2020年7月16日訊/
生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年7月10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：在胚胎發生期間，細胞間接觸區域決定著細胞命運作為一類海洋無脊椎動物，海鞘動物（Ascidians）顯示了一種極端形式的胚胎可重複性：在單個胚胎中可以發現同源細胞，早期的胚胎細胞譜系被認為是不變的。胚胎的幾何形狀甚至在4億年前分歧開的物種之間也是保守的，儘管它們的基因組非常不同。由於早期胚胎發育的進化保守性和緩衝遺傳趨異的能力，海鞘成為研究細胞可重複性機制的一種有吸引力的模型系統。
在一項新的研究中，為了定量確定海鞘動物Phallusia mammillata的胚胎重現性，來自法國、美國和德國的研究人員首先建立了一個高解析度的胚胎細胞譜系、細胞形狀和細胞相互作用的圖譜。他們利用多視角光片顯微鏡每2分鐘對10個活胚胎進行成像，直到神經胚期（neurula stage）結束。相關研究結果發表在2020年7月10日的Science期刊上，論文標題為「Contact area–dependent cell communication and the morphological invariance of ascidian embryogenesis」。
為了系統地測量一系列的細胞時間和空間特徵的發育變化，他們開發了一個強大的、可擴展的自適應分割和跟蹤胚胎細胞程序（ASTEC），它與高通量多視角光片成像數據集兼容。他們將這些特徵與細胞命運決定相關聯，而細胞命運決定在海鞘動物中主要是由差異性的姐妹細胞誘導控制的。受之前研究工作---表明信號細胞（signaling cell）的接觸區域控制著海鞘的神經誘導---的啟發，他們將他們的幾何結構描述與信號基因表達圖譜整合在一起。這種整合使得他們能夠通過計算和實驗方法測試一個假設：接觸面積依賴性的細胞通信對胚胎幾何結構產生限制。
這些研究人員發現，一直到神經胚期，Phallusia mammillata胚胎發育時沒有細胞生長、程序性細胞死亡或相鄰細胞交換。除了細胞位置、細胞周期持續時間和細胞譜系之外，他們還觀察到細胞排列的高度重現性。在所有10個研究的胚胎中，75%的細胞至少共享了80%的相鄰細胞。此外，同源細胞之間的接觸區域在不同胚胎中的變化不到20%。在機制上，他們發現了細胞排列控制和不對稱細胞分裂之間存在緊密聯繫，不對稱細胞分裂會產生不同命運的姐妹細胞。
2.Science：定量確定不同的幹預措施對COVID-19病例數量的影響在一項新的研究中，來自德國馬克斯-普朗克動力學與自組織研究所和哥廷根大學的研究人員如今成功地分析了與過去的遏制措施有關的德國COVID-19病例數量，並得出了未來幾周的情況。他們的計算機模型還可以為其他國家採取幹預措施的有效性提供新的見解。相關研究結果於2020年5月15日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Inferring change points in the spread of COVID-19 reveals the effectiveness of interventions」。
目前，許多人都在關注最近幾周內遏制疫情的幹預措施效果如何，以及未來幾周事態將如何發展。馬克斯-普朗克動力學與自組織研究所的科學家們一直在研究這些問題。他們從3月中旬開始，就與哥廷根大學的科學家們一起，對德國的新冠病毒疫情過程進行了模擬。在他們的模型計算中，這些研究人員將3月份逐漸增加的公共生活限制與COVID-19病例數的發展聯繫起來。特別是，他們研究了3月份的三套幹預措施的影響：3月8日左右取消大型公共活動，3月16日關閉教育機構和許多商店，3月22日大範圍的禁止接觸。
為此，這些研究人員將COVID-19新感染的時間過程數據與流行病學動力學模型相結合，分析了迄今為止的疫情發展過程，並對未來的情景進行了研究。根據計算機模型，一攬子遏制措施最初減緩了COVID-19的傳播速度，最終阻止了可怕的指數式增長。論文通訊作者、馬克斯-普朗克動力學與自組織研究所小組負責人Viola Priesemann說，「我們的分析清楚地顯示了各種幹預措施的效果，這些幹預措施最終共同導致了強烈的趨勢逆轉。因此，我們的模型計算向我們展示了與幹預措施密切相關的人們行為變化的整體影響。」
3.Science：法國僅有4.4%的人感染了SARS-CoV-2病毒，遠低於群體免疫所需達到的水平在一項新的研究中，來自法國、英國和美國的研究人員發現法國僅有4.4%的人感染了SARS-CoV-2病毒，這一比例遠遠低於群體免疫（herd immunity）所需的比例。相關研究結果於2020年5月13日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Estimating the burden of SARS-CoV-2 in France」。在這篇論文中，他們描述了他們對法國醫院和監測數據的研究以及由此取得的研究結果。
隨著COVID-19大流行病繼續在全球範圍內蔓延，許多國家已經開始努力解決何時放鬆為了減緩COVID-19傳播而採取的封鎖限制的問題。實施這類限制措施是為了「拉平疫情增長曲線」，以防止醫院和其他醫療機構超負荷運轉。但是這類限制措施導致了經濟問題--企業倒閉、裁員和銷售放緩，從而讓許多國家陷入了經濟衰退。鑑於醫學家們提醒道，疫苗甚至有效治療這種疾病的藥物可能要等一年或更久的時間，因此世界各國領導人面臨著要求現在就取消限制的壓力，而且許多領導人已經軟化了態度。5月11日，法國取消了許多限制，允許人們重返工作崗位，儘管採取了新的規定，比如社交距離（social distancing）等。
在包括法國在內的國家開始取消限制的同時，醫學科學家們也開始發聲，指出如果過快取消限制可能帶來的問題。他們指出，在沒有疫苗的情況下，擺脫大流行的唯一途徑是通過群體免疫，即有足夠多的人攜帶抗體，病毒就會自行銷毀（假設攜帶抗體的人確實具有免疫能力）。大多數科學家都認為，當大約65%到75%的人群被感染時，就會出現群體免疫。在這項新的研究中，這些研究人員發現，法國離群體免疫還差得很遠，因此，隨著限制措施的放鬆，很可能面臨著第二波感染。
4.Science重大突破！開發可以預測藥物通透性潛力的大腦類器官人腦沐浴在一種叫做腦脊液(CSF)的支持性液體中，腦脊液提供營養，是大腦正常運轉所必需的。由於缺乏實驗手段，人們對人腦脊液的組成和它是如何形成的了解甚少。劍橋大學MRC分子生物學實驗室LMB細胞生物學部門的Madeline Lancaster小組現在已經開發出一種新的腦類器，它可以產生腦脊液，並且有潛力預測藥物是否可以進入大腦。
腦脊液是由大腦深處的脈絡膜叢(ChP)產生和分泌的。ChP還過濾血液，作為一個屏障，以防止在血液中運輸的大多數物質進入大腦，同時選擇性地允許某些小分子進入。為了研究人類ChP的發展和功能，包括腦脊液是如何形成的，Madeline的小組開發了這個組織的一個新的類器官模型。
研究小組發現，這種液體含有已知的腦脊液生物標記物，他們能夠觀察腦脊液成分隨時間的變化，以及導致腦脊液成分動態變化的不同細胞類型。重要的是，他們在ChP中發現了一種以前未識別的細胞類型：肌上皮細胞。這些細胞可能負責產生涉及到CSF分泌的重要的機械力。
ChP類器官也被發現形成一個緊密的屏障，對小分子表現出同樣的選擇性，就像在大腦中看到的ChP一樣。例如，他們阻止了小分子多巴胺的進入，但允許其前體L-Dopa的運輸。這證明了模型關於它代表的組織的準確性，這意味著ChP類器官可以預測新藥物的滲透性。為了證明這一點，研究小組研究了一種最近在第一階段臨床試驗中失敗的藥物--BIA-10-2474，並報告說，類器官可以預測藥物會不適當地積累並導致神經毒性。
5.Science重大突破！運動使肝臟產生抗衰老蛋白質！運動的個體的血液可讓大腦更年輕！眾所周知，鍛鍊可以使思維更敏銳：鍛鍊身體的人和老鼠在認知測試中表現更好，經常鍛鍊的老年人患痴呆症的風險更低。現在，在一項驚人的發現中，研究人員報告說，經常鍛鍊的老鼠的血液可以使久坐不動的老鼠的大腦活躍起來。相關研究成果近日發表在Science上，文章題目為"Blood factors transfer beneficial effects of exercise on neurogenesis and cognition to the aged brain"。
這種作用可以追溯到血液中的一種特殊的肝蛋白，它可以為那些很少離開椅子或床的年老或虛弱的人提供一種藥物，這種藥物可以使大腦從運動中受益。"你的大腦會僅僅是因為你的血液中的某些東西而認為你鍛鍊了嗎？"領導這項嚙齒類動物研究的加州大學舊金山分校(UCSF)的衰老研究員Saul Villeda問道。
這項研究源於Villeda的實驗室和其他實驗室的一些研究，這些研究表明，年輕老鼠的血液可以使年老老鼠的大腦和肌肉恢復活力。一些研究小組聲稱已經找到了能夠解釋這種"年輕血液"益處的特殊蛋白質。Villeda小組的研究生Alana Horowitz和博士後Xuelai Fan想知道運動--不僅僅是年輕的身體--是否也能通過血液帶來類似的好處。
6.Science：改造曼巴眼鏡蛇毒素MT7開發針對G蛋白偶聯受體(GPCR)家族中特定亞型的藥物是一項重大挑戰。Maeda等人研究了一種蛇毒毒素與毒蕈鹼乙醯膽鹼受體（MAChR）結合的特異性基礎，其中MAChR介導中樞和副交感神經系統的許多功能。他們從結構上揭示為何曼巴眼鏡蛇毒液中的毒素MT7對受體M1AChR具有特異性，也解釋了它如何抑制下遊信號傳導。基於這種結構，他們對MT7進行改造。使之另一種受體M2AChR而不是M1ChR具有選擇性。這種毒素可能為開發特異性GPCR調節劑提供了一個有希望的支架。
7.兩篇Science揭示蝙蝠基於認知地圖的導航認知地圖（cognitive map）的存在對於我們在已知區域內導航的能力是至關重要的，這是因為它有助於利用空間知識推導出新的路線。然而，認知地圖是否存在於非人類動物中一直存在爭論，這主要是因為在實驗室之外很難證明認知地圖的限定成分。在針對埃及果蝠的兩項研究中，Harten等人和Toledo等人共同表明，這種物種的導航策略符合使用其環境認知地圖的要求，這就證實了這種技能存在於在非人類動物中。
8.Science：浮遊植物濃度的變化推動了北冰洋初級產量的增加近幾十年來，隨著北冰洋地區的變暖和海冰的消失，北冰洋的浮遊植物數量一直在增加。這種增長的推測原因是開放水域面積的擴大和生長季節的延長，至少到現在為止是這樣。Lewis等人表明，儘管這些因素可能在之前推動了這種生產力趨勢，但在過去的十年中，浮遊植物由於濃度增加而使得它們的初級產量增加了一半以上。這一發現意味著有新的營養物質湧入該區域，這提示著北冰洋未來可能會變得更有生產力，並輸出更多的碳。
9.Science：探究脊椎動物的牙齒生長最早的脊椎動物是沒有下巴的，很像現代的盲鰻。人們對這些形式的脊椎動物如何過渡到像它們的大多數後代（包括人類）一樣擁有下巴，一直很感興趣。我們對這一過程的理解大多集中在牙齒相對於下巴的替換上。以前的理論認為，牙齒的生長發生在舌側，或者像現代魚類那樣從內向外生長。Vaškaninová等人的研究表明，脊椎動物的牙齒生長可能具有共同的祖先。
10.Science：在遺傳性免疫失調疾病中，HEM1缺乏會破壞mTORC2和F-肌動蛋白控制WAVE調節複合物(WRC)是一種調節肌動蛋白細胞骨架形成的多單元複合物。雖然其他肌動蛋白調節蛋白也能調節人類免疫反應，但WRC的確切作用尚未確定。Cook等人研究了來自4個無關家庭的5名患者，他們攜帶了一個編碼WRC成分HEM1的基因的錯義變異。這些患者表現為反覆感染和較差的抗體反應，同時伴隨著增強的過敏性和自身免疫性疾病。研究發現，HEM1是調節T細胞中皮質肌動蛋白和顆粒釋放所必需的，並且還與一種關鍵代謝信號複合物相互作用，從而導致疾病表型。通過將這些相互作用與免疫功能聯繫起來，這項研究提出了未來免疫療法的潛在靶標。（生物谷 Bioon.com）