2019年2月28日訊/
生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2019年2月22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：重磅！首次構建出由8種核苷酸組成的DNA，從而讓DNA編碼能力增加一倍在一項新的研究中，美國研究人員通過將4種合成核苷酸與4種天然存在於核酸中的核苷酸相結合，構建出由8個核苷酸（也稱為鹼基）組成的DNA分子（他們稱之為hachimoji分子），而且這些DNA分子的形狀和行為都像是真實存在的東西，甚至能夠被轉錄為RNA。他們說，這些hachimoji分子的信息存儲容量是天然核酸的兩倍，因而可能具有無數的生物技術應用。相關研究結果發表在2019年2月22日的Science期刊上，論文標題為「Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks」。
無論是什麼原因，在過去的40億年左右的時間裡，僅兩個鹼基對---一個鹼基對在鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）之間形成，另一個鹼基對在腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T）或尿嘧啶（U）之間形成---一直是大自然創造地球上無窮無盡的生命所需要的一切。論文通訊作者、位於美國佛羅裡達州的Firebird Biomolecular Sciences公司的項目負責人Steven Benner說，理論上可能會有更多的鹼基對。
Benner及其團隊之前已將兩個合成核苷酸---Z和P，它們之間形成一個鹼基對---整合到DNA中，並證它們可在體外複製和轉錄。如今，他的團隊增加了另外兩個合成核苷酸---S和B，它們之間也形成一個鹼基對。
Benner團隊將這兩個化學合成的新型核苷酸整合到雙鏈寡核苷酸（也含有G、A、T、C、Z和P）中，然後測試這些分子的解鏈溫度，即讓氫鍵受到破壞形成單鏈分子的溫度。平均而言，他們觀察到的解鏈溫度與預測值相差不到2.1℃---這一誤差範圍與標準DNA寡核苷酸相類似。
另外，三種不同的hajimoji DNA寡核苷酸的高解析度晶體結構證實了結構上的相似性。從化學上講，hachimoji DNA的形狀和行為與標準DNA相類似。然而，讀取和處理核酸的酶是很難欺騙的，因此為了將hachimoji DNA轉錄成RNA---這是一種對它的信息傳遞能力的測試，Benner團隊嘗試了許多噬菌體RNA聚合酶變體，直到他們發現一個能夠完成這種任務的RNA聚合酶變體。
通過使用這種RNA聚合酶變體，他們成功地轉錄了一種已知的稱為spinach 的RNA適體的hachimoji版本，它能夠結合一種特定的螢光團並經照射後發出螢光。果然，這種轉錄的hachimoji RNA像預期那樣發出螢光。
2.Science：睡眠剝奪加快阿爾茨海默病中的大腦損傷睡眠不佳長期以來與阿爾茨海默病（Alzheimer's disease）有關，但是人們對睡眠中斷如何促進這種疾病知之甚少。如今，在一項新的研究中，通過研究小鼠和人類，來自美國華盛頓大學聖路易斯醫學院的研究人員發現睡眠剝奪增加了阿爾茨海默病關鍵蛋白tau的水平。在對小鼠進行的後續研究中，他們發現失眠加快毒性的tau蛋白團塊在大腦中擴散---這是大腦損傷的前兆，也是痴呆症產生的一個決定性步驟。這些發現表明睡眠不足有助於促進這種疾病產生，並且提示著良好的睡眠習慣可能有助於保持大腦健康。相關研究結果於2019年1月24日在線發表在Science期刊上，論文標題為「The sleep-wake cycle regulates brain interstitial fluid tau in mice and CSF tau in humans」。
論文通訊作者、華盛頓大學聖路易斯醫學院神經病學系主任David Holtzman博士說，「這項研究的有趣之處在於它表明睡眠等現實生活因素可能會影響這種疾病在大腦中的擴散速度。我們已知道睡眠問題和阿爾茨海默病之間部分上是通過一種不同的阿爾茨海默病蛋白---β-澱粉樣蛋白（amyloid beta, Aβ）---相關聯在一起，但是這項研究表明睡眠中斷導致破壞性的蛋白tau迅速增加並隨著時間的推移而發生擴散。」
3.Science：揭示葉綠體相關蛋白降解機制蛋白降解對於細胞功能是至關重要的，並且它在不同的細胞器中選擇性地以不同的機制發揮作用。一些細胞器蛋白被泛素-蛋白酶體系統（ubiquitin-proteasome system, UPS）---真核生物細胞質中的一種主要的蛋白水解網絡---靶向。在這種情況下，細胞器膜是蛋白降解一個重要屏障。通過在模型植物擬南芥中開展研究，Ling等人在葉綠體（負責光合作用的細胞器）外膜中鑑定出UPS介導的蛋白降解機制。他們確定了Omp85型β-桶外膜通道和細胞質AAA +分子伴侶在葉綠體靶蛋白的逆向轉位中實現電導和運動功能。因此，這個過程使得能夠通過細胞質蛋白酶體加工外膜蛋白。這種葉綠體相關蛋白降解是由葉綠體定位的E3泛素連接酶SP1對這些靶蛋白進行泛素化啟動的。
4.Science：從結構上揭示DNA複製體作用機制DNA複製體（replisome）協調進行兩條親代鏈分離和DNA合成。Gao等人報導了最小的一組能夠在複製叉上執行前導鏈和滯後鏈合成的噬菌體T7蛋白的低溫電鏡結構。他們可視化觀察到參與DNA複製的三種關鍵酶---DNA聚合酶\解旋酶和引發酶（primase）---與底物DNA形成複合物，從而展示了它們在兩條鏈上的高度動態組裝。對原核生物和真核生物複製體的比較揭示了進化上保守的作用機制，這就為理解DNA複製、重組和修復之間的協調提供了結構基礎。
5.Science：蛛毒素受體通過同時結合FLRT和teneurin來指導突觸特異性在大腦中，突觸連接的形成具有高度的特異性，但其潛在的分子機制在很大程度上仍未被探索。突觸的形成被認為涉及蛋白彼此間結合通過突觸間隙進行的雙向信號傳導。Sando等人 使用了條件
遺傳工具和體外測定方法來研究突觸形成的機制。他們發現小鼠海馬體中的突觸形成需要蛛毒素受體（latrophilin）。 蛛毒素受體是G蛋白偶聯受體，與稱為teneurin和FLRT（fibronectin leucine-rich repeat transmembrane protein）的細胞表面蛋白結合。兩種不同的蛛毒素受體介導在相同的海馬體神經元上形成不同的突觸。 這種功能需要teneurin和FLRT的結合。因此，蛛毒素受體可能通過同時發生的信號傳導指導突觸形成，這可能有助於解釋突觸連接的特異性。
6.Science：從結構上揭示激活鉀離子通道的關鍵使用藥物激活鉀離子通道有可能治療癲癇、心律失常和疼痛等疾病。Schewe等人報導了一類具有確定藥物核心的帶負電荷激活劑（negatively charged activator, NCA），它們使用類似的機制來激活許多類型的鉀離子通道。X射線衍射晶體分析、功能分析和分子動力學模擬顯示NCA結合在鉀離子通道的選擇性過濾器下方，從而打開過濾器門並激活鉀離子通道。 靶向NCA的這個位點可能會在合理的藥物設計中被利用。（生物谷 Bioon.com）
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