2020年6月5日Science期刊精華 - Science報導專區 - 生物谷

2021-01-12 生物谷

2020年6月12日訊/

生物谷

BIOON/---本周又有一期新的Science期刊(2020年6月5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:NELL2介導的腔液信號途徑是雄性生育力所必需的
doi:10.1126/science.aay5134; doi:10.1126/science.abc2732

精子要使卵子受精,必須先在雄性的附睪中成熟。如今,在一項新的研究中,來自日本大阪大學、山梨大學、東京大學、大冢製藥有限公司和美國貝勒醫學院的研究人員發現一連串事件:睪丸分泌的一種蛋白在腔液中移動,與附睪上的受體結合,誘導附睪分化並分泌第二種蛋白,從而使得精子發育成熟並讓每個精子在雌性中具有運動能力。相關研究結果發表在2020年6月5日的Science期刊上,論文標題為「NELL2-mediated lumicrine signaling through OVCH2 is required for male fertility」。

這些研究人員著重關注睪丸生殖細胞分泌的NELL2,它是一種推定的生育能力的腔液調節因子。論文第一作者Daiji Kiyozumi解釋道,「利用創新性的基因組編輯技術,我們培育出缺乏Nell2基因的基因敲除小鼠,並表明這些基因敲除雄性小鼠由於精子運動能力存在缺陷而不育。此外,它們的不育可用生殖細胞特異性轉基因來挽救,因而排除了其他的表達位點。我們還展示經過標記的NELL2存在於附睪腔內,這就解釋了這種腔液信號途徑。」

這些研究人員觀察到,Nell2基因敲除小鼠睪丸的精子發生正常進行,但是它們的附睪分化較差,與Ros1基因敲除小鼠相類似。在交配後,Nell2基因敲除小鼠和Ros1基因敲除小鼠的精子都不能進入子宮輸卵管,也不能讓卵子受精。進一步的研究表明,Nell2基因敲除小鼠的附睪不能產生一種關鍵的蛋白酶OVCH2,該蛋白酶能處理精子表面蛋白ADAM3,而這對雄性生育能力至關重要。

2.Science:新研究有助於治療慢性器官排異反應
doi:10.1126/science.aax4040; doi:10.1126/science.abc2660

移植器官出現慢性排斥是移植失敗的主要原因,自免疫抑制藥物的出現使器官移植領域蓬勃發展,但

器官移植

領域的這一難題在近六十年中一直沒有克服。如今,由匹茲堡大學醫學院和休斯頓衛理公會醫院的研究人員領導的一項新發現表明,先天免疫系統可以記住外源細胞,這一發現為設計延長移植器官長期生存的藥物鋪平道路。研究結果於本周發表在《Science》雜誌上。

文章作者,Frank Lakkis博士說:「目前臨床實踐中,器官移植一年內的急性排斥反應的比率已大大降低,但是許多接受器官移植的人由於慢性排斥反應,一生中可能需要第二次移植。

器官移植

領域目前缺少防止排斥反應的方法,這一發現使我們離這一目標更近了一步。」

研究人員使用分子和遺傳學分析表明,先天免疫系統需要一種稱為PIR-A的分子來達到識別的能力,當 PIR-A活性被阻斷或

遺傳

敲除後,先天免疫系統的記憶反應被消除,移植組織得以存活更長的時間。

3.Science:癌細胞是如何產生治療耐受性的?
doi:10.1126/science.aau8768

近日,在《Science》雜誌上發表的一項突破性研究顯示,癌細胞可以通過激活「易錯DNA複製」途徑來產生對抗癌症治療的耐受性。

細菌

也是通過使用相似的過程(稱為應激誘變)來產生

抗生素

耐藥性。

在這項研究中,由Garvan醫學研究所的David Thomas教授領導的團隊展示了許多不同類型的癌症,包括黑素瘤,胰腺癌,肉瘤和

乳腺癌

,如何在癌症治療後出現複製DNA時產生大量錯誤,並最終導致耐藥性的出現。

「抗藥性可以說是晚期癌症患者面臨的主要問題,即使是有效的治療方法最終也會失敗。我們已經發現了癌細胞用於產生抗藥性的基本生存策略,這為我們提供了新的可能的治療策略,」研究作者,癌症中心主任Thomas教授。

4.Science:探究農桿菌中的毒性質粒傳播
doi:10.1126/science.aba5256

質粒在

細菌

中廣泛存在,其重要性在於它們傳播毒性和

抗生素

耐藥性等特徵。它們在菌種和菌株之間水平轉移,所以很難弄清它們的進化和流行病學。農桿菌是感染植物的一個多樣化的物種群體,它們給植物注入的致癌性Ti和Ri質粒可分別引起冠癭病和毛根病。好處是這些質粒已經成為有價值的生物技術工具。Weisberg等人梳理了過去80年收集的農桿菌菌株,但發現質粒的多樣性出奇的低。令人費解的是,儘管有報導稱質粒重組水平很高,但質粒譜系的數量卻很有限,但清楚的是植物生產系統是如何影響質粒擴散到各種基因組骨架中的。

5.Science:解析出人類CST複合物的三維結構
doi:10.1126/science.aaz9649

高度保守的哺乳動物CTC1-STN1-TEN1(CST)複合物對基因組的穩定性和

端粒

的維持至關重要。Lim等人利用低溫電子顯微鏡解析了人類CST複合物的結構。CST在

端粒

單鏈結合的觸發下形成了一個前所未有的大型十聚體超級複合物。這種十聚體超級複合物具有多達10個端粒重複序列的單鏈DNA結合能力,這提示著CST可能以類似於核小體組裝雙鏈DNA的方式將端粒突出序列(telomere overhang)組裝成緊湊的限制性結構。這項研究為理解CST各種功能的機制提供了一個平臺。

6.Science:探究海平面快速上升下紅樹林生存的閾值
doi:10.1126/science.aba2656; doi:10.1126/science.abc3735

海平面上升的速度已經翻了一番,從20世紀的每年1.8毫米上升到近年來的每年大約3.4毫米。Saintilan等人調查了這一日益增長的上升速度對沿海紅樹林可能產生的影響。紅樹林是一個對海岸保護具有關鍵重要性的熱帶生態系統。他們回顧了距今1萬年至7000年前紅樹林增加的數據,當時由於冰川融化,海平面上升的速度甚至比現在還高。他們的分析提示著每年7毫米的上限閾值是與紅樹林垂直生長相關的最大海平面上升速度,然而,一旦超過這個速度,這種生態系統就跟不上變化了。根據預測的海平面上升速度,他們預測,在未來30年內,紅樹林增加和海平面上升之間的差距可能在未來30年開始。

7.Science:探究封裝有DNA條形碼的微生物孢子
doi:10.1126/science.aba5584; doi:10.1126/science.abc4246

在不利的環境條件下,一些微生物會形成孢子,從而為

遺傳

物質提供強有力的保護。Qian等人開發了一種系統,在這種系統中DNA條形碼被封裝在未萌發的微生物孢子內,並且可以散布在物體上或環境中。這些條形碼孢子提供了一種持久的、特定的標記,可以用簡單的設備快速讀出。當散布在土壤上時,這些微生物孢子可以轉移到周圍的物體上或從周圍的物體上轉移出來,從而實現米級解析度的跟蹤。在植物葉子上,這些孢子不容易轉移。基於此,這些作者展示了這種系統追蹤農產品的潛在用途。

8.Science:海底微塑料熱點受深海環流控制
doi:10.1126/science.aba5899; doi:10.1126/science.abc1510

是什麼控制了微塑料(microplastics)在深海海底的分布?Kane等人發現這個問題的答案比顆粒從海面上發現的地方簡單地沉降下來要複雜得多。這些作者利用他們在科西嘉島沿海收集的數據發現,溫鹽環流可以通過構建積聚的熱點來控制微塑料的分布,這類似於它們在造成海底沉積物沉積的集中區域的作用。這種環流還為深海海底生物提供氧氣和營養物,因此深海生物多樣性熱點也可能是微塑料熱點。(生物谷 Bioon.com)

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