Nature年终大盘点：生物学5大前沿动态 - 干细胞行业新闻干细胞之家



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发表于 2015-1-26 10:03 |只看该作者 |倒序浏览 |打印

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导读
Nautre杂志在“Frontiers in Biology”特辑中，对近期生物学的研究热点和前沿动态进行了一番回顾。以五篇综述文章的形式介绍了杏仁核中的复杂回路、新发现的先天淋巴细胞、哺乳动物的营养感知机制、程序性坏死以及DNA甲基化的调控和功能。- h& M( z9 ~( U; ^& }6 E/ Y
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杏仁核的神经回路：+ W' t) w! h5 Z( Q- J8 R# z

杏仁核（amygdala）是近年来备受关注的大脑结构，被认为与情感和激励有关，在处理恐惧和奖励性刺激中起到了必不可少的作用。了解杏仁核与这些行为之间的关系，需要解析这一结构中的神经回路。近来，遗传学靶标、解剖学示踪和神经活性调节方面的进展，为人们绘制了杏仁核中的复杂连接线路，将复杂的神经连接与行为学功能联系起来。

诺奖得主Nature光遗传学重要成果：让坏记忆变美好- J$ u) l4 |& O/ h; Y; y; [$ l9 U
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麻省理工学院的一项新研究揭示了控制记忆与正面或负面情感关联的大脑回路。此外，研究人员还发现采用光遗传学（optogenetics）——一种利用光线来控制神经活动的技术，可以倒转特殊记忆的情感联系。5 G& N  y( r  q0 K- C+ T! {
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PNAS：母亲的恐惧会传给后代1 p7 L6 Q2 o1 N8 ?3 X

密歇根大学和纽约大学的研究团队发现，新生儿能够从母亲那里学会恐惧。举例来说，如果母亲怀孕前的某种经历让她对特定事物感到恐惧，那么她的宝宝会很快通过母亲恐惧时的气味，学会害怕这种事物。这项在大鼠中进行的研究发表在本期的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。" O) K6 i- D% c* r/ _

两篇Nature发布光遗传学颠覆性发现- \+ X# w6 }% x. a1 z
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最近Nature杂志上同时发表了两项光遗传学研究，颠覆了人们对恐惧记忆的认识。研究显示，当恐惧记忆产生之后，检索恐惧记忆的大脑回路会随着时间推移发生改变。也就是说，回忆旧记忆的大脑通路与回忆新鲜记忆不同。

先天淋巴细胞：
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先天免疫系统由多种血细胞组成，包括树突细胞、单核细胞、巨噬细胞和粒细胞等。这些细胞彼此协作，促进了机体免疫、炎症和组织修复。人们最近鉴定了一种先天免疫系统的新组分，先天淋巴细胞。近五年来，这些细胞一直是研究的焦点。这篇文章回顾了先天淋巴细胞领域的快速发展。文章指出，先天淋巴细胞在保护性免疫和炎症中起到了重要的作用。这些细胞将先天免疫和适应性免疫整合起来，在感染、慢性炎症、代谢疾病和癌症中控制组织内稳态。

Cell发现重要的免疫前体细胞
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Mainz大学和Freiburg大学的科学家们合作，鉴定了可分化为不同ILC的前体细胞，以及一个此前未知的新型ILC。这项发表在Cell杂志上的新研究，可以帮助人们更好的理解免疫系统的作用机制，为开发新型疫苗提供了宝贵的信息。
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Nature新文章：维生素A的重要功能
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根据发表在3月19日《自然》（Nature）杂志上一项小鼠研究的结果，母体维生素A可显著影响胎儿免疫系统的发育。4 z0 l; N# v( M0 e7 h- x

Nature揭示新型免疫细胞的源头+ E. c' [: X$ [5 X0 {

芝加哥大学的研究人员在小鼠的胎肝和骨髓中鉴别出了生成近年发现的一类抗感染白细胞群——先天淋巴細胞(Innate lymphoid cells; ILCs)的祖细胞。这一研究成果在线发表在《自然》（Nature）杂志上。

营养感知机制：% f4 D+ Z1 C$ x
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对环境中营养水平的波动进行感知和应答，是生命必须具备的基本能力。营养缺乏是一种重要的选择压力，推动着绝大多数细胞过程的进化。激素信号负责协调和整合不同通路，检测细胞内外的糖、氨基酸和脂质水平。在食物充足的情况下，营养感知通路主要进行合成代谢和储存，而营养匮乏会触发稳态机制，比如通过自噬调动内部储备。这篇文章阐述了哺乳动物感知营养的不同途径，探讨了疾病中出现异常的感知机制。) I0 \: A9 }. k# Q) [+ i
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管坤良教授Science发表重要成果

加州大学和复旦大学的研究团队最近发现，不同氨基酸对mTORC1的调控并不相同。亮氨酸对mTORC1的激活需要Rag GTPase，但谷氨酰的激活作用并不依赖于Rag GTPase。这一成果发表在一月七日的Science杂志上，文章的通讯作者是著名学者管坤良（Kun-Liang Guan）教授。

李铭博士最新Cell文章解析重要的代谢通路9 }, N6 a: y8 f3 g( x1 v
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纪念斯隆－凯特琳癌症中心的免疫学家李铭（Ming O. Li）带领研究团队发现，生长调控子Sestrin能够对mTORC1信号通路进行负向调控，在缺乏氨基酸时抑制mTORC1的激活。这一成果发表在最近一期的Cell杂志上。
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Science，Nature三篇文章发现关键信号途径的新机制
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近期两篇Science文章和一篇Nature文章纷纷聚焦mTOR复合物1（mTORC1），发现了能与mTORC1这一蛋白激酶复合物相互作用的氨基酸感应器，mTORC1复合物能帮助调控细胞生长和地按下，并且研究人员也发现了这种复合物在癌症，糖尿病等疾病中会失调，这表明这是一种重要的细胞途径。: v. J  C& ~/ i( J2 |. @9 y
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程序性坏死：
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程序性细胞死亡是许多生理学过程的基础，比如器官发育、上皮细胞更新和淋巴细胞筛选。这篇文章针对一种非凋亡的程序性坏死（necroptosis），探讨了程序性细胞死亡的调控、起始和执行。程序性坏死由RIP1和RIP3的激酶活性介导，死亡受体、干扰素、toll样受体等因子都可诱导这一过程。小鼠研究显示，程序性坏死在炎症中起到了重要的功能，可能与不少人类炎症性疾病有关。' H1 }0 L3 t7 Z/ F. d

Cell揭示细胞生死“守门人”+ v- \. L7 A1 A' V  n
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来自墨尔本沃尔特伊莉莎研究所（Walter and Eliza Hall Institute）的一个研究小组证实，近年来发现的一种细胞死亡类型:坏死性凋亡（necroptosis）有可能是炎症性疾病的潜在病因。' V: s# j' H+ `1 _' T! l( W0 M
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凋亡or坏死？Science揭示细胞死亡命运操控子' @) U7 |! }( b$ K: ]2 o9 n
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在3月21日《科学》（Science）杂志上的一篇新研究论文中，来自美国基因泰克公司（Genentech）的研究人员阐明了两种细胞死亡机制是如何发生交集的，并发现破坏其中一个过程会导致令人惊讶的结果——让细胞死于另一种形式。

袁钧英发Cell综述深度解析细胞坏死2 H" m7 T( B3 L" s' U, N; @
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来自哈佛医学院华人女科学家袁钧英教授，与另外一位学者发表了题为“SnapShot: Necroptosis”的综述性文章，重点论述了由RIPK1和RIPK3激酶介导的细胞坏死，指出抑制细胞坏死将能用于人类疾病的治疗。相关文章公布在7月11日Cell杂志上。2 D/ N* C6 C  p) ]1 Q$ b; x9 u! L. O

DNA甲基化：0 _2 k  |) T6 d1 F5 G( J
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胞嘧啶甲基化是一种与转录沉默有关的DNA修饰。科学家们知道甲基化调控因子与人类疾病有关，但并不清楚这些因子在其中起到的具体作用。DNA甲基化的基因组图谱显示，基因调控区域存在惊人的动态。举例来说，TET蛋白在转录因子的结合位点进行着活跃的去甲基化。这说明DNA序列的读取很大程度上取决于其甲基化模式。这篇文章总结了我们目前对DNA甲基化的理解，探讨了这种修饰的功能和调控。文章指出，在研究正常细胞和患病细胞的基因调控时，甲基化信息是很重要的。此外，甲基化修饰还可以作为生物学指标。
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北京大学Nature发布重要甲基化景观图

来自北京大学、教育部辅助生殖重点实验室、哈佛大学等机构的研究人员，绘制出了人类早期胚胎全基因组水平的DNA甲基化景观图谱，提出了有别于以往小鼠研究结果的一些新见解。这些研究结果发表在7月23日的《自然》（Nature）杂志上。* B- _+ R2 z6 ?" b% ^
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何川、任兵、徐国良Cell子刊发表表观遗传学新成果8 V, X% }8 P# V9 g3 `

日前，加州大学的任兵（Bing Ren）教授和芝加哥大学的何川（Chuan He）教授领导研究团队，揭示了甲基化和去甲基化对增强子活性的调节。研究显示，这一机制决定了细胞分化过程中的转录组重编程。这一成果发表在九月二十五日的Molecular Cell杂志上。参加这项研究的还有，中科院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所的徐国良研究员。

顶级科学家张毅Cell表观遗传学新成果, L7 Y& v% b5 w8 A/ b3 r
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10月30日，著名华人科学家张毅（Yi Zhang）在《细胞》（Cell）杂志上再度发表重要研究论文，称证实体细胞核移植（Somatic Cell nuclear transfer，SCNT）后供体细胞存留的组蛋白甲基化修饰阻碍了胚胎发育。