2018年5月18日Science期刊精華

本周又有一期新的Science期刊（2018年5月18日）發(fā)布，它有哪些精彩研究呢？讓小編一一道來。
 

圖片來自Science期刊。

1.Science：揭示有益細菌利用免疫反應在腸道中安營扎寨
doi:10.1126/science.aaq0926

在一項新的研究中，來自美國加州理工學院的Sarkis Mazmanian教授及其團隊證實一種特定類型的有益細菌實際上利用身體的免疫反應使得它能夠舒適地在腸道中安營扎寨。相關研究結(jié)果于2018年5月3日在線發(fā)表在Science期刊上，論文標題為“Gut microbiota utilize immunoglobulin A for mucosal colonization”。

Mazmanian團隊選擇研究一種被稱作脆弱擬桿菌（Bacterioides fragilis）的細菌。這種特定的細菌種類在包括人類在內(nèi)的許多哺乳動物的大腸中大量存在，而且Mazmanian團隊之前已證實它保護小鼠免受某些炎性疾病和神經(jīng)疾病（比如炎癥性腸病和多發(fā)性硬化癥）的影響。令人關注的是，盡管存在多種脆弱擬桿菌菌株，但是健康人僅與一種脆弱擬桿菌菌株形成*的一對一關系。

首先，這些研究人員旨在通過物理觀察脆弱擬桿菌所在的位置來研究這種細菌與腸道的共生關系。通過對小鼠腸道樣品進行電鏡成像，他們能夠觀察到脆弱擬桿菌聚集在較厚的腸道粘液層（即粘膜層）的深處，靠近腸道表面的上皮細胞。Donaldson和他的和作者們猜測這種空間環(huán)境是單個細菌種類站位腳跟并建立穩(wěn)定的據(jù)點所必需的。

這些研究人員接下來旨在確定是什么機制允許脆弱擬桿菌在腸道內(nèi)的如此一種環(huán)境中定植。他們發(fā)現(xiàn)每個脆弱擬桿菌都被包裹在較厚的由碳水化合物組成的莢膜中。莢膜通常與試圖掩蓋自己而免受身體免疫系統(tǒng)識別和攻擊的病原菌存在關聯(lián)。缺乏這種莢膜的突變細菌不能在腸道粘膜層中聚集和棲息。因此，這些研究人員猜測莢膜碳水化合物是脆弱擬桿菌菌株在腸道中獨占它們的空間環(huán)境所必需的。

鑒于已知細菌莢膜與免疫系統(tǒng)對病原菌作出的免疫反應存在關聯(lián)，Donaldson和Mazmanian推測免疫系統(tǒng)也可能對脆弱擬桿菌莢膜產(chǎn)生免疫反應。事實上，他們發(fā)現(xiàn)抗體，即牢牢抓住特定細菌或病毒并對它們進行標記從而使得其他的免疫細胞吞噬和破壞它們的免疫蛋白，結(jié)合到腸道中的脆弱擬桿菌莢膜上。一種特殊類型的抗體，即免疫球蛋白A（IgA）---事實上，在人體中，它是zui為大量產(chǎn)生的抗體類型---在整個腸道中發(fā)現(xiàn)到，但是它的特異性功能一直是神秘的。

通常，抗體反應意味著致病菌即將死亡。但令人好奇的是，IgA不會對通常在腸道中生存的大多數(shù)細菌產(chǎn)生不利影響。就脆弱擬桿菌而言，這些研究人員發(fā)現(xiàn)IgA實際上有助這種細菌粘附到腸道上皮細胞上。此外，在缺乏IgA的小鼠中，這種細菌在腸道表面上定植并保持*穩(wěn)定方面不太成功。

2.Science：大量腎臟單細胞的RNA測序分析闡明慢性腎臟疾病的發(fā)病根源
doi:10.1126/science.aar2131; doi:10.1126/science.aat7271

近日一項刊登在雜志Science上的研究報告中，來自賓夕法尼亞大學醫(yī)學院的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了一種特殊類型的細胞或許能在分子水平下驅(qū)動正常或病變的腎臟功能。

文章中，研究人員通過對來自健康小鼠腎臟的57979個細胞進行RNA測序發(fā)現(xiàn)了特殊的基因突變，這些突變似乎在單一分化的細胞類型中也會有類似的特征，此外，研究人員除了發(fā)現(xiàn)了此前描述的腎臟細胞類型外，還鑒別出了新型的細胞群。研究者Katalin Susztak表示，本文研究為腎臟生理學和腎臟疾病的研究提供了的見解，腎臟組織中的每個細胞似乎都有著特殊的非冗余功能，而且在特殊癥狀的患者中常常存在異常狀態(tài)的特殊細胞類型。

利用研究人員所開發(fā)的方法，他們就能開始研究理解腎臟疾病如何從單一細胞水平開始發(fā)生的，在美國慢性腎臟疾病的流行率大約為14%；研究人員意外地發(fā)現(xiàn)，他們所認為的腎臟中兩種*不可逆分化及不同的細胞類型彼此可以相互轉(zhuǎn)換，同時他們還在腎臟疾病的小鼠模型中觀察到了這種轉(zhuǎn)換過程，隨后研究人員對來自人類腎臟生物樣本庫中的患者樣本進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種互換作用或許存在于腎臟疾病患者中，當腎臟無法從機體中移除足夠的酸物質(zhì)時很有可能還會進一步誘發(fā)腎臟疾病的發(fā)生。

3.Science：鑒定出一種選擇性的自噬受體
doi:10.1126/science.aar2663; doi:10.1126/science.aat7121

自噬體吞噬和降解溶酶體中的細胞組分。核糖體的降解被稱為核糖體自噬（ribophagy），是一種重要的營養(yǎng)物來源。利用zui近報道的一種分離溶酶體的方法，Gregory A. Wyant等人描述了不同營養(yǎng)條件下溶酶體蛋白質(zhì)組的動態(tài)變化。在饑餓誘導的核糖體自噬期間，蛋白NUFIP1是核糖體的一種自噬受體。NUFIP1離開細胞核并直接通過結(jié)合一種自噬體蛋白靶向核糖體。NUFIP1的缺乏意味著在饑餓期間不能提供足夠的核苷酸，并因此在低營養(yǎng)條件下會發(fā)生細胞缺失。 

4.Science：利用SLAM-seq確定BRD4-MYC軸的直接基因調(diào)節(jié)功能
doi:10.1126/science.aao2793; doi:10.1126/science.aat6664

確定轉(zhuǎn)錄因子和調(diào)控通路的直接靶向是理解它們在生理學和疾病中的作用的關鍵。Matthias Muhar等人將RNA巰基連接烷基化代謝測序（thiol–linked alkylation for the metabolic sequencing of RNA, SLAM-seq, 一種對新合成的mRNA進行直接定量的方法）與藥理學和化學-基因擾動相結(jié)合，以便確定癌癥中的兩個轉(zhuǎn)錄中心---BRD4和MYC---的調(diào)節(jié)功能，并研究它們對BET溴結(jié)構(gòu)域抑制劑（BET bromodomain inhibitor, BETi）作出的直接反應。這些作者們發(fā)現(xiàn)BRD4作為RNA聚合酶II依賴性轉(zhuǎn)錄的一種一般性的輔助激活劑發(fā)揮作用，當接受高劑量BETi治療時，它遭受廣泛地抑制。當選擇觸發(fā)對白血病的選擇性效應的劑量時，BETi解除對一小部分高度敏感的靶標（包括MYC）的控制。與BRD4不同的是，MYC主要作為一種控制代謝過程（如核糖體生物合成和從頭合成嘌呤）的選擇性轉(zhuǎn)錄激活劑發(fā)揮作用。他們的研究建立了一種簡單的可擴展的策略來鑒定任何基因或通路的直接轉(zhuǎn)錄靶標。

5.Science：探究變暖對昆蟲的影響
doi:10.1126/science.aar3646; doi:10.1126/science.aat6671

昆蟲是地球上種類zui多的動物，在陸地食物網(wǎng)中無處不在。在變化的氣候中，我們對它們的命運知之甚少；與其他的生物群體相比，關于昆蟲的數(shù)據(jù)也是很少的。R. Warren等人對氣候變化對昆蟲分布的影響進行了范圍的分析。相比于溫度上升限制在2°C時，當溫度上升限制在1.5°C時，對于脊椎動物和植物而言，到2100年時丟掉一半以上地理范圍的物種數(shù)量會減半。但是對于昆蟲來說，它們的物種數(shù)量減少了三分之二。

6.Science：三分之一的受保護土地受到人類的巨大壓力
doi:10.1126/science.aap9565

越來越多的保護區(qū)被認為是保護生物多樣性的重要途徑。盡管保護區(qū)網(wǎng)絡中的土地比例從9％增加到15％，但是Kendall R. Jones等人發(fā)現(xiàn)三分之一的保護區(qū)受到人類密集活動的影響。因此，即使是受保護的風景區(qū)也會遇到一些人為的壓力，僅zui偏遠的北部地區(qū)幾乎保持不變。（生物谷 ）