2019年12月12日訊/
生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2019年11月29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：利用機器引導設計方法優化AAV病毒衣殼天然的AAV並不特異性地靶向患病的細胞和組織，它們可以被免疫系統識別，因而限制它們的治療成功性。為了改進AAV，合成生物學家一直在採用「定向進化」方法，即在組成AAV病毒衣殼的衣殼蛋白中，讓直接接觸靶細胞的衣殼蛋白的特定胺基酸發生隨機突變。通過評估哪些胺基酸變化可以將AAV遞送到靶組織，並在艱巨的迭代過程中將突變依次層疊，他們旨在改進所需的AAV特性。如今，在一項新的研究中，來自哈佛大學威斯生物啟發工程研究所和哈佛醫學院的研究人員報導了一種方法，該方法可以加快製造這樣的改進型AAV衣殼的過程並開發出更好的AAV病毒。相關研究結果近期發表在Science期刊上，論文標題為「Comprehensive AAV capsid fitness landscape reveals a viral gene and enables machine-guided design」。
通過採用一種不同的更加系統性的衣殼蛋白工程方法，這些研究人員對AAV-2衣殼中的735個胺基酸進行了逐個突變，包括在每個位點上發生的所有可能的密碼子替換、插入和缺失。他們產生了一個包含約20萬種病毒變體的病毒庫，並鑑定出既保持了AAV-2的生存力同時又改進了它對小鼠特定器官的「歸巢」潛力（即嗜性）的衣殼變化。出乎意料之外的是，他們還發現了一種隱藏在衣殼編碼DNA序列中的新型輔助蛋白，該蛋白與靶細胞的細胞膜結合。
2.Science：新研究揭示乳糖促進移植物抗宿主病產生機制在一項新的研究中，來自美國、德國和日本的研究人員通過對來自四個臨床中心的1300多名接受異基因造血細胞移植的患者進行大規模分析，發現較高水平的幾種腸球菌---特別是糞腸球菌（Enterococcus faecium）---與這些患者的更高GVHD發生率和死亡率相關。相關研究結果近期發表在Science期刊上，論文標題為「Lactose drives Enterococcus expansion to promote graft-versus-host disease」。
他們發現在異基因造血細胞移植後，腸球菌也在小鼠胃腸道中增殖，並且在無菌動物模型中加劇疾病的嚴重性。腸球菌的生長依賴於一種稱為乳糖的二糖，而且剔除飲食中的乳糖會減弱腸球菌的生長，降低小鼠中GVHD的嚴重程度，並改善了它們的存活率。攜帶乳糖吸收不良基因型的患者具有更高的腸球菌豐度，在接受異基因造血細胞移植後對
抗生素治療後的腸球菌主導地位的清除能力較差。
由此可見，這項研究報導作為一種常見的營養物，乳糖可促進腸球菌增殖，這種腸球菌增殖加會劇腸道和全身性炎症性疾病。
3.Science：揭示vGluT2神經元在記住和處理負面經歷中起關鍵作用在一項新的研究中，來自匈牙利科學院和塞麥爾維斯大學的研究人員發現小鼠腦幹中的一個中樞調節它們評估、處理和記住負面經歷的能力。相關研究結果近期發表在Science期刊上，論文標題為「Median raphe controls acquisition of negative experience in the mouse」。在這篇論文中，他們描述了他們利用小鼠開展的多種神經元刺激實驗以及他們從中學到的東西。美國國家衛生研究院（NIH）的Satoshi Ikemoto針對這項研究在同期Science期刊上發表了一篇觀點類型的文章，概述了有關哺乳動物大腦如何應對威脅和其他負面經歷的研究歷史。
為了更多地了解有關小鼠如何處理負面經歷並隨後對這些負面經歷做出反應，這些研究人員進行了一系列涉及神經元刺激的實驗。更具體地說，他們使用了他們所描述的一套神經科學工具來研究與小鼠負面經歷有關的神經迴路，重點是位於腦幹下部的中縫區（median raphe region, MRR）。
這些研究人員報導他們發現小鼠中的一組此前未知的MRR神經元（稱為vGluT2神經元）是記住和處理負面經歷以及此類經歷再次經歷時所發生的行為的主要中樞。他們還發現在實驗用小鼠大腦中人工刺激這組神經元會導致規避類型的行為和焦慮相關症狀。抑制這組神經元具有相反的效果---小鼠不再對通常會嚇到它們的經歷做出反應。
4.Science：腦細胞類型中的增強子遺傳變異或可預測疾病風險在一項新的研究中，來自美國加州大學聖地牙哥分校醫學院和沙克生物研究所等研究機構的研究人員如今在一些增強子中發現的特定遺傳變異決定著蛋白是否在大腦的特定細胞類型中表達，並且可能在人們患精神疾病或神經疾病的風險中起作用。他們使用從六名患者中提取出的健康組織，分離出四種不同類型的腦細胞---神經元、小膠質細胞、少突膠質細胞和星形膠質細胞，然後研究了每種細胞類型的增強子中與疾病相關的
遺傳變異，以尋找可能與疾病風險相關的變異。相關研究結果於2019年11月14日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Brain cell type–specific enhancer-promoter interactome maps and disease risk association」。
通過使用新的分子技術，他們能夠進一步確定增強子區域與它們的靶基因之間的聯繫，從而對增強子區域發生的變異如何影響特定細胞類型中的下遊基因表達提供了新的見解。
論文共同第一作者、加州大學聖地牙哥分校醫學院細胞與分子醫學系博士後研究員Inge Holtman博士說，「大腦非常複雜，在不同的大腦區域有許多不同的細胞類型。當前，我們對大腦調控圖景（regulatory landscape）的了解在很大程度上仍然是未知的。過去的研究試圖對整個大腦形成一個一致的調控圖景，但是直到現在我們還並不真正了解它在單個細胞類型中是什麼樣子的。這項研究讓我們對基因的調控方式、哪些增強子存在以及哪些增強子環行回到特定基因並影響它們的表達（尤其是大腦中的特定細胞類型）有了更好的理解。」
這些研究結果表明，雖然許多基因在許多不同的細胞類型中表達，但增強子區域在細胞之間有所不同，而且疾病風險通常與特定細胞類型中的特定增強子區域有關。
5.Science：揭示哺乳動物大腦皮層的驚人細節哺乳動物的大腦皮層是一個極其複雜的神經元突起網絡，這些神經元突起長而細，存在分支且高度密集地堆積。 這種較高的堆積密度使皮層神經元網絡的重建具有挑戰性。Motta等人使用先進的自動化成像和分析工具，在高空間解析度下重建了89個神經元的形態特徵及其在小鼠桶狀皮層（barrel cortex）中的連接。這種重建所覆蓋的區域比早期的神經解剖繪圖嘗試大兩個數量級。這種方法揭示了有關皮層-皮層連接和興奮性丘腦皮層連接的抑制性突觸和興奮性突觸的連接性信息。
6.Science：ParB蛋白催化的CTP水解促進染色體組裝細菌著絲粒中的parS序列將ParB蛋白招募到細菌染色體上。Soh等人發現廣泛分布的ParB蛋白家族不僅結合DNA，而且結合併水解三磷酸胞苷（CTP）。ParB對CTP的水解被parS激活，並調節ParB蛋白到parS側翼區域的擴散，這對於組裝
細菌染色體至關重要。ParB蛋白的胞苷三磷酸酶結構域在多種蛋白質序列中均保守，這表明它在其他細胞過程中發揮著潛在的作用。
7.Science：揭示螺旋膜蛋白的摺疊過程膜蛋白在翻譯時會插入細胞膜中，並可能同時摺疊成它們的二級結構和三級結構。Choi等人描述了一種單分子力顯微鏡技術，這種技術允許他們能夠監測囊泡和雙層膜微胞（bicelles）中螺旋膜蛋白的摺疊。兩種螺旋膜蛋白---大腸桿菌扁菱形蛋白酶GlpG和人β2-腎上腺素能受體---都從N端到C端進行摺疊，並具有以螺旋髮夾為單位的結構。在細胞中，這將允許這些蛋白在翻譯時開始摺疊。（生物谷 Bioon.com）