2020年10月23日Science期刊精华

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2020年10月23日Science期刊精华4 {3 K1 A$ G$ H, F& y- H% }
来源：本站原创 2020-10-31 21:51
  R" ^: |1 C% Z/ T9 L2020年10月31日讯/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2020年10月23日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来。) U( A2 B* x; H* x
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图片来自Science期刊。
: H2 L3 d' F2 s$ p' x; I1.Science：重磅！新研究重塑我们对肠道微生物组的理解9 L( ^3 K9 D; q: e0 T. J4 D) u* }
doi:10.1126/science.aay7367; doi:10.1126/science.abe7194# Y0 d/ N- x! J# _# V2 a6 q! {
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人类肠道是微生物的家园，它们的数量超过我们细胞数量的10倍。如今，在一项新的研究中，来自美国俄克拉荷马医学研究基金会等机构的研究人员获得的新发现重新定义了所谓的肠道微生物组是如何运作的，以及我们的身体如何与组成肠道微生物组的100万亿个细菌中的一些细菌共存。相关研究结果发表在2020年10月23日的Science期刊上，论文标题为“Proximal colon–derived O-glycosylated mucus encapsulates and modulates the microbiota”。1 h" g8 Z/ Z9 U% I9 w* g
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利用研究模型，俄克拉荷马医学研究基金会的Lijun Xia博士领导的一个研究团队发现肠道微生物组控制着一层特殊形式的富含糖分的粘液的产生，该粘液包裹粪便物质并随后者一起移动。他们发现粘液并不像以前认为的那样是静态的，而是作为粪便中的细菌和结肠中成千上万个免疫细胞之间的屏障发挥作用。若没有粘液，这整个系统就会失去平衡。9 v2 S$ z3 ?) e6 J+ j) a
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Xia说，“结肠不仅是一种消化器官，而且也是一种免疫器官。我们的肠道微生物组在出生的那一刻就开始产生，并在我们的一生中不断变化。它对我们体内获得性免疫系统的成长和成熟至关重要。当它没有得到很好的发展或护理时，它就不能发挥应有的作用，从而导致疾病的发生。”
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5 e4 D" R# g8 |2.两篇Science揭示一些重症COVID-19病例与基因突变或攻击人体的自身抗体有关% w8 a" r  J- e0 D  a* I5 r
doi:10.1126/science.abd4570; doi:10.1126/science.abd4585; doi:10.1126/science.abe7591
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新型冠状病毒SARS-CoV-2导致2019年冠状病毒病（COVID-19），如今正在全球肆虐。被新型冠状病毒SARS-CoV-2感染的人可能会出现从轻度到致命的症状。如今，两项新的研究表明一些威胁生命的病例可以追溯到患者免疫系统的薄弱环节。0 t% G7 ^. R# j: H0 @* _! p  N3 M; O

+ C& \/ B! V4 _在患有重症COVID-19的患者中，至少有3.5％的人的抗病毒防御基因存在突变。至少有10％的重症患者会产生攻击免疫系统而不是与病毒抗争的“自身抗体”。这些发现确定了危及生命的COVID-19的某些根本原因。相关研究结果以两篇论文的形式于2020年9月24日在线发表在Science期刊上，论文标题分别为“Inborn errors of type I IFN immunity in patients with life-threatening COVID-19”和“Auto-antibodies against type I IFNs in patients with life-threatening COVID-19”。
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9 k* O1 l/ ^3 V; h+ a+ V) [这两篇论文的通讯作者、美国洛克菲勒大学研究员Jean-Laurent Casanova说，在这么多患者中（987名患者中的101人）观察到这些有害抗体是“令人吃惊的发现”。“这两篇论文首次解释了为何COVID-19在某些人中如此严重，而其他大多数被同一病毒感染的人则不会如此。”8 a% V/ i3 X7 q; G( T( q0 P3 h' U

0 ~* M7 j& N. `0 v, X% p7 @" w) a+ G3.Science：计算机设计的小蛋白可高效抑制新冠病毒感染1 a* n) x) p0 u( k# H4 T! X
doi:10.1126/science.abd9909
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0 Y, H) P" |4 ~$ _: t( ^9 l3 SSARS-CoV-2是导致新冠肺炎（COVID-19）的冠状病毒。在一项新的研究中，来自美国华盛顿大学和乔治亚大学的研究人员发现计算机设计的小蛋白（miniprotein）可以保护实验室培养的人细胞免受SARS-CoV-2感染。相关研究结果于2020年9月9日在线发表在Science期刊上，论文标题为“De novo design of picomolar SARS-CoV-2 miniprotein inhibitors”。
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7 i6 p5 }6 Z. f  e7 n在实验中，一种被命名为LCB1的主要抗病毒候选药物在保护作用上可与最著名的SARS-CoV-2中和抗体相媲美。LCB1目前正在啮齿动物中进行评估。
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5 k/ ^5 C" c6 p, r" T  v4 g  ]4 H1 K, y4.Science：从结构上揭示核小体依赖性的cGAS抑制机制
$ l  m/ l1 M- e4 }3 W5 m" Ldoi:10.1126/science.abd0609
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在一项新的研究中，来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员首次确定了先天免疫系统中一种名为cGAS的关键DNA感应蛋白与核小体结合在一起时的高分辨率结构，其中核小体是细胞核内最重要的DNA包装单位。相关研究结果于2020年9月10日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Structural basis of nucleosome-dependent cGAS inhibition”。
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这项研究详细揭示了我们细胞内的核小体如何阻止cGAS无意中触发人体对自身DNA的先天免疫反应。论文通讯作者为北卡罗来纳大学教堂山分校医学院生物化学与生物物理学副教授Qi Zhang博士和北卡罗来纳大学教堂山分校艾谢尔曼药学院化学生物学与药物化学助理教授Robert McGinty博士。
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: Y% `* W  t; }5.Science：揭示核小体抑制cGAS激活的结构基础
- G3 o5 q' x& |8 n7 k7 U) edoi:10.1126/science.abd0237
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在一项新的研究中，来自日本东京大学、早稻田大学和美国洛克菲勒大学的研究人员解析出人cGAS-核小体核心颗粒（cGAS-NCP）复合物的低温电镜（cryo-EM）结构。在这种结构中，两个cGAS单体通过结合H2A-H2B的酸性口袋（acidic patch）和核小体DNA来桥接两个核小体核心颗粒（NCP）。相关研究结果于2020年9月10日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Structural basis for the inhibition of cGAS by nucleosomes”。: D! x; m; [) j4 t) i
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在这种构型下，cGAS激活所需要的所有三个已知的cGAS DNA结合位点都被重新利用或无法进入，而且作为cGAS激活的另一个先决条件，cGAS二聚作用被抑制。让将cGAS和H2A-H2B的酸性口袋连接在一起的关键氨基酸残基发生突变可减轻核小体对cGAS激活的抑制。, W# l1 J( t0 h8 g
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6.Science：微生物选择驱动适应2 m; x& q) w5 K6 M; ]' n
doi:10.1126/science.abb7222
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许多豆科植物与固氮菌或根瘤菌有一种宿主-共生关系，对植物和微生物都有好处。Batstone等人通过实验演化了5种豆科植物加入物和不同细菌分离物之间的关联。没有观察到宿主对细菌关联的选择（宿主选择），而是在细菌质粒内积累的突变，增加了这种相互作用的强度。因此，细菌菌株和植物基因型之间的局部和近期关联是由于细菌适应性的选择。
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7.Science：年老的野生黑猩猩的社会选择性
- e  E# w0 a: Cdoi:10.1126/science.aaz9129; doi:10.1126/science.abe9110
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( r1 w0 K+ K% k) K' V随着人类年龄的增长，我们会优先考虑已建立的积极的友谊，而不是年轻时新的、但有风险的社交活动。据推测，这种转变可能是随着我们自身的死亡感开始出现的。Rosati等人分析了一个关于雄性黑猩猩之间的社会纽带的罕见的长期数据集，并发现它们非常相似地关注旧的和积极的友谊。虽然有证据表明非人类动物有一定的时间感，但它们似乎不太可能像我们一样有即将到来的死亡感，因此，这些结果表明，可能有一种不同的、更深层次的机制在发挥作用。9 M7 V4 _4 T/ N* Y( L

& d  A2 O1 W! p8.Science：探究脊椎动物垂体的起源! X! M% G7 ~( z
doi:10.1126/science.aba4767
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基板（placode）是头部外胚层的特化，被认为是许多脊椎动物新生物的来源，包括鼻子、晶状体、耳朵和垂体的激素分泌部分。然而，在非脊椎动物的脊索动物中存在不是来自内胚层的类似垂体的结构，这提示着垂体可能早于胎盘出现。Fabian等人进行了系谱追踪、时间推移成像和单细胞信使RNA测序，表明内胚层和外胚层细胞都能产生斑马鱼垂体的激素分泌细胞。这些实验支持了脊椎动物垂体是通过祖先的内胚层原垂体与新进化的基板外胚层的相互作用而产生的。
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9.Science：探究斑马鱼脊髓中运动神经元回路发育" i6 w( I. w& H% e
doi:10.1126/science.abb4608
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斑马鱼脊髓中的运动神经元回路支持快速逃避反应和悠闲的游泳反应。Kishore等人如今跟踪这些回路在鱼仔中组装时抑制性中间神经元的发育情况。与发育后期产生的中间神经元相比，发育早期产生的中间神经元驱动不同类型的回路，并在不同的运动神经元亚细胞部分形成突触。因此，快速的逃避和较慢的游泳都是由相同的细胞成分以不同的方式组装支持的。这些作者认为，发育过程遵循一种机会主义规则，即中间神经元突触在发育过程的那个时刻对它们来说是可利用的。（生物谷 Bioon.com）( U8 ?* g; j+ c, ?

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