2019年4月26日Science期刊精华

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2019年4月26日Science期刊精华6 @6 h4 L0 \: Q  C2 V. u$ k2 T7 i
来源：本站原创 2019-05-02 12:03
4 u+ d3 q2 I0 e! Q2019年5月2日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2019年4月26日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。0 @/ J) ~0 R8 e: q
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图片来自Science期刊。
) l  X8 R( G# ]/ Q' \" s1.Science：并非所有的干细胞都是生而平等的
# H5 e- u. `$ q5 t; q( [$ Rdoi:10.1126/science.aan0925; doi:10.1126/science.aax1681, g, s1 S' F2 u8 I! H, {7 s

1 z7 q2 ?" O; @0 e, t5 R在一项新的研究中，来自加拿大多伦多大学生物材料与生物医学工程研究所和唐纳利中心的研究人员发现一群称为“精英（elite）”的细胞在将分化细胞转化为干细胞中起着关键作用。这一发现对再生医学具有重要意义。相关研究结果于2019年3月21日在线发表在 Science期刊上，论文标题为“Cell competition during reprogramming gives rise to dominant clones”。  Q) n; V& {6 L5 h

% l+ O' q% w4 f$ h0 |2 Q5 u+ K8 l虽然细胞重编程得到了很好的理解，但是人们对单个重编程细胞在细胞群体环境中行为的复杂性知之甚少。在这项新的研究中，论文通讯作者、大多伦多大学教授Peter Zandstra及其团队发现一组细胞似乎在重编程方面具有竞争优势。' F% H* f' V. ]0 ^4 e/ B) P. r0 S
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Zandstra团队使用了从小鼠皮肤中提取出的细胞，即小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）。他们使用DNA条形码技术为每个MEF提供一种独特的标签，这样就可在重编程期间追踪单个细胞，并将它们与其亲本细胞群体相关联在一起。他们还使用计算建模来帮助理解产生的复杂数据 并进行随后在实验室中加以测试的预测。
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Zandstra团队发现，在重编程一周后，高达80％的原始细胞被清除了。在遭受应激的重编程过程中，仅一小部分亲代细胞足以增殖它们的克隆并转变为干细胞。虽然这些细胞与它们的兄弟姐妹细胞具有相似的基因组成和外观，但是它们的更高适应性使得它们能够产生更 多的后代细胞，也就是说，以更高的频率进行自我克隆。Zandstra团队称这些细胞为“精英克隆（elite clone）”。# q/ X* j/ N; A5 Y! f9 W
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2.Science：破解腺苷酸环化酶三维结构，有助揭示外界信号如何传导到细胞内部+ v. [6 {5 d: ?! y  O
doi:10.1126/science.aav0778
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: h; e$ s8 M6 X# d) M( s; @3 b在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世联邦理工学院、保罗谢勒研究所和苏黎世大学的研究人员阐明了一种通过细胞膜将信息传递到细胞内部的信号通路的一个重要部分。相关研究结果发表在2019年4月26日的Science期刊上，论文标题为“The structure of a membrane adenylyl cyclase bound to an activated stimulatory G protein”。
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哺乳动物中的一个重要信号通路由三个组分组成：第一个组分是识别信号并被它激活的受体。第二个组分是所谓的G蛋白，它与活化的受体结合并将信号传递给一种或多种效应蛋白。在这种情形下，效应蛋白是腺苷酸环化酶（denylyl cyclase），即这个信号通路的第三 个组分。这种酶被G蛋白的一个亚基激活，并在一种生化反应中产生一种称为环腺苷酸（cAMP）的第二信使。cAMP引发细胞内的各种反应，比如，在心脏细胞中，它增加了细胞膜对钙离子的通透性，从而导致心率增加。& Z; L" r$ U  v! u* o' s4 ]

, h! l5 m/ @3 [5 P7 }) V在这项新的研究中，这些研究人员借助于电子显微镜研究了一种特殊类型的腺苷酸环化酶，并且在3.4埃的分辨率下解析出这种这种类型的膜蛋白的迄今为止最为详细的三维结构图。在这项新的研究中，这些研究人员借助于电子显微镜研究了一种特殊类型的腺苷酸环化酶 ，并且在3.4埃的分辨率下解析出这种这种类型的膜蛋白的迄今为止最为详细的三维结构图。
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- G% J/ h8 a0 S0 }% o3.Science：分离出产生脂肪细胞的间充质祖细胞2 Q0 F; c5 y+ X
doi:10.1126/science.aav2501; doi:10.1126/science.aax29672 u: r- _9 j' ~6 _: f& g
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脂肪组织可以通过两种方式进行扩大：通过增加单个脂肪细胞的大小，或者通过增加脂肪细胞的数量。前者促进代谢疾病产生，前者可阻止代谢疾病产生。Merrick等人使用单细胞RNA测序来确定在小鼠和人类中产生脂肪组织的间充质祖细胞（mesenchymal progenitor cell）的层次结构。他们发现表达一种称为DPP4的蛋白的间充质祖细胞通过响应不同的信号，产生两种不同类型的前脂肪细胞（preadipocyte）。DPP4阳性间充质祖细胞位于包围着脂肪组织的充满着液体的胶原蛋白和弹性蛋白纤维网络中。在原理上，增加间充质祖细胞向脂肪细胞分化的治疗干预可以改善代谢疾病。
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4.Science：解析出GluA1/2异聚体与辅助性亚基TARP γ8结合在一起时的结构
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% o7 e; T; o. G在大脑的兴奋性突触中，称为AMPA型谷氨酸受体（AMPAR）的四聚体阳离子通道在作为学习和记忆基础的细胞过程中起关键作用。AMPAR是由GluA1、GluA2、GluA3和GluA4这些不同的亚基组成的异四聚体。Herguedas等人使用低温电子显微镜来确定海马体中最常见的AMPAR形式--- GluA1/2异聚体---与它的调节亚基TARP γ8结合在一起时的结构。 该结构显示了所形成的复合物的空间造型，并且针对如何通过辅助性亚基控制和调节电信号传导提供了新的见解。
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5.Science：解析出天然AMPA受体的三维结构和亚基排列4 F7 n) ^! g, m+ q$ T; G) q( e
doi:10.1126/science.aaw8250
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作为谷氨酸激活的离子通道，AMPA受体介导神经系统中的快速突触传递并在学习和记忆中起关键作用。AMPA受体是由四个亚基的不同组合构成的四聚体，其功能多样性来自亚基组成的差异。Zhao等人纯化了来自大鼠脑部的天然AMPA受体，并通过低温电子显微镜确定10种不同AMPA受体复合物的结构。这四种亚基的某些排列是优选的。作为连接跨膜结构域和配体结合结构域之间的一个关键门控序列元件揭示了这种受体如何发挥作用。4 C. j  g7 g0 C2 m
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6.Science：解析出人pre–B剪接体的三维结构
: y( g1 q& a' b) gdoi:10.1126/science.aax3289/ s8 Q0 ]( r0 ]8 H/ a% W
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Charenton等人解析出人pre–B剪接体的三维结构，从而在机制上针对解旋酶Prp28如何将mRNA前体的5'剪接位点从U1小核核糖核蛋白（snRNP）转移到U6 snRNA提供了详细的新见解。5'剪接位点与U6的配对诱导一系列构象变化，从而触发Brr2解旋酶的重新定位和将U4 snRNA加载至这种解旋酶的活性位点。这就导致U4/U6 snRNA双链体的解旋，并允许U6折叠并与U2配对以产生这种剪接体的活性位点。8 }/ {4 m- k! |% Q. |# p5 n$ @
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7.Science：我国科学家成功地在体外长期维持原代人肝细胞的功能5 Z0 J# ~6 @  W9 g3 w
doi:10.1126/science.aau7307
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$ F- S/ o8 f! k& J$ t! a新鲜分离的原代人肝细胞（PHH）在体外迅速丧失它们的特性和功能，这就限制了它们在构建拟感染性肝病模型和药物筛选中的应用。来自中国北京大学、复旦大学、上海市公共卫生临床中心、北京永安医院和解放军总医院的研究人员描述了一种简单有效的五种化学物培养条件，可以长时间维持体外培养的PHH的成熟功能。以这种方式培养的PHH能够支持完整的病毒生命周期并重现乙型肝炎病毒（HBV）的长期感染。这种系统为开发新的抗病毒策略构建了一个有用的药物筛选平台。6 D" s7 b9 t- s0 A& N

8 s4 K0 K' b3 }4 c$ e; D8.Science：新研究鉴定出PAC是一种质子激活的氯离子通道$ I2 t+ P2 L+ J
doi:10.1126/science.aav9739! A! Q6 V1 A) U( E) v: M
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细胞暴露于细胞外的酸性环境中，会激活影响生理和病理过程的氯离子传导通道。Yang等人利用一种无偏RNA干扰筛选方法，鉴定出这种允许质子激活的离子传导的通道蛋白。这种称为质子激活通道（proton-activated channel, PAC）的蛋白具有两个预测的跨膜结构域，这与之前鉴定出的任何通道都不同。鉴定出这种新的通道蛋白应当会促进对它的生理作用--包括---从中风后的组织损伤到藏族居民对高海拔环境的适应---的研究。（生物谷 Bioon.com）/ L/ B1 u# ]4 B3 q: t6 ~