2018年12月6日/
生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2018年11月30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：我國科學家通過優化單細胞多組學測序技術分析結直腸癌異質性在一項新的研究中，來自中國北京大學第三醫院、北京未來基因
診斷高精尖創新中心和北大-清華生命科學聯合中心和的研究人員發現利用優化的單細胞多組學測序能夠更好地揭示結直腸癌異質性。相關研究結果發表在2018年11月30日的Science期刊上，論文標題為「Single-cell multiomics sequencing and analyses of human colorectal cancer」。在這項研究中，他們描述了他們的理解結直腸癌進展的獨特方法。論文通訊作者為北京大學的湯富酬（Fuchou Tang）教授、喬傑（Jie Qiao）院士和付衛（Wei Fu）教授。
這些研究人員指出，大多數關於結直腸癌進展的遺傳學研究都涉及到探究基因表達。他們提出還需更多的研究來了解結直腸腫瘤是如何轉移的。為了實現這一點，他們開發了一種允許在單個細胞中同時分析拷貝數變化、甲基化和基因表達的測序方法---這種方法將單細胞測序數據與來自染色體構象的信息、表觀
遺傳數據和
腫瘤細胞的其他特徵相結合在一起。
這項研究是真正理解癌症轉移機制的長期努力的第二步，尤其是在結直腸癌中。兩年前，這些研究人員開發出單細胞三重組學測序技術（single-cell triple omics sequencing, scTrio-seq）。利用這種技術，他們已能夠從來自癌症患者的25個細胞中收集關於基因表達、CpG位點甲基化和拷貝數變化的信息（Cell Research, 2016, doi:10.1038/cr.2016.23）。
在這項新的研究中，這些研究人員將細胞數量提高到1900個，並提高了這種檢測方法的效率。這項研究包括收集來自12名患者的細胞樣本，隨後分析它們，其中的10名患者提供來自原發性癌症和轉移性癌症的細胞數據。通過使用來自這兩種來源的細胞數據，他們能夠分離出和鑑定因每個患者中發生的突變而產生的遺傳譜系。他們使用甲基化數據和拷貝數信息來識別這些
遺傳譜系，這允許他們能夠追蹤它們從原發性
腫瘤細胞轉變為轉移性癌細胞時所經歷的進化變化。
2.Science：我國科學家新力作！從結構上揭示分枝桿菌能量代謝機制在一項新的研究中，中國科學院生物物理研究所的饒子和（Zihe Rao）院士、Quan Wang研究員、孫飛（Fei Sun）研究員及其同事們分離出恥垢分枝桿菌（Mycobacterium smegmatis）的呼吸鏈超級複合物（respiratory supercomplex），並且利用低溫電鏡（cryo-EM）技術在3.5 Å的解析度下可視化觀察它的三維結構。這種細菌與結核分枝桿菌存在著密切的親緣關係，而且是一種用於研究許多
細菌物種的流行模型。這種詳細的結構揭示出電子如何在一種迄今為止觀察不到的過程中在細胞內傳遞。相關研究結果於2018年10月25日在線發表在Science期刊上，論文標題為「An electron transfer path connects subunits of a mycobacterial respiratory supercomplex」。
這些研究人員揭示出恥垢分枝桿菌CIII-CIV呼吸鏈超級複合物的低溫電鏡結構。這種呼吸鏈超級複合物內部的電子傳遞途徑的範圍從複合物CIII中的醌醇（quinol）氧化到複合物CIV中的氧氣還原。這些研究結果顯示了一種新的分叉電子傳遞機制，從而確保完成醌循環（Q cycle, 即質子穿過脂質雙層的淨運動）而實現能量轉換。氧化物歧化酶（SOD）直接參與這種呼吸鏈超級複合物的組裝，能夠讓它免受活性氧（ROS）的氧化損傷。醌結合位點的分布也為在未來開發基於結構的抗微生物藥物提供了一種框架。
3.Science：利用N-末端規則途徑選擇性破壞N末端甲醯化的真核蛋白從核糖體中產生的蛋白帶有N-末端甲硫氨酸（Met）殘基。在
細菌中，Met在翻譯開始前被甲醯化，而在真核生物中，大多數新生蛋白似乎從未修飾的Met開始。通過在
酵母中開展研究，Jeong-Mok Kim等人發現真核蛋白的N-末端甲醯化即便在正常條件下也是可檢測的，並且在特定應激下大大增加，這就導致一些Fmt1甲醯轉移酶保留在細胞質中。他們發現Gcn2激酶是這種正常線粒體蛋白保留在細胞質中所必需的。此外，Psh1泛素連接酶靶向N末端甲醯化的真核蛋白，並通過所謂的fMet/N-末端規則途徑讓它們進行蛋白酶體依賴性降解。
4.Science：果蠅存在交配文化傳遞雖然文化曾經被認為僅限於人類，但是如今它已經在許多不同的動物物種（從鯨魚到鸚鵡）中得到證實。大多數此類動物具有較高水平的認知，但是文化傳播和複製的基礎很容易發生在認知程度較低的物種中。Etienne Danchin等人發現交配文化能夠在果蠅中傳遞並且模擬了這種情形發生的過程。他們的研究結果表明，動物王國的文化和複製可能比以前認為的要廣泛得多。
5.Science：記憶快速到達大腦皮層學習引起的解剖學變化在大腦中發生的速度有多快？傳統觀點假定新皮質記憶表徵反映了海馬體引起的恢復過程，並且僅通過長時間的再激活才能形成真正的物理痕跡。Brodt等人聯合使用功能性磁共振成像（MRI）和彌散加權MRI在聯想聲明性學習任務中，研究了人類受試者的經驗依賴性大腦結構可塑性。 這種可塑性在學習後可快速誘發，並且持續超過12小時，促進行為變化，並且局限於顯示出與記憶相關的功能性大腦活動的區域。後頂葉皮層中的這些可塑性變化及其快速的時間動態挑戰了系統記憶鞏固的傳統觀點。
6.Science：我國科學家發現早在3～4萬年前就有早期人類居住在青藏高原人們普遍認為，人類在高海拔的青藏高原的居住一直局限於幾千年前的全新世（Holocene）。 我國科學家研究了西藏中部的尼阿底（Nwya Devu）考古遺址，該考古遺址海拔4600米，這說明人類在青藏高原的居住時間可追溯到大約3～4萬年前的舊石器時代。該遺址已出土了一系列石器，這表明了早期現代人對「世界屋脊」的惡劣環境的適應能力。這些結果還表明西藏和西伯利亞的人們在此期間可能有過互動。
7.Science：我國科學家發現蟻蛛也能長時間分泌類似乳汁的營養物哺乳動物產生乳汁來餵養它們的後代，而且它們的年輕後代能夠自我覓食之後，母體照顧往往會持續下去。雖然已發現了其他的類似乳汁的分泌物，但是這種持續下去的母體照顧在很大程度上被認為是一種獨特的哺乳動物特徵。我國科學家描述了一種分泌類似乳汁的營養物的蟻蛛，它的幼年後代完全依賴這種營養物存活。當幼年的蟻蛛長大並變得獨立時，蟻蛛母體也會繼續照顧它們。因此，這種類型的母體照顧可能比之前認為的更廣泛存在。
8.Science：基因SPRED1缺失促進黏膜黑色素瘤產生黏膜
黑色素瘤（mucosal melanoma）是一種罕見但致命的黑素瘤形式，發生在防曬組織中。 針對驅動這些腫瘤生長的
遺傳變化，人們知之甚少。Ablain等人對來自43名患者的黏膜黑色素瘤進行測序，並且發現大部分黏膜
黑色素瘤表現出基因SPRED1的失活或喪失，其中SPRED1編碼著RAS-MAPK信號轉導通路的一種負調節因子。通過使用一種稱為MAZERATI（Modeling
approach in Zebrafish for Rapid Tumor Initiation, 利用斑馬魚模擬快速
腫瘤起始方法）的平臺，他們發現SPRED1缺失可能有助於解釋黏膜
黑色素瘤患者對抑制KIT酪氨酸激酶的藥物具有較差的反應。這些結果表明，聯合使用KIT抑制劑和抑制MAPK信號轉導的藥物可能更有效。
9.Science：揭示caspase-8介導GSDMD裂解通過病原體相關分子模式（pathogen-associated molecular pattern）激活某些模式識別受體可導致炎性體複合物的形成。炎性體複合物能夠通過半胱天冬酶介導的gasdermin D（GSDMD）裂解觸發炎性細胞因子的成熟和細胞焦亡。迄今為止，巨噬細胞中唯一已知的GSDMD調節因子是caspase-1和caspase-11。Pontus Orning等人報導了一種控制GSDMD加工的新途徑。由耶森氏鼠疫桿菌（即導致鼠疫的致病因子）產生的效應分子YopJ抑制TAK1–IκB激酶信號轉導。這反過來導致caspase-8介導的GSDMD裂解、細胞焦亡以及IL-1β和IL-18的釋放。因此，在宿主和病原體之間的軍備競賽中，宿主將信號轉導受到的幹擾識別為致病性並且抵抗炎症和細胞焦亡。
10.Science：揭示底物和ATP存在下的蛋白酶體三維結構蛋白酶體（proteasome）是細胞質中的一種分子機器，可識別和降解已被泛素標記的不需要或受損的蛋白質。在蛋白酶體中，異六聚體腺苷三磷酸酶馬達將底物拉入蛋白水解腔室中，與此同時，一種位於該馬達入口處的蛋白移除泛素。De la Peña等人通過抑制泛素的移除將底物捕獲在這種馬達內部。這使得他們能夠在底物和三磷酸腺苷（ATP）的存在下解析出蛋白酶體的低溫電鏡結構。這些研究發現可區分三種依次發生的構象狀態，這些構象狀態展示了ATP結合、水解和磷酸鹽釋放如何在這種馬達的六個亞基之間協調發生，從而導致讓底物通過蛋白酶體的構象變化。（生物谷 Bioon.com）
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