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齊一生物：Science期刊精華一周精華
點擊次數(shù)：154 發(fā)布時間：2016/8/15
本周又有一期新的Science期刊（2016年8月12日）發(fā)布，它有哪些精彩研究呢？
本文由專注于提供生物科技服務(wù)的齊一生物收集整理
1. Science：揭秘與癌癥相關(guān)的鉀離子通道的結(jié)構(gòu)特性機(jī)體中大部分的細(xì)胞都攜帶有可供鉀離子穿過的表面小孔結(jié)構(gòu)，通過很好地控制正電荷離子的流動，這種小孔通道就會幫助細(xì)胞維持其電荷平衡。近日，刊登在雜志Science上的一項研究報告中，來自洛克菲勒大學(xué)的研究人員就對癌癥相關(guān)的鉀離子通道進(jìn)行了結(jié)構(gòu)成像分析。
研究者在很多細(xì)胞類型中都發(fā)現(xiàn)了一種名為Eag1的鉀離子通道，比如大腦的神經(jīng)元細(xì)胞、產(chǎn)生肌肉纖維的胚胎細(xì)胞以及某些腫瘤細(xì)胞等，在這些細(xì)胞中Eag1被認(rèn)為具有促癌的效應(yīng)，但目前研究者并不清楚Eag1通道和其它鉀離子通道之間的差異以及Eag1離子通道的具體工作機(jī)制。
這項研究中，研究者利用冷凍電子顯微鏡技術(shù)（cryo-electron microscopy）對Eag1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析，和其它的鉀離子通道類似，當(dāng)Eag1通道感知到電位的改變后就會開啟，隨后神經(jīng)元就會傳遞信號。Eag1通道包含了可以檢測電位變化的感受器和形成小孔結(jié)構(gòu)的片段，Eag1通道的其它部分位于細(xì)胞內(nèi)部，文章中研究者還想通過研究確定名為鈣調(diào)蛋白的分子的結(jié)構(gòu)特性，鈣調(diào)蛋白可以結(jié)合Eag1并且使其處于關(guān)閉狀態(tài)。
文章作者Jonathan Whicher說道，通過分析，我們就可以發(fā)現(xiàn)Eag1和其它鉀離子通道在跨越細(xì)胞膜片段結(jié)構(gòu)上的差異，而這一信息或許就可以幫助我們解析通道組分如何在分子水平上發(fā)揮作用，以及其在細(xì)胞中到底扮演正常的角色還是癌性的角色。
2. Science：陽光在水面驅(qū)動有機(jī)化學(xué)反應(yīng)
據(jù)新的研究報道，在水珠表面所發(fā)現(xiàn)的脂肪酸會與陽光起反應(yīng)而形成有機(jī)分子，這在本質(zhì)上揭示了一種先前未知的光解形式。這些結(jié)果會影響那些考慮氣溶膠顆粒的模型，包括那些與氣候變化相關(guān)的模型。一般認(rèn)為，羧酸和飽和脂肪酸（它們在整個環(huán)境中都大量存在）僅與羥基自由基起反應(yīng)，它們不受陽光影響。然而，先前的這些結(jié)論是基于對氣相或溶解于溶液中的分子的觀察。
Stéphanie Rossignol和同事在此對液-氣相中的壬酸（NA）進(jìn)行了研究，這些分子與表面水會有相互作用。當(dāng)研究人員對液體表面的NA進(jìn)行研究時，他們觀察到，當(dāng)NA暴露于紫外光時會形成有機(jī)化合物。他們進(jìn)行了一系列的研究以對可能的污染進(jìn)行校正，他們得出結(jié)論：NA確實造成了所觀察到的導(dǎo)致這些化合物的光化學(xué)反應(yīng)�；谒^察到的光化學(xué)反應(yīng)類型，作者說，類似的反應(yīng)可能對所有羧酸分子都是常見的。作者們說，鑒于環(huán)境中脂肪酸如此常見，這些在氣溶膠上或處于其它液體位相的光化學(xué)反應(yīng)可能會對局部臭氧和顆粒形成產(chǎn)生顯著影響。
Veronica Vaida在相關(guān)的《視角》中指出，這些先前未被重視的次級有機(jī)產(chǎn)物"將會影響次級有機(jī)氣溶膠的質(zhì)量、組成和光學(xué)特性，并轉(zhuǎn)而定義這些顆粒對氣候、空氣品質(zhì)和健康的總體影響"。
3. Science：阻斷SPT4基因表達(dá)或有助治療神經(jīng)退行性疾病
Science, 12 Aug 2016, doi:10.1126/science.aaf7791
肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥和額顳葉癡呆癥是*為常見的由C9orf72基因發(fā)生突變導(dǎo)致的神經(jīng)退行性疾病。這種突變是一種在非編碼區(qū)域中發(fā)生的六核苷酸重復(fù)序列擴(kuò)增。這種擴(kuò)增的六核苷酸重復(fù)序列（GGGGCC）產(chǎn)生有義RNA轉(zhuǎn)錄本和反義RNA轉(zhuǎn)錄本。這些轉(zhuǎn)錄本在病人細(xì)胞中堆積，似乎隔離開RNA結(jié)合蛋白。這些有義和無義轉(zhuǎn)錄本也會經(jīng)翻譯后產(chǎn)生二肽重復(fù)蛋白，這些蛋白易于發(fā)生聚集，能夠在大腦和脊髓中堆積在一起。*終，因在神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中C9orf72表達(dá)下降導(dǎo)致的功能喪失能夠?qū)е录膊‘a(chǎn)生。
在一項新的研究中，Nicholas Kramer等人發(fā)現(xiàn)通過阻斷單個基因SPT4靶向作用于這些有義和反義轉(zhuǎn)錄本，會降低這些病理特征，從而緩解人神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生功能退化。
4. Science：*長壽脊椎動物獎得主是格陵蘭鯊
Science, 12 Aug 2016, doi:10.1126/science.aaf1703
據(jù)一項新的研究報道，格陵蘭鯊的壽命至少有400年，它們在大約150歲時才達(dá)到性成熟。這些結(jié)果顯示，格陵蘭鯊是地球上*長壽的脊椎動物。格陵蘭鯊（又稱小頭睡鯊）廣泛分布于大西洋北部，其在成年時所達(dá)到的身長為400-500厘米（13-16英尺）。人們對格陵蘭鯊的生物學(xué)所知甚少，然而它們極為緩慢的生長速度（每年約增長1厘米）提示，這些魚得益于格外長的壽命。確定某物種年齡的傳統(tǒng)方法涉及對鈣化組織的分析，但這一特征在格陵蘭鯊中十分稀少。
因此，為了確定這個物種的平均年齡，Julius Nielsen等人對28頭雌性格陵蘭鯊的眼部晶狀體使用了放射性碳測年技術(shù)，這些鯊魚是作為副漁獲物被捕撈的。他們的分析表明，格陵蘭鯊的平均壽命至少為272年。本研究中的2頭的格陵蘭鯊的身長為493厘米和502厘米，對它們的壽命估計分別為335歲和392歲。作者說，更重要的是，因為先前有報道提示，該種鯊魚的雌性要到身長超過400厘米時才能達(dá)到性成熟，因此其相應(yīng)的年齡應(yīng)該至少有156歲�；谶@些結(jié)果顯示，格陵蘭鯊是地球上已知的、*長壽的脊椎動物。
5. Science：睡眠不足和生物鐘對人大腦反應(yīng)的局部調(diào)節(jié)
Science, 12 Aug 2016, doi:10.1126/science.aad2993; doi:10.1126/science.aah5402
由于輪班工作、飛行時差反應(yīng)、睡眠障礙和衰老等經(jīng)歷的睡眠剝奪導(dǎo)致健康很多方面發(fā)生惡化。當(dāng)我們整個晚上保持醒著時，認(rèn)知會快速地和大幅度地惡化。為了研究失眠期間大腦反應(yīng)的時間歷程，Vincenzo Muto等人對保持更長時間清醒的志愿者進(jìn)行掃描，在此期間，生物鐘和自我平衡的驅(qū)動力差異性地影響局部大腦區(qū)域。
6. Science：人工構(gòu)建神經(jīng)元群集
幾十年來，Donald Hebb假設(shè)－－-神經(jīng)元共激活導(dǎo)致神經(jīng)元群集（ensembles of neurons）形成－－-已讓神經(jīng)科學(xué)家們深受啟發(fā)。實驗性構(gòu)建這種群集在技術(shù)上一直充滿挑戰(zhàn)。利用具有單細(xì)胞分辨率的雙光子光遺傳刺激（two-photon optogenetic stimulation）技術(shù)，Luis Carrillo-Reid等人發(fā)現(xiàn)反復(fù)激活一組神經(jīng)元會構(gòu)建一種印刻在大腦回路中的神經(jīng)元群集。在一種被稱作模式完成（pattern completion）的現(xiàn)象中，激活單個神經(jīng)元能夠?qū)е抡麄�群集喚醒。這種人工構(gòu)建的神經(jīng)元群集持續(xù)幾天時間，而且可能能夠在不用干擾內(nèi)源性大腦回路的情形下在較晚的時間點受到重新激活。
7. Science：如果得到暫時性財政幫助，進(jìn)入庇護(hù)所的無家可歸可能性會降低76%
芝加哥人在給無家可歸預(yù)防中心打電話時，如果得知有資金可幫助他們，那么他們進(jìn)入庇護(hù)所的可能性會比那些得知無資金可幫助他們的人低76%。該研究表明，對那些面臨無家可歸的人來說，臨時性的財政援助計劃會有引人注目的效果。僅在美國，每年都會有2百多萬人流離失所。傳統(tǒng)上，對抗這種困境的努力包括設(shè)立緊急庇護(hù)場所或過渡性住房服務(wù)，但在*近，政策制定者將重點放在預(yù)防無家可歸的措施上，其形式為提供臨時性財政援助。盡管臨時性財政援助計劃普遍存在，但有關(guān)它們在多大程度上真的能防止流離失所的發(fā)生則證據(jù)甚少。
為了進(jìn)一步了解這些計劃的效果，William Evans、James Sullivan和Melanie Wallskog在此對2010年至2012年間近4500名芝加哥電話求援者的結(jié)果進(jìn)行了評估，這些人即將面臨流離失所，他們?yōu)榇私o"無家可歸預(yù)防中心（HPCC）"打電話求助。HPCC是芝加哥的一個集中處理中心，它對電話求助者的資格進(jìn)行篩選，并將符合條件的電話求助者與地方資助機(jī)構(gòu)取得聯(lián)系；正如所料，通過這些機(jī)構(gòu)發(fā)放的財政資助會因時而變且難以逆料。研究人員在此對兩組家庭進(jìn)行了比較，一組家庭為打電話求助時資助機(jī)構(gòu)有資金提供他們，另一組家庭則在打電話時沒有資金可幫助他們；研究人員*終發(fā)現(xiàn)，在打電話后的6個月內(nèi)，前一組的那些低于平均收入的家庭進(jìn)入無家可歸庇護(hù)所的可能性減少了76%。研究人員報告，通過財務(wù)資助而避免流離失所的人均成本大約為1萬又300美元，但這筆費(fèi)用比將福利更好地用于*有效者時的數(shù)額要低。（他們注意到，盡管面臨遭遇驅(qū)趕的處境，許多給HPCC打電話但沒有被引薦給財務(wù)援助機(jī)構(gòu)的人會發(fā)現(xiàn)避免無家可歸的方法。）尤其可能獲得財務(wù)援助福利的人群亞組似乎包括：單身者（單身成人）、男性、不到30歲的電話求助者及在冬天打電話者。
