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2017年12月22日Science期刊精华

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摘要:图片来自Science期刊。2017年12月30日/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2017年12月22日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。1.Science:重磅!复发性的轻度感染会导致慢性肠道炎症doi:10.1126/science.aao5610在一项新的研究中,来自美国和德国的研究人揭示出随着年龄的增加,过去经历的轻微细菌感染如何能够累加,从而导致一
2017年12月22日Science期刊精华
图片来自Science期刊。
2017年12月30日/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2017年12月22日)发布,它有哪些精彩研究呢?让小编一一道来。

1.Science:重磅!复发性的轻度感染会导致慢性肠道炎症
doi:10.1126/science.aao5610

在一项新的研究中,来自美国和德国的研究人揭示出随着年龄的增加,过去经历的轻微细菌感染如何能够累加,从而导致一种严重的炎性疾病。相关研究结果发表在2017月12月22日的Science期刊上,论文标题为“Recurrent infection progressively disables host protection against intestinal inflammation”。论文通信作者为美国加州大学圣芭芭拉分校的Jamey Marth博士。

轻微的细菌感染,比如在轻度食物中毒期间发生的细菌感染,可能会被忽视,而且在没有治疗的情况下很容易被身体清除,但是它们能够引发一系列事件,从而导致慢性炎症和潜在地危及生命的结肠炎。这些新的发现也能够有助鉴定出长期以来不为人所知的炎症性肠病(IBD)的起源。

这些研究人员通过让健康的小鼠非常低剂量地服用一种常见的细菌病原体(即鼠伤寒沙门氏菌),开发出一种人轻微食物中毒的小鼠模型。鼠伤寒沙门氏菌在整个环境中广泛存在,并且仍然是人类食源性疾病的主要原因。最常见的结果是暂时的肠道不适和功能障碍。大多数这样的感染可能是未经报道的,这提示着个人在一生中发生的感染次数被极大地低估了。

这些研究人员利用沙门氏菌开展实验,所使用的沙门氏菌剂量如此之低以至于没有明显的症状或死亡,而且所有的沙门氏菌都被宿主成功地清除。

到第四次感染(与第一次感染相隔几个月的时间)时,这种炎症稳定地增加,而且结肠炎在所有的实验小鼠中出现。令人吃惊的是,即便反复感染停止了,这种疾病并没有发生改善,这就表明损害已经发生了。

这些研究人员开展了两项实验:(1)通过研究来自20多名弗里德希氏共济失调患者的细胞系,这种分子假体恢复Frataxin蛋白表达;(2)在接受大约含有310个GAA重复序列的人细胞移植的小鼠体内,这种分子假体让一种信号蛋白的表达恢复到接近正常水平。

2.Science:重磅!定制分子有望治疗DNA重复序列导致的疾病
doi:10.1126/science.aan6414

弗里德希氏共济失调(Friedreich's ataxia)是一种罕见的致命性遗传疾病。与至少40种其他的遗传疾病(比如脆性 X 染色体综合征和一些肌肉萎缩症类型)一样,它是由阻止蛋白正确形成的DNA重复序列导致的。这些DNA重复序列能够含有上百个相同的短DNA序列(如GAAGAAGAAGAA ...)。在包括弗里德希氏共济失调在内的一些疾病中,这些DNA重复序列阻止RNA聚合酶对基因进行转录,从而阻止它们表达细胞所需的蛋白。在包括神经系统疾病亨廷顿舞蹈病在内的其他疾病中,这些DNA重复序列能够导致过量的蛋白产生,而这种蛋白本身却是有毒性的。

在一项新的研究中,美国威斯康星大学麦迪逊分校生物化学教授、基因组学教授Aseem Ansari和同事们开发出一种“分子假体(molecular prosthesis)”,即序列特异性合成转录延伸因子(sequence-specific synthetic transcription elongation factors, Syn-TEFs),并证实这种分子假体能够有助RNA聚合酶克服弗里德希氏共济失调中的DNA重复序列对这种酶的阻碍。这种分子假体的一个组分用于确定这些DNA重复序列所在的位置,另一个组分协助RNA聚合酶通过这些重复序列,从而正确地对基因进行转录,以及随后表达出功能性的蛋白。相关研究结果于2017年11月30日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Synthetic transcription elongation factors license transcription across repressive chromatin”。

3.Science:RALF介导的信号调节拟南芥花粉管完整性和精子释放
doi:10.1126/science.aao3642; doi:10.1126/science.aar4190

在开花植物中,受精需要花粉管和雌性生殖组织之间发生的复杂的细胞间通信事件,这些通信事件受到胞外信号分子与花粉管表面上的受体相互作用的控制。Zengxiang Ge等人发现拟南芥中的两种这样的受体BUPS1和BUPS2以及它们的肽配体RALF4和RALF19都是花粉管表达的并且是维持花粉管完整性所必需的。BUPS1和BUPS2通过它们的胞外结构域与受体ANXUR1和ANXUR2相互作用,并且这两组受体结合RALF4和RALF19。这些受体-配体相互作用与在纳摩尔浓度时诱导花粉管爆裂的雌性衍生配体RALF34竞争。 这些作者们提出RALF34替代花粉管-雌配子接触界面上的RALF4和RALF19,因而失去对BUPS-ANXUR信号的调节,这接着导致花粉管破裂和精子释放。

4.Science:RALF4/19肽与LRX蛋白相互作用来控制拟南芥中的花粉管生长
doi:10.1126/science.aao5467; doi:10.1126/science.aar4190

胞外基质与细胞内部之间的通信变化对细胞的功能是至关重要的。快速碱化因子(RALF)家族的胞外肽已被鉴定为CrRLK1L亚类受体样激酶的配体,但其确切的识别机制尚不清楚。 Martin A. Mecchia等人发现在拟南芥中,RALF4和RALF19冗余地调节花粉管的完整性和生长,而且它们的功能取决于花粉表达的富含亮氨酸重复伸展蛋白(LRX)家族成员,其中LRX蛋白在细胞壁发育中起作用,但它们的作用机制是不清楚的。 LRX蛋白与RALF相互作用,监控细胞壁变化,这些变化通过CrRLK1L途径传递到花粉管内部来维持正常生长。

5.Science:AvrSr35基因变异决定着Sr35对小麦秆锈病菌小种Ug99的抵抗力
doi:10.1126/science.aao7294; doi:10.1126/science.aar4797

小麦秆锈病菌(Puccinia graminis f. sp. tritici, Pgt)导致小麦茎锈病,即一种毁灭性的真菌疾病。小麦等植物中的Sr35抗性基因对这种病原菌的毒力最强的小种(包括Ug99)产生免疫力。Andres Salcedo等人对化学诱变的和天然的Pgt分离株进行比较性全基因组测序,鉴定出一个被称作AvrSr35的真菌基因是Sr35导致的无毒性所必需的。AvrSr35基因编码一种能够与Sr35相互作用并触发免疫反应的分泌蛋白。这些作者们证实Pgt分离株对Sr35产生毒性的起源与通过插入一种可移动的遗传因子导致AvrSr35基因非功能化相关联。对AvrSr35的发现为监控Pgt、鉴定宿主易感性靶标和描述小麦免疫防御的分子决定物提供了一种新的工具。

6.Science:小麦秆锈病菌中的AvrSr50缺失导致对Sr50抗性产生的毒力
doi:10.1126/science.aao4810; doi: 10.1126/science.aar4797

小种(race)特异性的抗性基因保护全球的小麦作物免受小麦秆锈病菌(Puccinia graminis f. sp. tritici, Pgt)引起的茎锈病侵害,但通过进化出这种病原菌的新型毒力小种,这种抗性基因经常被克服。为了理解Pgt中的毒力进化,Jiapeng Chen等人鉴定出由Sr50抗性蛋白识别的蛋白配体AvrSr50。 对Sr50产生毒性的Pgt自发突变体发生长2.5兆碱基对的杂合丢失事件。 来自这个区域的一种分泌蛋白触发植物中的依赖于Sr50的防御反应,并直接与Sr50蛋白相互作用。 AvrSr50的毒力等位基因是通过DNA插入和序列趋异而产生的,而且这些作者们的数据提供了分子证据来证实除有性重组外,体细胞交换能够在Pgt中出现新的毒力性状中发挥着作用。

7.Science:移民庇护申请随着全球气温上升而增加
doi:10.1126/science.aao0432

发展中国家由天气引起的冲突通过庇护申请蔓延到发达国家。 一种估算未来气候变化影响的方法是研究天气波动的影响。这些短暂的冲击能够在分析上解释为适用于世界各国的随机分布处理。Anouch Missirian和Wolfram Schlenker分析了这些局部的农业冲击与该国移民在欧盟庇护申请之间的关系。 当来源国的气温偏离最适合于农业的20°C左右的适宜温度时,庇护申请就会增加。因此,随着全球气温上升,净庇护申请的预测值将会增加。

8.Science:对美洲的维管植物进行综合的评估
doi:10.1126/science.aao0398; doi:10.1126/science.aar4191

美洲的植物探险历史可以追溯到500年前。 Ulloa Ulloa等人对所有已知的本土新世界维管植物物种进行全面地和综合地汇编。 在一个公开的可搜索的数据库中,这种汇编包括124993种维管植物物种,大约占全球总数的三分之一。 他们进一步提出这些物种在科和属中的分布、地理多样性位点和区域间植物区系关系的的细节。 美洲的植物物种发现率平均每年将近750种,因此这个宝贵的资源将会继续增加。

9.Science:利用NICHE-seq技术分析免疫细胞功能的空间信息
doi:10.1126/science.aao4277

免疫功能取决于体内一系列微环境中异质细胞之间的相互作用。尽管已利用单细胞RNA测序方法收集了关于免疫细胞功能的信息,但是这些技术传统上缺乏空间信息。Chiara Medaglia等人描述了NICHE-seq技术,即一种允许从表达可光激活的绿色荧光蛋白的转基因小鼠的视觉选择区域的细胞进行分选和分析的技术。这种方法成功鉴定出病毒感染后小鼠淋巴结和脾脏中的T细胞和B细胞特异性的壁龛(niche)。 这种方法将让这些作者们弥合器官研究中细胞信息和空间信息之间的差距。(生物谷 Bioon.com)

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