2017年4月21日Science期刊精華

圖片來自Science期刊。

2017年4月26日/生物谷BIOON/---本周又有一期新的Science期刊（2017年4月21日）發布，它有哪些精彩研究呢？讓小編一一道來。

1.Science：腸道細菌或有助讓新生兒抵抗致病菌感染

doi:10.1126/science.aag2029

在全世界，每年有上萬名嬰兒死於破壞他們的消化系統的感染，包括沙門氏菌感染和大腸桿菌感染。上百萬多人也因此患病。

在小鼠體內開展的一項新的研究提供證據證實腸道細菌中的梭菌（Clostridia）除了有助消化食物之外，還提供至關重要的感染抵抗性。但是這項研究也證實最年輕的新生小鼠並不含有梭菌，這就使得它們最容易遭受入侵細菌 （類似於讓如此多的嬰兒患病的病原菌）的感染。這些發現可能為開發出新的方法來保護嬰兒鋪平道路。相關研究結果發表在2017年4月21日的Science期刊上，論文標題為「Neonatal acquisition of Clostridia species protects against colonization by bacterial pathogens」。論文通信作者為美國密歇根大學病理學系教授Gabriel Nunez博士和密歇根大學病理學系研究員Yun-Gi Kim博士。

這項研究中使用的小鼠是在密歇根大學的一種無菌的環境中培養的。鑒於缺乏天然的腸道細菌，這些無菌小鼠提供一種獨特的機會來觀察來自不同年齡的正常小鼠的移植細菌的影響，並且測試它們的易感染性。這些研究人員 也利用先進的DNA分析技術允許他們檢測小鼠腸道中的細菌類型和數量。

他們的實驗結果是小鼠斷奶（從母乳切換到固體食物）期間，梭菌開始在小鼠腸道中生長，並且阻止兩種致病性細菌生長。

2.Science: 裸鼴鼠首開哺乳動物無氧存活先河

doi:10.1126/science.aab3896; doi:10.1126/science.aan1505

裸鼴鼠是實驗室里的超級英雄。它們幾乎沒有衰老的跡象，對某些類型的疼痛具有抵抗力，幾乎從來不得癌症。如今，科學家又發現了裸鼴鼠的另一個超級功能：這種動物可以在沒有氧氣的情況下生存超過18分鐘。從本質上 說，它們的身體從使用一種「燃料」切換到另一種「燃料」的策略可能帶來在人體中抗擊中風和心臟病發作的新方法。

據美國《科學》雜誌4月20日發表的一項新研究，在無氧環境下，裸鼴鼠能活18分鐘；而在人類幾分鐘就死亡的低氧環境中，它能活至少5個小時。

裸鼴鼠是迄今唯一已知能在低氧與無氧情況下長時間存活的哺乳動物。破解其中的秘密，或能幫助開發與缺氧相關病症的新療法，包括心臟病發作和中風。

除裸鼴鼠外，包括人類在內的哺乳動物缺氧時，腦細胞將耗盡能量死亡。但由美國芝加哥市伊利諾伊大學神經科學家Thomas Park和德國柏林市Max Delbruck分子醫學中心生理學家Gary Lewin率領的聯合科研小組發現，裸鼴鼠腦 細胞能在無氧環境下開始燃燒果糖，產生能量繼續活下去，科學家此前只在植物中見過這種代謝方式。

在低氧或無氧環境中，裸鼴鼠有效地變成了「植物」，不再進行有氧呼吸，而是由果糖驅動代謝，並進入假死狀態，脈搏和呼吸頻率大幅減緩，能量需求降至最低。此後，只要重新接觸空氣幾秒鐘，它們就會恢復正常呼吸，沒 有顯示出任何持久傷害。

研究顯示，當裸鼴鼠暴露於實驗室低氧條件中時，有大量果糖進入它們的血液中，這些果糖又通過一種此前只在哺乳動物腸細胞中發現的蛋白質轉運到腦細胞中。

此外，裸鼴鼠在低氧環境下也不會得肺水腫，也就是肺部積液，這是在高海拔地區困擾登山者的一個常見問題。裸鼴鼠這些特徵被認為是對長期地下洞穴貧氧生活的一種適應。

3.Science：發現環境影響能夠代代相傳

doi:10.1126/science.aah6412

在一項新的研究中，來自西班牙巴塞羅那基因調控中心（CRG）的研究人員發現溫度變化會在線蟲中造成基因變異，這些突變會通過精子和卵子傳遞給其後代。這些變化可持續長達14代之久，這表明環境對生物體有著持久的 影響。

在實驗中，這些研究人員將親代秀麗隱桿線蟲暴露於高溫（25°C），這會導致它們的基因daf-21表達上升。他們認為，當線蟲接觸增高溫度達5代之久時，它需要花14代的時間才能讓某個多拷貝基因的表達返回到基線水平。通過對線蟲進行交叉繁殖，他們證實這些基因變異是通過卵子和精子雙雙向下遺傳的。他們還發現，基因表達的變化是由高溫誘導的甲基轉移酶SET-25水平下降導致的，這接著導致三甲基化組蛋白H3減少及染色質沉默區減 少。

4.Science：重磅！發現人類的「新型血細胞」

doi:10.1126/science.aah4573

在人免疫系統中，樹突細胞會在其表面呈遞抗原。這些抗原分子被T細胞識別後啟動免疫反應。單核細胞是最大的白細胞，是機體防禦系統的一個重要組成部分，能夠轉化為巨噬細胞發揮作用。

在一項新的研究中，來自美國布羅德研究所等研究機構的研究人員利用單細胞RNA測序在人類免疫系統中鑒定出了新型的血細胞。具體，而言，他們發現了2種新的樹突細胞亞型、2種新的單核細胞亞型。同時，他們還鑒定出 了一種新的樹突細胞前體細胞（dendritic cell progenitor，也譯作樹突細胞祖細胞）。

這一發現人體內的白細胞類型比我們最初認為的要更多。接下來，科學家們還需要鑒定出，在人體健康和生病時，這些不同的細胞類型在人免疫系統中究竟發揮何種功能。

5.Science：基質Gli2活性協調乳腺上皮幹細胞中的微環境信號通路

doi:10.1126/science.aal3485; doi:10.1126/science.aan1506

幹細胞微環境（stem cell niche）是複雜的局部信號微環境，調節著幹細胞維持和再生組織和器官的活性。與此同時，除了對局部信號作出反應之外，在青春期，乳腺幹細胞微環境也對全身激素信號作出反應。Chen Zhao等人發 現作為Hedgehog信號通路的一種轉錄效應物，Gli2協調幹細胞微環境信號通路，在整個胰腺中激活雌激素受體和生長激素受體表達。疾病可能不僅是幹細胞缺陷導致的，也可能是由幹細胞微環境調節異常導致的。

6.Science：多葯外排泵AcrAB-TolC的不對稱分布導致長壽表型異質性

doi:10.1126/science.aaf4762; doi:10.1126/science.aan0348

當細菌細胞分裂時，細胞壁組分的不對稱分布在親代細胞和它們的子細胞之間發生。在不斷增加的細菌細胞群體中，多葯外排泵的不對稱分布導致它們的抗生素耐藥性出現異質性。一種結果就是在低水平的抗生素存在時，較 老的細菌細胞往往比較年輕的細菌細胞存活得更長。利用一種微流體設備捕獲和測量細菌的分裂細胞，Tobias Bergmiller等人證實作為大腸桿菌的一個主要的多葯外排泵，AcrAB-TolC在較老的細菌細胞的紡錘體極上簇集。隨著 細胞分裂繼續進行和子細胞年齡增加，它們也逐漸地在紡錘體極上簇集多葯外排泵。（www.bioeg.cn）

7.Science：融合肽Myomixer控制肌肉形成

doi:10.1126/science.aam9361

成體骨骼肌的特徵是長長的被稱作肌纖維的多核細胞。當在胚胎形成期間，肌肉前體細胞（muscle precursor cell），也被稱作成肌細胞（myoblast），發生分化並且融合在一起時，肌纖維就產生了。這種融合過程並未得到充分 的理解。通過研究細胞培養物和模式小鼠，Pengpeng Bi等人鑒定出一種84氨基酸肽促進成肌細胞融合。這種小肽，也被稱作Myomixer，與一種膜融合蛋白Myomaker相互作用，並且激活Myomake的活性。顯著的是，這種Myomaker-Myomixer相互作用也促進成纖維細胞等非肌肉細胞的融合。

8.Science：乙醯化使得微管不容易遭受機械破損

doi:10.1126/science.aai8764

細胞需要微管進行細胞內運輸，同時避免發生撞車事件。在研究活的成纖維細胞中的微管破裂時，Zhenjie Xu等人發現如果微管未發生乙醯化，那麼壽命較長的微管在彎曲後經常會發生破裂。乙醯化讓微管在機械上更加穩定，促進纖絲之間滑動，並且使得微管中的微梁格（lattice）更具可塑性。

來源：生物谷

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