還發現,海馬神經元具有的突起越多,它往往會更多地參與行為作業和記憶鞏固。這些發現或能幫助改善腦部高層級區域間的通訊模型。

      Structures of the CRISPR-Cmr complex reveal mode of RNA target positioning

      細菌在與入侵者的漫長斗爭中,演化出了多種防御機制,比如適應性免疫系統CRISPR/Cas。這個監控體系能在CRISPR RNA(crRNA)的引導下,靶標并降解入侵者的遺傳物質。現在科學家們已經將CRISPR/Cas開發成了一種簡單高效的基因編輯技術,該技術迅速應用到了生物學的各個領域,催生了大量的研究成果。

      根據功能元件的不同,CRISPR/Cas系統可以分為I型系統、II型系統和III型系統。這三類系統又可以根據Cas編碼基因的不同分為更多的亞類。已知,I型和II型CRISPR-Cas監控復合體靶標雙鏈DNA,而III型監控復合體靶標單鏈RNA。

      加州大學的研究團隊通過冷凍電鏡(cryo-EM)獲得了天然III型Cmr復合體及其與目標RNA結合時的高分辨率結構(接近原子水平),為人們揭示了Cmr結合靶標的具體機制。這項研究發表在四月二日的Science雜志上,文章的通訊作者是Eva Nogales和Jennifer A. Doudna。Doudna是CRISPR技術的共同開發者,曾因這一技術獲得了“生命科學突破獎”(Breakthrough Prize),是CRISPRZL的有力競爭者。

      Regulatory T cells generated early in life play a distinct role in maintaining self-tolerance

      起源于胸腺,自身免疫調控因子(Aire)蛋白控制了一個阻止免疫系統攻擊自身身體的關鍵機制。個體的T細胞可攻擊不同的物質;Aire通過生成一個mRNA轉錄物庫,編碼機體一些分化細胞類型特征性的蛋白質促進了免疫耐受。源自這些蛋白質的肽顯示在胸腺髓質上皮細胞表面的主要組織相容性復合物分子上。

      研究人員在Aire基因敲除(Aire-KO)小鼠中觀察發現,在生命的最初幾周,表達Aire可阻止自身免疫性多發性內分泌病-念珠菌病-外胚層營養不良綜合征(autoimmune polyendocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy,APECED)個體自身免疫引起的特征性器官衰竭。這一疾病的病理學至今仍是個謎題:為什么在缺失Aire的情況下如此局限的一些組織會易于受到免疫攻擊?

      來自美國和韓國的研究人員開展了一項研究,調查了圍產期表達Aire的重要性以及在成體小鼠免疫系統中它的情況有什么不同。

      Embryo engineering study splits scientific community

      4月18日,來自中山大學的研究人員在由Springer和中國教育部附屬機構共同出版的一家期刊雜志《Protein & Cell》上發表了一篇轟動國內外科學界的研究論文。主要作者黃軍就(Junjiu Huang)和同事們報告稱,他們嘗試采用了CRISPR-Cas9基因編輯技術去改變異常人類胚胎中的基因。他們的基因編輯工作并不是太成功,導入了許多的意外突變。

      這篇論文一經發布便引發了全球一些科學家們的激烈爭論,人們在關注這些討論的同時也很好奇這篇文章發表背后的過程.

      Nature的編輯主任Ritu Dhand說:“這是一個迅速發展且復雜的領域——我們不能也不應該輕易地為之提供簡單的政策。Nature出版集團正在咨詢一些專家,針對這一問題開發出一種‘革新政策’。”

      同時Science告訴Nature的新聞團隊:“我們堅決認為,必須要從社會習俗的角度來考慮基因組編輯的潛力,必須要通過一個建立共識的過程來規劃前進的道路。”

      Paleontological baselines for evaluating extinction risk in the modern oceans

      通過將過去2300萬年中海洋物種滅絕速度的數據與人類活動和氣候變遷的數據相結合,研究人員確定了地球上未來可能特別容易發生物種滅絕的特定的物種分類群和地區(它們絕大多數位于熱帶)。這些結果可幫助量化人類活動對海洋物種滅絕的影響,因為它們提供了一條人類出現之前的海洋物種滅絕的基線。它們還可能幫助研究人員應對一些當前及未來的對生物多樣性的威脅。

      Seth Finnegan和同事對6大生物分類群的2897個不同屬生物的化石(它們包括了哺乳動物、鯊魚和雙殼貝類)進行了研究,并確定了它們內源性的(或稱人類出現之前的)物種滅絕風險。研究人員發現,在過去的2300萬年中,地理范圍大小和系統分類是所有6組海洋生物中這類滅絕風險的可靠預測因子。他們接著對那些來自遠古物種組群的現代物種屬的內源性滅絕風險進行了估測,并繪出了它們的地理分布圖。通過將受到人類活動和氣候變化影響地區進行疊加,研究人員凸顯了物種滅絕風險尤為突出的地區。這些高風險地區不成比例地集中在熱帶,這提示熱帶生態系統可能格外容易遭受物種滅絕的風險。

      A Werner syndrome stem cell model unveils heterochromatin alterations as a driver of human aging

      中科院生物物理所劉光慧、北京大學湯富酬以及Salk研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte等人報告了他們在干細胞衰老機理方面的一項突破性的研究成果。該研究結合多能干細胞定向分化技術、基因組靶向編輯技術、以及表觀遺傳組分析技術首次揭示了異染色質的高級結構失序(disorganization)是人類干細胞衰老的驅動力之一,為延緩衰老及研究和防治衰老相關疾病提供了新的潛在靶點和思路。

      研究人員提出了“組織干細胞的加速衰老(耗竭)可能是人類早衰癥的病因”的假設。基于這一假說,研究人員通過基因組靶向編輯技術使得人間充質干細胞(MSC)中的WRN基因發生純合缺失突變,在實驗室“制造”出人類早衰癥特異的MSC。這些早衰癥MSC不僅表現出生長速度減慢、DNA損傷反應加劇和分泌大量炎性因子等衰老指征,而且表現出內層核膜蛋白以及核周異染色質的加速缺失。通過對組蛋白共價修飾、DNA甲基化、以及RNA轉錄本進行全基因組掃描,研究人員發現早衰癥干細胞的異染色質發生了顯著的結構退行性變化,主要表現為著絲粒和端粒附近的H3K9me3“山脈”(mountains)的缺失。進一步研究發現,WRN蛋白同異染色質蛋白SUV39H1和HP1?共存于一個蛋白復合物中,該復合物具有維持異染色質和核纖層的穩定性以及阻止MSC衰老的作用。WRN的缺失導致異染色質結合蛋白的減少以及著絲粒衛星DNA的轉錄,進而誘發細胞衰老。通過比較健康老年人和年輕人體內分離的MSC,也可見WRN水平的下調以及核膜蛋白和異染色質結構的異常,提示異染色質的重塑可能是正常細胞衰老的驅動力之一。最后,研究發現過量表達HP1?能抑制早衰癥細胞的加速衰老,因而為未來干預人類干細胞的衰老提供了可能的分子靶標。

      Big names or big ideas: Do peer-review panels select the best science proposals?

      一項最新研究表明,美國國立衛生研究院NIH的同行審議評分系統能精確預測相關的研究項目最終的影響將有多大,研究人員發現獲得分數越高的申請人,發表論文數量也越多,被引次數也越多,而且也會申請得到越多的ZL。

      為了評估NIH同行審議過程的有效性,Agha和Danielle Li對超過13萬個研究項目基金進行了分析——在1980至2008年間,這些研究項目是由國立衛生院提供資金的。每項研究撥款都在同行評審中獲得評分,研究人員分析了這些撥款的科研成果,觀察項目的論文發表、論文引用和獲取ZL等方面。生物通 www.ebiotrade.com

      結果他們發現同行審議評分與研究結果密切相關,比較于評分較低的申請,那些分數較高的申請會發表更多的總體論文,引用數及ZL數也會更多。重要的是,同行審議人能在細致的分辨項目的好壞,無論申請人是否之前取得過類似的成就(如論文發表歷史或機構附屬等)。作者表示,這是因為在評估他或她所提的研究時,同行審議人并不會受到他們之前聲譽或記錄的影響,而是會對撥款申請的科學項目做出自己的判斷,Agha和Li將這種能力稱為同行評審人的“附加值”。

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