艾德思：2019年3月15日Science期刊精华

研究揭示三斑黑豹蠕虫全身再生的基因开关 doi:10.1126/SCIence.aau6173; doi:10.1126/SCIence.aaw6258 当谈到再生时,一些动物能够获得惊人的壮举---如果您把蝾螈的腿切下来,它就会重新长出来.当受到威胁时,一些壁虎会丢掉它们的尾巴来脱身,然后重长出尾巴.其他的动物更进一步.真涡虫/水母和海葵当被切割两半后能够再生出整个身体.

在一项新的研究中,来自美国加州大学伯克利分校/加州大学旧金山分校/哈佛大学和麻省理工学院的研究人员揭示了动物怎样实现这一壮举,并发现一些似乎控制用于全身再生的基因的DNA开关.相关研究结果发表在2019年3月15日的Science期刊上,文章标题

为"Acoel genome reveals the regulatory landscape of whole-body regeneration'.文章通讯作者为哈佛大学有机与进化生物学助理教授Mansi Srivastava.文章第一作者为Srivastava实验室博士后研究员Andrew Gehrke.

通过使用三斑黑豹蠕虫(three-banded panther worm)来测试这个再生过程,Srivastava/Gehrke及其团队发现一段非编码DNA控制一个称为EGR的"主控制基因'的激活.一旦受到激活,EGR通过开启或关闭其他基因来控制许多其他过程.

:神奇!发现除有性繁殖和无性繁殖之外的第三种繁殖类型 doi:10.1126/SCIence.aau0099

1949年,年轻的生物学家Victor Nigon在其博士文章中描述了生活在土壤中的各种线虫的繁殖.这些线虫包括Mesorhabditis belari,在这种线虫中,少量的雄性线虫是繁殖所必需的,尽管在精子中发现的遗传物质很少被卵子使用.由此形成的胚胎产生雌性线虫后代,

它是其母本的一个克隆.

七十年后,这种线虫又引起了人们的兴趣.在一项新的研究中,来自法国/英国和瑞士的研究人员证实了Victor Nigon的初步观察结果,但也指出在9%的情形下,精子中的遗传物质用于受精,所形成的胚胎会产生雄性后代.雄性线虫随后仅将它们的基因传递给它们的雄

性后代,这就使得Mesorhabditis belari成为一种独特的例子:雄性不会产生遗传贡献,相反,它们被视为雌性的简单延伸,帮助雌性启动它们的卵子发育.相关研究结果发表在2019年3月15日的Science期刊上,文章标题为"Males as somatic investment in a

parthenogenetic nematode'

但是,为什么这会导致9％而不是2％或20％的雄性后代?通过使用博弈论,这些研究人员发现产生9％的雄性后代是一种稳定的进化策略,这是因为这个数量足以确保产生最多数量的雌性后代,而不会在不产生遗传贡献的雄性后代产生中浪费太多资源.

:在低氧条件下,染色质会快速地发生变化 doi:10.1126/SCIence.aau5870; doi:10.1126/SCIence.aaw8373

在一项新的研究中,来自英国利物浦大学和邓迪大学的研究人员针对细胞怎样应对缺氧提出了新见解.他们发现作为DNA和蛋白的复合物,染色质在低氧条件下快速地发生变化.相关研究结果发表在2019年3月15日的Science期刊上,文章标题为"Hypoxia induces rapid

changes to histone methylation and reprograms chromatin'.文章通讯作者为利物浦大学的Sonia Rocha教授.

氧气对人类生命至关重要.重要的是,在从中风到癌症的各种人类疾病中都观察到缺氧.以前的研究主要集中在"缺氧诱导因子(HIF)'的激活上,HIF是对可用氧的减少作出反应的转录因子,并能够激活数百个基因.但是,众所周知,这些反应需要几个小时才能发起

.

为了研究更快启动的过程,这些研究人员在人细胞中寻找了短期缺氧后发生的特定分子变化.他们发现染色质在低氧条件下快速地发生变化,而且这些变化是细胞在数小时后对低氧作出反应所必需的.他们接着发现染色质发生变化的机制是通过抑制一类需要氧气来激活

的酶(比如KDM5A)实现的.这些完全出乎意料的发现首次表明在对氧气降低作出反应时,染色质的变化先于基因表达的激活.

:发现细胞感知氧气新机制!抗癌药物迎来新突破! doi:10.1126/SCIence.aaw1026; doi:10.1126/SCIence.aaw8373

来自奥卢大学和哈佛大学的研究人员已经发现了一种过去未知的体内细胞感受氧气的机制,而缺氧对基因的功能有着重要的直接影响,可以防止细胞分化.这项研究发表在上,为开发新的抗癌药物带来了新思路.

这项研究的重点在于一种叫做组蛋白去甲基化酶的酶,它的任务是调节染色体的结构.研究人员发现缺氧会导致某些组蛋白去甲基化酶无法工作,结果就是细胞无法分化.这项发现和开发新的抗癌药物有关,因为癌细胞通常是未分化的,而许多肿瘤中都出现了染色体异

常的现象.

"这是第一次发现氧气水平对组蛋白去甲基化酶有直接的影响.'来自奥卢大学的Peppi Karppinen教授说道.Karppinen教授表示他们的发现将改变人们对机体感知氧气方法的认知.

:发现两种不同的间质巨噬细胞群体 doi:10.1126/SCIence.aau0964; doi:10.1126/SCIence.aaw6775

组织驻留巨噬细胞(resident tissue macrophage, RTM)在发育期间存在于各种组织特异性壁龛中.它们表现出微环境导向的表型,支持宿主防御和组织稳态.Svetoslav Chakarov等人通过对小鼠肺部进行单细胞RNA测序和命运绘图,研究了RTM亚群异质性/相互关系和个体发育.除了肺泡巨噬细胞之外,他们还发现了两种不同的间质巨噬细胞群体.其中的一种间质巨噬细胞群体大多数邻接神经纤维;另一种间质巨噬细胞群体优先定位于血管附近/似乎支持血管完整性并抑制炎性细胞浸润到组织中.

:揭示RIT1癌蛋白逃脱LZTR1介导的蛋白水解 doi:

泛素化经常标记蛋白以便随后用于蛋白破坏.Pau Castel等人描述了描述了小鸟嘌呤三磷酸酶RIT1突变可能导致某些发育障碍和癌症的机制.他们检测到蛋白LZTR1与野生型RIT1相互作用,但不与RIT1的致癌突变形式相互作用.LZTR1作为一种泛素连接酶的底物特异性衔接器起作用.因此,不受泛素介导的降解影响的RIT1突变形式积累下来.鉴于RIT1在生长因子信号传导和过度信号传导中起作用,这些发现可能解释了与RIT1突变相关的恶性肿瘤.

:探究伊比利亚半岛过去8000年的基因组历史 doi:10.1126/SCIence.aav4040; doi:10.1126/SCIence.aaw8020

古老的DNA研究已开始帮助我们了解人类在全球的遗传历史和迁移.Iñigo Olalde等人通过着重关注伊比利亚半岛,报道了来自伊比利亚的271个古代人的全基因组数据.这些发现提供了这个地区的全面遗传时间剖面. 从大约7000年前到现在的古代人类遗骸的语言学分析和遗传分析阐明了来自欧洲和北非的史前和历史迁徙的遗传影响.(生物谷 )

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