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本周又有一期新的Science期刊（2018年10月19日）發(fā)布，它有哪些精彩研究呢？讓小編一一道來。
圖片來自Science期刊。
1.Science：修復(fù)面部缺陷有戲！發(fā)現(xiàn)神經(jīng)嵴細(xì)胞從頭部后面遷移到前面
doi:10.1126/science.aau3301; doi:10.1126/science.aav3376
諸如腭裂和面部麻痹之類的面部缺陷占所有出生缺陷（每年320萬例）的三分之一，并且是嬰兒死亡的主要原因。在一項(xiàng)新的研究中，來自英國和西班牙的研究人員發(fā)現(xiàn)形成面部特征的胚胎干細(xì)胞，稱為神經(jīng)嵴細(xì)胞（neural crest cell），使用一種意想不到的機(jī)制，從頭部后面移動(dòng)到前面，從而定植在面部中。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于了解面部缺陷是如何形成的，從而讓人們更接近一步修復(fù)胚胎中的顱面畸形（craniofacial malformation）。這種新的機(jī)制可能在其他的涉及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的過程（比如轉(zhuǎn)移過程中的癌癥浸潤或傷口愈合）中起著重要的作用，這可能為開發(fā)出新的療法鋪平了道路。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年10月19日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Supracellular contraction at the rear of neural crest cell groups drives collective chemotaxis”。論文通信作者為英國倫敦大學(xué)學(xué)院細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)教授Roberto Mayor。論文作者為倫敦大學(xué)學(xué)院的Adam Shellard和 András Szabó。
這些研究人員研究了青蛙和魚類的胚胎，這是因?yàn)樗鼈兊纳窠?jīng)嵴細(xì)胞的行為方式與人類相似，而且它們的運(yùn)動(dòng)經(jīng)常用于研究癌癥擴(kuò)散。此外，能夠在不造成傷害的情形下研究青蛙和魚類的胚胎發(fā)育。通過利用光遺傳學(xué)技術(shù)，他們使用光來控制神經(jīng)嵴細(xì)胞簇的行為。在鑒定出包圍著神經(jīng)嵴細(xì)胞簇的可拉伸的肌動(dòng)球蛋白環(huán)（actomyosin ring）以及這種肌動(dòng)球蛋白環(huán)發(fā)生收縮從而導(dǎo)致神經(jīng)嵴細(xì)胞簇移動(dòng)之后，他們發(fā)現(xiàn)位于胚胎后面的神經(jīng)嵴細(xì)胞接受激光束照射時(shí)，它們在肌動(dòng)球蛋白環(huán)的作用下發(fā)生收縮，從而向面部移動(dòng)。
2.Science：重大突破！揭示一種新的炎癥控制機(jī)制
doi:10.1126/science.aan8423; doi:10.1126/science.aav3477
在遭受感染或組織損傷后，炎癥性免疫反應(yīng)攻擊這種感染并修復(fù)受損組織。然而，有時(shí)過量的炎癥會(huì)產(chǎn)生相反的效果：在一種稱為免疫病理反應(yīng)（immunopathology）的過程中，這會(huì)增加組織損傷。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來自西班牙國家心血管病研究中心（Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares, CNIC）的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的炎癥控制機(jī)制，它展示了如何控制由這種炎癥性免疫反應(yīng)造成的組織損傷。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年10月19日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“DNGR-1 in dendritic cells limits tissue damage by dampening neutrophil recruitment”。論文通信作者為西班牙國家心血管病研究中心的David Sancho和Carlos del Fresno。
Sancho說，“*到達(dá)感染或炎癥部位的免疫細(xì)胞是中性粒細(xì)胞，而且這些細(xì)胞的任務(wù)是消除這個(gè)問題的根源。然而，中性粒細(xì)胞非常具有破壞性，不僅作用于傳染性病原體，而且也破壞受損組織。由我們自己的防御系統(tǒng)造成的這種組織損傷稱為免疫病理反應(yīng)。因此，理解我們的免疫系統(tǒng)如何能夠控制中性粒細(xì)胞炎癥反應(yīng)從而阻止它破壞我們自己的組織是很重要的。這項(xiàng)新的研究證實(shí)中性粒細(xì)胞浸潤到組織中是由樹突細(xì)胞控制著的。這些樹突細(xì)胞在指導(dǎo)T淋巴細(xì)胞的特異性反應(yīng)中發(fā)揮重要作用是*的。這項(xiàng)新的研究表明，樹突細(xì)胞調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞浸潤有助于避免過度的組織損傷。”
del Fresno說，“樹突細(xì)胞通過釋放趨化因子Mip-2等因子吸引中性粒細(xì)胞進(jìn)入炎性病灶（inflammatory focus）。與此同時(shí)，這些樹突細(xì)胞也表達(dá)表面受體DNGR-1。這種細(xì)胞表面分子通過識(shí)別僅在細(xì)胞遭受損傷或發(fā)生“破裂”時(shí)才能接觸到的細(xì)胞成分來檢測組織損傷。當(dāng)DNGR-1檢測到受損組織時(shí)，它會(huì)降低樹突細(xì)胞產(chǎn)生Mip-2的能力，從而限制中性粒細(xì)胞浸潤到受損器官中。這種機(jī)制阻止可能危及生命的組織損傷擴(kuò)大。”
3.Science：重磅！將人干細(xì)胞植入到人造小鼠卵巢中產(chǎn)生人卵子前體細(xì)胞
doi:10.1126/science.aat1674; doi:10.1126/science.aav3479
在一項(xiàng)新的研究中，來自日本多家研究機(jī)構(gòu)的研究人員利用人類干細(xì)胞成功地在人工小鼠卵巢內(nèi)部產(chǎn)生了人卵原細(xì)胞（oogonia）。相關(guān)研究結(jié)果于2018年9月20日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Generation of human oogonia from induced pluripotent stem cells in vitro”。在這篇論文中，他們描述了他們的研究和未來的計(jì)劃。
作為生殖研究的一部分，科學(xué)家們一直在努力實(shí)現(xiàn)利用干細(xì)胞制造人類卵子的目標(biāo)--做到這一點(diǎn)將讓那些不能自然產(chǎn)生卵子的女性以另一種方式制造它們。但是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)一直是一條艱難的道路。研究人員面臨著道德和生物挑戰(zhàn)。但是，盡管存在這些困難，過去的研究工作已表明，利用干細(xì)胞制造小鼠卵子并用小鼠精子加以受精是有可能實(shí)現(xiàn)的。這項(xiàng)新研究取得的成功表明著在人類中做同樣的事情也是可能的，不過到目前為止，還沒有人能夠圓滿完成。在這項(xiàng)新的研究中，這些研究人員取得了一項(xiàng)里程碑突破：利用植入到非常類似于小鼠卵巢的人工小鼠卵巢中的人類干細(xì)胞制造出人類卵子的前體細(xì)胞。
這些研究人員報(bào)道，他們的工作始于利用經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)將人血細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）。接下來，他們使用胚胎細(xì)胞構(gòu)建出了非常類似于小鼠卵巢的人工小鼠卵巢。之后，他們將這些iPS細(xì)胞植入到人工小鼠卵巢中，讓它們孵育數(shù)月。他們報(bào)道，終，這些ips細(xì)胞生長成處于不同生長階段的具有卵母細(xì)胞特異性特征的物質(zhì)，即人卵子的前體細(xì)胞。他們還報(bào)道，他們計(jì)劃繼續(xù)開展他們的研究，希望將他們的卵原細(xì)胞發(fā)育成卵子。他們還有計(jì)劃涉及做同樣的事情以便制造出精子。
4.Science：重磅！西安交大葉凱團(tuán)隊(duì)成功破譯罌粟基因組
doi:10.1126/science.aat4096
在一項(xiàng)新的研究中，來自中國西安交通大學(xué)、上海海洋大學(xué)；英國約克大學(xué)、威康基金會(huì)桑格研究所；澳大利亞太陽制藥私人有限公司的研究人員破譯出罌粟（opium poppy）基因組的DNA密碼，揭示出這種植物產(chǎn)生用于制造重要藥物的藥用化合物的關(guān)鍵步驟。這一發(fā)現(xiàn)可能為科學(xué)家們提高這種藥用植物的產(chǎn)量和抗病性鋪平了道路，從而確保可靠和廉價(jià)地供應(yīng)有效的用于緩解疼痛和姑息治療的藥物。相關(guān)研究結(jié)果于2018年8月30日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“The opium poppy genome and morphinan production”。論文通信作者為西安交通大學(xué)青年科學(xué)家葉凱（Kai Ye）教授和約克大學(xué)的Ian A. Graham教授。論文作者為西安交通大學(xué)的郭立（Li Guo）副教授和楊曉飛（Xiaofei Yang）講師、約克大學(xué)的Thilo Winzer和Yi Li，以及威康基金會(huì)桑格研究所的Zemin Ning。
這些研究人員取得的突破揭示出導(dǎo)致咳嗽抑制劑那可丁（noscapine）以及止痛藥嗎啡（morphine）和可dai因（codeine）產(chǎn)生的生物合成途徑的起源。
在這項(xiàng)新的研究中，這些研究人員獲得2.7Gb的分布在11條染色體上的罌粟基因組序列的高質(zhì)量組裝。這使得他們能夠鑒定出一個(gè)較大的由15個(gè)基因組成的基因簇，這些基因編碼參與兩種不同生物合成途徑的酶，其中這兩種生物合成途徑參與了可dai因和嗎啡的前體物質(zhì)和那可丁的產(chǎn)生。
植物具有重復(fù)（或者說加倍）其基因組的能力，當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，重復(fù)的基因就能夠自由地進(jìn)化出其他的功能。這使得植物能夠產(chǎn)生新的機(jī)制來制造多種化合物，用于抵御有害微生物和食草動(dòng)物的侵襲，和吸引蜜蜂等有益物種來協(xié)助授粉。
這種罌粟基因組裝配允許這些研究人員能夠鑒定出聚集在一起產(chǎn)生STORR基因融合的祖先基因，其中這種基因融合是導(dǎo)致嗎啡和可dai因產(chǎn)生的生物合成途徑的個(gè)主要步驟。罌粟基因組在7800萬年前發(fā)生一次相對較新的全基因組重復(fù)事件。這種基因融合事件在這種全基因組重復(fù)事件之前發(fā)生。
5.Science：清華大學(xué)顏寧課題組解析出人電壓門控鈉離子通道Nav1.4-β1復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)
doi:10.1126/science.aau2596
電壓門控鈉離子通道（Nav）在許多人類疾病中起著潛在重要的作用。Nav1.4是迄今為止得到科學(xué)家們大量研究的一個(gè)電壓門控鈉離子通道亞型。在一項(xiàng)新的研究中，我國清華大學(xué)顏寧課題組利用低溫電鏡技術(shù)解析出分辨率為3.2 Å的人Nav1.4-β1復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)讓人們詳細(xì)了解完整的孔道結(jié)構(gòu)域、4個(gè)電壓感應(yīng)域、β1亞基以及四個(gè)跨膜重復(fù)區(qū)域的動(dòng)力學(xué)不對稱性。通過這種結(jié)構(gòu)，顏寧課題組還揭示Nav1.4的一些涉及關(guān)鍵氨基酸的致病性突變會(huì)導(dǎo)致一種變構(gòu)抑制效應(yīng)，從而導(dǎo)致Nav1.4快速失活。
6.Science：清華大學(xué)顏寧課題組從結(jié)構(gòu)上揭示動(dòng)物毒素調(diào)節(jié)電壓門控鈉離子通道機(jī)制 doi:10.1126/science.aau2596
電壓門控鈉離子通道（Nav）是神經(jīng)毒素常見的作用靶點(diǎn)。在一項(xiàng)新的研究中，我國清華大學(xué)顏寧課題組利用低溫電鏡技術(shù)分別獲得了分辨率為2.8 Å、2.6 Å和3.2 Å的昆蟲Nav通道與蜘蛛毒素Dc1a結(jié)合在一起時(shí)的復(fù)合物、Nav-Dc1a-TTX和Nav-Dc1a-STX復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)。通過分析Nav-Dc1a復(fù)合物結(jié)構(gòu)，他們發(fā)現(xiàn)Dc1a同時(shí)結(jié)合昆蟲Nav通道的電壓感應(yīng)域和孔道結(jié)構(gòu)域，從而改變昆蟲Nav通道的三維構(gòu)象。
7.Science：評(píng)估性別差異
doi:10.1126/science.aas9899
是什么促成了與性別相關(guān)的偏好差異，比如冒險(xiǎn)、耐心、利他主義、積極和消極互惠以及信任的意愿？ Falk和Hermle研究了76個(gè)國家的80000名參與偏好調(diào)查（Global Preference Survey）的人，并將這些數(shù)據(jù)與國內(nèi)生產(chǎn)總值和性別不平等指數(shù)等國家層面的變量進(jìn)行了比較。 他們觀察到，女性擁有越多的平等機(jī)會(huì)，她們的偏好與男性的差異就越大。
8.Science：安全地確保藥物合作
doi:10.1126/science.aat4807
增加合作將提高我們預(yù)測新的候選治療藥物的能力。目前，這種數(shù)據(jù)共享受到對知識(shí)產(chǎn)權(quán)和競爭商業(yè)利益的擔(dān)憂的限制。Hie等人使用現(xiàn)代加密工具引入端到端管道，實(shí)現(xiàn)安全的藥物合作。 因此，多個(gè)實(shí)體可以安全地組合使用它們的私有數(shù)據(jù)集，從而一起更準(zhǔn)確地預(yù)測新藥物-靶標(biāo)相互作用。 這種計(jì)算管道是實(shí)用的，在具有超過一百萬次交互的真實(shí)數(shù)據(jù)集上，通過廣域網(wǎng)在幾天內(nèi)獲得準(zhǔn)確度更好的結(jié)果。
9.Science：利用場效應(yīng)晶體管檢測鹽溶液中的小分子
doi:10.1126/science.aao6750
能夠通過跨導(dǎo)（transconductance）的變化來檢測與場效應(yīng)晶體管（FET）表面上的受體的分子結(jié)合。 然而，通常與生物分子一起使用的鹽溶液產(chǎn)生電雙層，從而掩蓋在距離表面大約1納米內(nèi)發(fā)生的任何事件。 Nakatsuka等人通過結(jié)合到大的帶負(fù)電荷的DNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)上克服了這種限制，這種DNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)在配體結(jié)合后能夠?qū)е驴捎肍ET檢測的構(gòu)象變化，即便在高離子強(qiáng)度下也是如此。這些作者展示了對人造腦脊液中的多巴胺等帶電分子的檢測，以及對葡萄糖等中性分子和鞘氨醇-1-磷酸等兩性離子分子的檢測。（生物谷 ）
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