2020年11月20日Science期刊精华8 g' F0 S" T, e" j9 q2 P0 I3 {9 j
来源:本站原创 2020-11-24 20:03% } m; S) \/ {3 j2 C" r
2020年11月24日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2020年11月20日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。& `" d8 I+ L' T% b
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图片来自Science期刊。) R5 g% X% X4 \0 X3 T
1.Science:重大进展!利用新开发的CRISPR-LICHT技术筛选出决定人类大脑大小的基因 / W6 l9 i4 w6 S3 l0 z4 edoi:10.1126/science.abb5390 8 B! ^/ Q6 z! R8 h) s0 `/ _ " f% ^% `% ?3 t) f: _" o! d) g9 h9 e在果蝇和线虫身上可以常规地进行遗传筛选。在人类中,存在着丰富的关于遗传病和疾病相关突变后果的知识,但对人类进行系统性分析是不可能的。如今,在一项新的研究中,来自奥地利维也纳生物中心(Vienna BioCenter)、维也纳大学和维也纳医科大学的研究人 员开发出一种突破性的技术,这种技术允许在人类组织中并行分析数百个基因。他们将这种新技术命名为CRISPR-LICHT。相关研究结果近期发表在Science期刊上,论文标题为“A human tissue screen identifies a regulator of ER secretion as a brain size determinant”。 ; }5 V* M K3 L1 B, t9 j 2 L1 G n' v: D1 h论文共同第一作者、IMBA博士生Dominik Lindenhofer解释说,“这种技术是基于众所周知的在2020年10月获得诺贝尔奖的CRISPR-Cas9技术和双条码方法的结合。关键的技巧是使用向导RNA(gRNA),同时也使用一种基因条形码,即我们添加到用来培养类器官的细胞基因 组中的DNA片段。这让我们可以看到每个类器官的完整细胞谱系,而第二种条形码让我们可以计算每个起始细胞产生的细胞数量。这降低了噪音,因此我们可以确定每种gRNA对类器官生长过程中产生的细胞数量的影响。为了描述我们的方法,我们将之称为CRISPR-LICHT( CRIPSR-Lineage Tracing at Cellular resolution in Heterogenous Tissue,利用CRipsR在异质组织中进行细胞分辨率下的谱系追踪)。”1 w) N; ]9 x3 J8 C$ x* V
8 U6 L! H8 Z7 t1 Q这些研究人员将CRISPR-LICHT应用于小头畸形(microcephaly),即一种以患者大脑尺寸缩小和严重智力障碍为典型特征的遗传性疾病。通过这种革命性的新技术,他们筛选出了所有疑似在这种疾病中发挥作用的基因。9 C3 s$ p3 c- `4 D
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2.Science:一种蚊子亚种更容易感染寨卡病毒,加剧了寨卡疫情的蔓延 I6 \1 e& I( @0 qdoi:10.1126/science.abd3663 # g+ Z0 S6 U: a* e. c9 t1 A, U 6 c9 z; c) r3 [. y" n在过去十年中,寨卡病毒在世界各地传播,造成数百万人感染,其中一些感染与先天性畸形和神经系统疾病有关。在一项新的研究中,来自法国国家科学研究中心(CNRS)和巴斯德研究所等研究机构的研究人员将将目光转向了寨卡病毒的主要传播媒介:埃及伊蚊。在 5000年至1万年前,这种原产于非洲的蚊子物种产生了一种适应人类的亚种,该亚种在过去几个世纪里传播到其他大陆。鉴于这种入侵的亚种对人类血液的明显偏好性,它被认为已经成为黄热病病毒和登革热病毒等病毒的主要载体。 9 G. S% \/ V8 p7 l( d+ b' o6 {' U# x/ ?% s# a. G% ]/ W4 t9 ]
通过实验手段比较全球不同地区的埃及伊蚊野生种群,这些研究人员发现,这种侵入性亚种在传播寨卡病毒方面非常有效,这不仅是因为它更频繁地与人类接触以获取血液,还因为它比非洲亚种更容易感染这种病毒。相关研究结果发表在2020年11月20日的Science期刊上 ,论文标题为“Enhanced Zika virus susceptibility of globally invasive Aedesaegypti populations”。, V/ v3 c B% _; K9 M1 h
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这些研究结果为非洲至今没有爆发大规模寨卡病毒疫情提供了解释。它们还对这种病毒的出现及其对公共卫生影响的区域和大陆差异提供了新的启示。4 R; O+ _: e0 @
0 R' F. A: ?6 X! @7 S3.Science:临床前研究显示母体可将过敏传递给后代 A0 T1 q5 O: {$ j3 I) i- d9 U
doi:10.1126/science.aba0864; doi:10.1126/science.abe82837 B( V; f. ~, u! K! P; i
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在一项新的研究中,来自新加坡科技研究局(A*STAR)、新加坡竹脚妇幼医院、杜克-新加坡国立大学医学院、新加坡国立大学、中国上海交通大学和美国杜克大学等研究机构的研究人员报告,母体可以在它们的后代在子宫内发育时将过敏传给后者。相关研究结果近期发 表在Science期刊上,论文标题为“Fetal mast cells mediate postnatal allergic responses dependent on maternal IgE”。! n) ?% o3 x& o( O
/ C$ a; L8 N1 x0 V+ J这项研究采用了符合新加坡国家实验动物研究咨询委员会(NACLAR)指南的动物模型,发现负责引发过敏反应的关键抗体--免疫球蛋白E(IgE)---可以穿过胎盘进入胎儿体内。当进入胎儿体内时,这种抗体会与胎儿肥大细胞结合,其中肥大细胞是一种免疫细胞,会释放 引发从流鼻涕到哮喘等过敏反应的化学物。出生后,新生小鼠在第一次接触过敏原时,会与它们的母体那样对相同类型的过敏原产生过敏反应,不同的是,成年小鼠需要两次接触过敏原才能产生过敏反应。实验室的研究还表明,母体IgE可以与人类胎儿肥大细胞结合,表 明它们可能以类似的方式穿过人类的胎盘。) q6 u, o X {7 f7 i- D O2 [
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4.Science:发现一种罕见的痴呆症---空泡tau蛋白病 8 T* e+ `; L; a. Y7 ^4 Gdoi:10.1126/science.aay8826 9 y0 L% t9 {2 T : Q& x; j. ]/ }0 \. A9 `在一项新的研究中,来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院、希腊雅典大学和雅典医疗中心的研究人员发现一种新的罕见的痴呆症遗传形式。这一发现也揭示了一种导致蛋白在大脑中堆积的新途径,这种新途径可能作为开发新疗法的靶标。大脑中的蛋白堆积会这种新 发现的疾病,以及相关的神经退行性疾病,比如阿尔茨海默病(AD)。相关研究结果于2020年10月1日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Autosomal dominant VCP hypomorph mutation impairs disaggregation of PHF-tau”。& R+ S! `* x4 y1 P, W
* P) q) X5 O% Z7 r$ Z* |阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病,其特征是大脑某些部位中的tau蛋白堆积。这些研究人员在对一名去世的、患有未知神经退行性疾病的供者的人类脑组织样本进行检查后,发现大脑中的含缬酪肽蛋白(Valosin-containing protein, VCP)基因发生了新的突变,在 正在退化的大脑区域中出现了tau蛋白堆积,神经元中出现了空泡(vacuole)。他们将这种新发现的疾病命名为空泡tau蛋白病(Vacuolar Tauopathy, VT)---这是一种神经退行性疾病,它的特征是神经元空泡和tau蛋白聚集物的堆积。5 R4 s. ?& v: l5 k# }/ ^) v! H9 V9 j
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论文通讯作者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院病理学与实验室医学助理教授Edward Lee博士说,“在细胞内,有蛋白聚集在一起,你需要一个过程能把它们分开,因为否则一切都会被堵塞了而无法发挥作用。VCP的作用就是发现聚集在一起的蛋白并将它们分开。我们认 为,突变损害了这种蛋白将蛋白聚集物拆开的正常能力。”! }$ n; C( D( `( F4 D, S$ `# Q( v+ T
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5.Science:研究揭示大脑与眼睛神经元再生机制% a; q! [" I$ P- l4 o
doi:10.1126/science.abb8598 $ T S; O5 ~0 x! t 1 } b: Q) r8 e+ z) U: c如今,在一项新的研究中,来自圣母大学,约翰•霍普金斯大学,俄亥俄州立大学和佛罗里达大学的研究人员揭示了关键的基因网络,这些网络调节着确定神经元是否会在某些动物中再生。' u/ ` |3 y1 ~# X+ }
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在《Science》杂志上发表的这项研究中,研究人员绘制了具有视网膜神经元再生能力的动物基因图。例如,当斑马鱼的视网膜受损时,称为Müller胶质细胞的细胞会经历称为重编程的过程。在重新编程过程中,Müller胶质细胞将改变其基因表达,使其变得像祖细胞或在 生物体早期发育中的细胞。因此,这些现在的祖细胞样细胞可以成为修复受损视网膜所需的任何细胞。! \7 d. }2 F0 |6 W