2016年7月1日Science期刊精华

本周又有一期新的Science期刊（2016年7月1日）发布，它有哪些精彩研究呢？让小编一一道来

1. Science：重大发现！利用MANF的免疫调节性提高视网膜移植成功率 doi:10.1126/science.aaf3646 基于细胞替换的再生疗法有望治疗一系列年龄相关性疾病，但是将这些疗法用于在临床上治疗病人的努力却并不是非常成功，这很大程度上是因为新获得的替换细胞不能够有效地整合到受到衰老影响的组织中

在一项新的研究中，来自美国巴克老龄研究所（Buck Institute for Research on Aging）的研究人员利用一种自然发生的进化上古老的修复眼睛的抗炎机制，显著性地提高小鼠体内的视网膜再生疗法的成功率

这些结果可能对包括老年黄斑变性在内的慢性眼睛炎性疾病产生特别巨大的影响

相关研究结果发表在2016年7月1日那期Science期刊上，论文标题为“Immune modulation by MANF promotes tissue repair and regenerative success in the retina”

研究人员发现一种进化上保守的因子—中脑星形胶质细胞源性神经营养因子（mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor, MANF）—的一种之前未知的免疫调节性质

MANF将促炎性免疫细胞转化为修复性免疫细胞

在这项研究中，它显著性地改善果蝇和小鼠视网膜的内源性修复能力

引人注目的是，在将感光细胞（photoreceptor cell）移植到先天性失明的小鼠体内时，如果同时使用MANF作为添加剂的话，那么它增加感光细胞的整合效率和加快改善视觉功能的恢复

论文共同通信作者、巴克老龄研究所研究员Deepak Lamba博士说，“MANF促进愈合，有助创造一种有助于成功移植的微环境

” 2. Science：利用空间转录组学技术可视化观察组织中的基因表达 doi:10.1126/science.aaf2403 在一项新的研究中，来自瑞典卡罗琳斯卡研究所和皇家理工学院等机构的研究人员开发出一种新的被称作空间转录组学（spatial transcriptomics）的高分辨率方法研究一种组织中哪些基因是有活性的

这种方法能够被用于所有类型的组织中，而且在临床前研究和癌症诊断中是有价值的

相关研究结果发表在2016年7月1日那期Science期刊上，论文标题为“Visualization and analysis of gene expression in tissue sections by spatial transcriptomics”

在这项新的研究中，来自瑞典卡罗琳斯卡研究所的Jonas Frisén教授团队与来自瑞典皇家理工学院的Joakim Lundeberg教授团队合作开发出一种新的方法，能够分析所有RNA分子的数量，并且利用显微镜提供它们的空间信息

Frisén教授说，“通过将组织切片放在载玻片上，在其上面，我们将DNA链与内置的地址标签放在一起，这样我们就能够对活性基因产生的RNA分子进行标记

当我们分析组织样品中的RNA分子存在时，这些地址标签指示着这些RNA分子存在于组织切片中哪些地方，以及我们能够获得在哪些地方不同的基因是有活性的高分辨率信息

” 3. Science：疟疾疗法开发新利器—“雄性基因” doi:10.1126/science.aaf5605 近日，来自Pirbright研究所的研究人员成功分离到了一种特殊基因，该基因可以从传播疟疾的蚊子种群中帮助确定雄性蚊子，相关研究刊登于Science杂志上，文章中研究者对名为Yob的基因特性进行了描述分析，该基因是冈比亚按蚊性别决定过程的主要控制子

文章中，研究者利用高通量的测序技术对冈比亚按蚊雄性蚊子和雌性蚊子胚胎所产生的遗传信息进行测序分析研究，在对测序数据进行对后后，研究者发现，仅在雄性蚊子机体中，转录物的片段才和Yob蛋白项符合；研究者进一步研究发现，Yob是由Y染色体所编码的，而且Yob的活性仅限于雄性机体，而且其对于产生性别决定通路基因的雄性特异性产生非常必要

研究者表示，Yob的转录物对雌性蚊子有害，当将该蛋白注射到冈比亚按蚊性别混合的早期胚胎中或者阿拉伯按蚊机体中时，在胚胎孵育出来之前，蛋白Yob就可以杀灭雌性蚊子胚胎，而雄性蚊子胚胎则不受影响；相反，使得胚胎中Yob沉默表达则对于雄性是致死性的，相关研究结果表明，除了确定雄性之外，Yob蛋白对于控制剂量补偿作用非常关键，而剂量补偿作用通常会平衡雄性单一X染色体和雌性双X染色体上基因表达产物的水平

4. Science：气候变化导致植物性别比例失调 doi:10.1126/science.aaf2588, doi:10.1126/science.aag1624 据预计，如果性别决定是温度依赖性的话，那么气候暖化可能影响物种的性别比例

在一项新的发表在Science期刊上的研究中，美国研究人员证实间接的气候影响也可能改变性别是由遗传决定的物种的性别比例，以及损害繁殖适度（reproductive fitness）

四十年来，一种雌雄异株的高山植物食用缬草（Valeriana edulis）群体的性别比例因雄株和雌株对水的不同需求而已失调，导致雌株偏多

雄株的减少会降低雌株的繁殖成功率和繁殖适度
类似的两性对  环境灵敏度的微妙差异可能最终导致群体减少

针对这项研究中，Julie R. Etterson1和Susan J. Mazer在Science期刊上发表一篇观点类型（Perspective）的文章进行详细评论

5. Science：菌根真菌共生影响植物二氧化碳施肥效应 doi:10.1126/science.aaf4610 上升的大气二氧化碳（CO2）浓度促进植物生长，而这种效应可能能够降低 人为的气候改变速率

但是植物也需要氮素才能生长

迄今为止，实验性的氮素添加对二氧化碳施肥效应（CO2   fertilization）强度的影响一直是不明确的

在一项新的研究中，César Terrer等人发现氮素对植物生长的影响依赖于氮素可获得性和植物与土壤菌根真菌形成的共生体之间的关系

只有与根部的外生菌根真菌（ectomycorrhizal fungi）形成共生体的  植物才能够克服氮素限制

6. Science：解析出AMPAR-stargazin复合体的三维结构 doi:1126/science.aaf8411 AMPA离子型谷氨酸受体（AMPA-subtype ionotropic glutamate receptor, AMPAR）调节快速的兴奋性突触传递，促进更高级的认知过程，如学习和记忆

在大脑中，AMPAR与多种辅助性亚基形成蛋白复合体，其中这些辅助性亚基严格控制着AMPAR的运输、门控和药理作用

这些蛋白复合体遭受破坏与多种精神疾病和神经退行性疾病有关

在一项新的研究中，Edward C. Twomey等人利用低温电镜技术 （ Cryo-Electron Microscopy ）解析出一种与stargazin（STZ）结合时的AMPAR的三维结构，其中STZ是一种代表性的跨膜  AMPAR调节蛋白

STZ控制着AMPAR的突触靶向、突触可塑性和区室特异性的活性、药理作用和门控

7. Science综述：从体内角度理解蛋白折叠和质量控制 doi:10.1126/science.aac4354 大多数蛋白必须折叠成独特的三维结构来执行它们的生物学功能

在拥挤的细胞环境中，新合成的蛋白存在错误折叠和形成有毒的聚合物的风险

为了确保高效的折叠，不同类型的分子伴侣  接纳核糖体中释放出来的新生蛋白链，并引导它进入一种富有成效的折叠途径

鉴于蛋白在结构上是动态变化的，一种整合的分子伴侣和蛋白降解复合体网络对细胞的蛋白质组进行持续的监控，  从而维持蛋白质内稳态（protein homeostasis）

细胞维持蛋白质内稳态的能力在衰老期间会下降，从而促进神经变性和其他与蛋白聚集相关联的慢性疾病

在这些疾病中，理解这种蛋白质内稳态有望鉴定出药物干预的靶标

8. Science：对军舰鸟来说，进行几个月的高空飞行是轻而易举的 doi:10.1126/science.aaf4374; doi:10.1126/science.aag1865 据新的研究显示，军舰鸟能一次在空中飞行几个月，它们一天能飞几百英里，并为了达到耗能很少的目的而充分利用大气条件

尽管属于海鸟，但小军舰鸟（Fregata minor）并无防水羽毛，这意味着它们常常需要长时间地飞至远方觅食

然而，这些小军舰鸟如何完成这些长时间无休息的飞行在很大程度上仍然是未知的

在一项新的研究中，Henri Weimerskirch和同事在此给数十只军舰鸟配备了太阳能驱动的发射器（或数据记录器），它们可以测量这些鸟的心率、振翅频率、加速飞行、飞行高度和GPS坐标

数据揭示，这些军舰鸟飞行距离相当长，平均每天飞行410公里（255英里）

值得注意的是，未成年的军舰鸟会比成年军舰鸟飞行距离更长，而且是独立飞行，这提示其飞行是一种由基因编码的行为

大多数的军舰鸟会保持在一个不需怎么振翅就能维持在高处的一种高度，往往能（一次扑翼）飞30-2000米（98-6562英尺）之远

只有在觅食时（这需要花费更多能量），它们才会下降至0-30米的海拔高度

在高空中，研究人员发现这种鸟会利用源自堆积云下的上行气流的环形运动而翱翔至更高处

一旦搭上了这些气流，军舰鸟能无需振翅而至多上升1600米（5249英尺）之高，有时其飞升速度达每秒4-5米（13-16英尺）

在到达较高的高度时，军舰鸟接着能向下做长距离滑行，以侧风飞行以达到最高对地速度，直到搭上下一个向上的气流

针对这项研究，Raymond Huey 和 Curtis Deutsch发表一篇观点类型（Perspective）的文章，更为详细地讨论了这些结果

9. Science：发现PARP-1调节转录延长 doi:10.1126/science.aaf7865 在很多细胞过程发生期间，在聚二磷酸腺苷核糖聚合酶（PARP）的作用下，二磷酸腺苷核糖（ADP-ribose）从NAD+转移到蛋白底物上

在一项新的研究中，Bryan A. Gibson等人开发出一种方法追踪核糖转移事件和在蛋白质组和基因组水平上绘制PARP-1、PARP-2和PARP-3的二磷酸腺苷核糖化位点图谱

PARP-1的一个靶位点是NELF，即一种调节RNA聚合酶II转录暂停的蛋白复合体

如果NELF发生核糖化修饰，那么转录暂停结束，富有成效的转录延伸继续开展

10. Science：揭示雌性生殖细胞中心粒消失之谜 doi:10.1126/science.aaf4866 受精的一种重要特征是中心粒（centriole）的不对称遗传

在大多数物种中，精子提供初始的中心粒，然后这种中心粒形成首个早期发育所必需的中心体

然而，考虑到中心粒被认为是非常稳定的结构，雌性生殖细胞中的中心粒消失背后的机制一直是不清楚的和似是而非的

在一项新的研究中，A. Pimenta-Marques等人在果蝇中揭示出一种受到Polo激酶（Polo kinase）和中心粒外周基质（pericentriolar matrix, PCM）控制的中心粒维持程序：在卵子发生期间，雌性生殖细胞中的PCM下调表达，从而导致中心粒丢失

干扰这种程序会阻止中心粒丢失，导致异常的减数分裂和有丝分裂，因而导致雌性不孕

这一机制挑战了中心粒具有内在稳定性结构的现有观点，揭示出Polo激酶和PCM在中心粒维持中的一般功能

研究人员指出调节这种维持程序是成功的有性繁殖所必需的，决定了不同组织处于体内平衡时和患病时的中心粒寿命，因而对细胞骨架产生影响

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