2019年5月18日訊/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2019年5月17日）發布，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：揭示西蘭花抗癌新機制！讓腫瘤抑制基因再激活的新型抗癌療法出爐要聽媽媽的話：西蘭花是有好處的。長期以來與降低癌症風險有關的西蘭花和其他十字花科蔬菜----包括花椰菜、捲心菜、羽衣甘藍、球芽甘藍和無頭甘藍---含有一種讓一個已知在多種常見人類癌症中發揮作用的基因失活的分子。
在一項新的研究中，來自美國哈佛醫學院、波士頓兒童醫院、西奈山伊坎醫學院、南卡羅來納大學、中國臺灣中央研究院、國立臺灣大學、浙江大學醫學院、義大利都靈大學、澳大利亞莫納什大學和印度海德拉巴語調研究實驗室的研究人員證實利用在西蘭花中發現的這種成分靶向這個稱為WWP1的基因抑制易患癌症的實驗室動物中的腫瘤生長。相關研究結果發表在2019年5月17日的Science期刊上，論文標題為「Reactivation of PTEN tumor suppressor for cancer treatment through inhibition of a MYC-WWP1 inhibitory pathway」。論文通訊作者為哈佛醫學院的Pier Paolo Pandolfi博士。
作為一個眾所周知的強效的腫瘤抑制基因，PTEN是人類癌症中最常發生突變、缺失、下調或沉默的腫瘤抑制基因之一。某些遺傳性PTEN突變可導致以癌症易感性和發育缺陷為特徵的症候群。不過鑑於這個基因的完全喪失會觸發一種不可逆轉的強效的安全機制來阻止癌細胞增殖，這個基因的兩個拷貝（人類的每個基因有兩個拷貝，一個拷貝來自父本，另一個拷貝來自母本）很少同時受到影響。相反，腫瘤細胞表現出較低水平的PTEN，這就提出了一個問題，即將癌症環境中的PTEN活性恢復到正常水平是否能夠激活這個基因的腫瘤抑制活性。
為了找到答案，Pandolfi及其同事們鑑定出調節PTEN功能和激活的分子和化合物。Pandolfi團隊在易患癌症的小鼠和人類細胞中進行了一系列實驗後，發現一種稱為WWP1的基因---也已知它在癌症產生中發揮作用---產生一種酶來抑制PTEN的腫瘤抑制活性。如何讓抑制PTEN的這個酶失活？通過分析這種酶的物理形狀，他們認識到一種小分子---正式命名為吲哚-3-甲醇（indole-3-carbinol, I3C），即一種在西蘭花和其他十字花科蔬菜中發現的成分，可能是抑制WWP1致癌作用的關鍵。
當Pandolfi及其同事們通過給易患癌症的實驗室動物提供I3C來測試這一想法時，他們發現這個在西蘭花中天然存在的成分讓WWP1失活，從而解除WWP1對PTEN的腫瘤抑制活性的抑制。
2.Science：發現有助於蝌蚪尾巴再生的新型細胞類型在一項新的研究中，來自英國劍橋大學等研究機構的研究人員發現一種特殊的皮膚細胞群體可協調青蛙的尾部再生。這些再生指導細胞（regeneration-organizing cell, ROC）有助於解釋自然界的一個重大謎團，並可能提供關於如何在哺乳動物組織中實現這種能力的線索。相關研究結果發表在2019年5月17日的Science期刊上，論文標題為「Identification of a regeneration-organizing cell in the Xenopus tail」。論文通訊作者為劍橋大學的Jerome Jullien博士。論文第一作者為劍橋大學的Can Aztekin和Tom Hiscock博士。
通過使用單細胞基因組學技術，這些研究人員開發出一種巧妙的策略來揭示不同蝌蚪細胞在再生它們的尾巴時會發生什麼。具體而言，他們詳細地分析了非洲爪蟾（Xenopus laevis）蝌蚪受損後參與再生的細胞類型。
Hiscock博士說：「蝌蚪可以在其一生中再生它們的尾巴；但是在發育的一個精確階段的兩天內，它們失去了這種能力。我們利用這種自然現象來比較蝌蚪中存在的能夠再生的細胞類型和那些不在能夠再生的細胞類型。」
這些研究人員發現幹細胞的再生反應是由表皮（皮膚）細胞的一個亞群協調的，他們稱之為ROC細胞。Aztekin說，「這是一個令人吃驚的過程，值得進一步觀察。在尾巴截肢後，ROC從身體向傷口遷移並分泌一系列生長因子來協調組織前體細胞的反應。這些細胞隨後一起再生出具有正確尺寸、圖案和細胞組成的尾巴。」
3.Science：揭示與自閉症相關的神經細胞類型在一項新的研究中，來自美國加州大學舊金山分校等研究機構的研究人員通過對來自患有自閉症譜系障礙（autism spectrum disorder, ASD）和沒有患有ASD的人的10萬多個死後腦細胞進行核RNA測序，發現這種疾病中遭受異常調節的基因類型和發生這種異常調節的細胞類型。這些結果有助於將未來的ASD研究的重點縮小到最可能發生的分子和細胞異常。相關研究結果發表在2019年5月17日的Science期刊上，論文標題為「Single-cell genomics identifies cell type–specific molecular changes in autism」。
通過使用新開發的稱為單核RNA測序（single-nucleus RNA sequencing）的測序技術，論文第一作者、加州大學舊金山分校神經學家Arnold Kriegstein實驗室的博士後研究員Dmitry Velmeshev及其同事們檢測了來自15名ASD患者大腦皮層的 5萬多個單個細胞核和來自16名對照受試者大腦的5萬多個細胞核中的基因表達。
在將單個細胞核自動分離成液滴、對RNA進行條形碼標記和測序之後，所獲得的數據被自動分配給單個細胞（基於它們的條形碼），從而允許基於它們的關鍵標誌基因的表達來確定細胞類型。通過這種方式，Velmeshev團隊能夠檢測出基因表達在ASD患者和對照受試者之間存在著顯著差別的細胞類型。
他們發現，在ASD患者樣本中，皮層上層中的神經元傾向於表現出最多的基因調節異常，並且參與突觸功能和轉錄的基因受影響最大。在大腦免疫中發揮作用的小膠質細胞在ASD患者中也表現出顯著的基因調節異常，而且小膠質細胞激活基因和發育轉錄因子基因受影響最大。
4.Science：首次發現一種合成小環糊精的新方法在一項新的研究中，來自日本關西學院大學的研究人員首次發現了一種合成小環糊精（屬於環狀低聚糖類型）的方法。相關研究結果於2019年4月11日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Conformationally supple glucose monomers enable synthesis of thesmallest cyclodextrins」。在這篇論文中，他們概述了他們的策略並描述了它的效果。
每種環狀結構都有自己的名稱，具體取決於糖分子的數量，如八聚體或六聚體。製藥公司和其他化學公司已利用環糊精製造各種各樣的消費品和藥物。常用的環糊精通常由六至八個糖分子製成，但是化學家們希望製造使用僅由三或四個糖分子組成的較小環狀結構（CD3和CD4）的新產品。不幸的是，到目前為止還沒有辦法製造這樣的小環糊精分子。在這項新的研究中，這些研究人員找到了一種解決這種問題的方法，揭示了如何製造基於小環糊精的新產品。
為了製造小環糊精，這些研究人員使用接頭來構建構成單元（building block）。這些構成單元用於改變糖分子構象---更具體地說，這些接頭促進糖單體在多種可能的形狀之間形成具有平衡的偏好。這種行為稱為柔韌性（suppleness）。這些研究人員通過將每個接頭與兩個糖醇基團物理連接來強制產生柔韌性，從而導致另一個環狀結構的產生。這使得他們能夠克服將這些糖單體結合在一起時產生的較強張力---這一問題在過去阻礙了它們的製造。
5.Science：我們如何做出複雜決定？在一項新的研究中，麻省理工學院的神經科學家研究了大腦如何在決策層次結構後對可能的失敗原因進行推理。他們發現大腦使用額葉皮層的分布式網絡區域進行兩次計算。首先，大腦計算每個決定的結果的可信度，以找出最可能的失敗原因，其次，當不容易辨別原因時，大腦會進一步嘗試獲得更多信心。
麻省理工學院麥戈文腦研究所成員，生命科學教授Mehrdad Jazayeri說：「在一個人的心中創造一個層次結構，並在推理結果的同時導航這個層次結構是認知神經科學的一個令人興奮的前沿」。麻省理工學院的研究生Morteza Sarafyzad是該論文的主要作者，該論文於5月16日刊登在「科學」雜誌上。
6.Science：新方法確定藥物納米晶體的分子構型對於藥物中使用的手性分子，一種異構體可以具有有益的生物活性，而其他的異構體是無用的，甚至是有害的。確定具有手性中心的分子的絕對構型通常是通過X射線晶體學技術實現的，但是這需要相對大的晶體和高質量數據。Brázda等人使用電子衍射來確定具有微米尺寸的對輻射極具敏感的晶體的絕對結構。在一種類似於連續晶體學方法的策略中，許多幀被組合起來產生一個完整的數據集。整合動力學效應的優化區分了正確和錯誤的分子構型。
7.Science：受限的唾液酸供者使得能夠選擇性合成α-糖苷唾液酸是一種存在於哺乳動物的許多具有生物學重要性的聚糖中的糖殘基，通常作為末端α-糖苷。唾液酸的化學結構---具有羧基和亞甲基取代基的異頭中心（anomeric center）---對α-糖苷的合成提出了挑戰，因而阻礙了對含唾液酸的聚糖的生物學研究和治療研究。Komura等人提出了一種穩健的方法，使用大雙環化唾液酸供體作為結構受限的含氧羰基（oxocarbenium）離子的合成等價物來讓唾液酸發生選擇性α-糖苷化以便賦予立體選擇性。 他們通過展示在製備各種含唾液酸體系結構中的廣泛底物範圍和適用性來演示我們的方法的威力。
8.Science：局部蛋白合成是神經元突觸前區和突觸後區普遍存在的特徵蛋白在包括神經元在內的細胞中發揮大部分功能，其中神經元是體內形態最複雜的細胞類型之一。 這對於如何將蛋白提供給與其他神經元建立連接（突觸）的遠端區域提出了挑戰。神經元蛋白供應問題的一種解決方案涉及從位於突觸處或突觸附近的mRNA分子在局部合成蛋白。Hafner等人使用RNA測序方法和超解析度顯微鏡來顯示軸突末端含有數百種mRNA分子和蛋白合成所需的複合物。此外，這些軸突末端能夠使用這些組分來製備參與突觸傳遞的蛋白。
9.Science：從結構上揭示底物和抑制劑對P-糖蛋白的變構調節機制膜蛋白P-糖蛋白使用來自三磷酸腺苷（ATP）水解的能量來排出化學物質（包括藥物），這樣就保護細胞免受損害。因此抑制P-糖蛋白可能改善耐藥性。在apo狀態下以及底物和抑制劑結合在一起時的P-糖蛋白的結構提供了對這種運輸機制的新見解，但是全面了解這種機制需要接觸運輸周期中的底物。Dastvan等人通過使用雙電子電子共振光譜法發現底物通過穩定一種不對稱的ATP水解後狀態來增強運輸。相反，抑制劑穩定了一種破壞運輸的對稱狀態。
10.Science：設計出的螺旋寡聚體對pH作出反應而經歷構象轉變蛋白設計在尋找摺疊成非常穩定的靶結構的序列方面取得了成功。然而，蛋白功能通常需要構象動力學。Boyken等人描述了設計出的蛋白對pH作出反應而經歷構象轉變。他們設計了螺旋寡聚體，其中組氨酸位於界面處的氫鍵網絡中，在這些氫鍵網絡周圍具有互補的疏水性填料。降低pH使得組氨酸質子化，從而破壞這些螺旋寡聚體。在內吞作用並遞送至低pH的內吞區室後，這些分解的單體破壞脂質膜並從內體中逃逸。（生物谷 Bioon.com）
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